Análisis de Ciclo de Vida de vasos desechables en México.

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Análisis de Ciclo de Vida de vasos desechables en México.

Poliestireno Expandido (EPS) y papel plastificado

Septiembre 2013

i

Elaborado por Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable S.A. de C.V. (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de México Tel/Fax: +52 55 26 02 96 94 www.centroacv.mx Estudio concluido en diciembre de 2012 La revisión crítica del estudio concluyó en junio de 2013 y se realizó con base a la versión en inglés. La versión en español es la traducción del estudio.

Autores Juan Pablo Chargoy Amador Elisa García Fiol Amalia Sojo Benítez Nydia Suppen Reynaga Estatus de publicación Privado Palabras clave Vasos desechables, EPS, papel plastificado, ACV Solicitado por Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ) Ángel Urraza 505, Col. Del Valle, C.P. 03100, México, D.F. 52 30 51 00 http://www.aniq.org.mx/ Directora General CADIS y revisora interna: Nydia Suppen Reynaga Coordinador del panel de revisión crítica: Mike Levy Revisores críticos: Claudia Peña Luiz Kulay

http://www.centroacv.mx/

http://www.aniq.org.mx/

ii

ACV de vasos desechables en México. EPS y papel plastificado.

Contenido

Índice de Figuras vi

Índice de Tablas viii

Acrónimos x

1. Antecedentes e Introducción 1

1.1 Antecedentes 2

1.1.1 Descripción y situación actual de los vasos desechables en México 2

1.1.2 Leyes y regulaciones – Iniciativas relacionadas con empaques de EPS 4

1.2 La metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) 4

1.3 Estudios de ACV de vasos desechables 6

1.4 Introducción al estudio de ACV de vasos desechables en México 9

2. Objetivo del estudio 10

2.1 Objetivo del estudio 11

2.2 Aplicación, audiencia y razones para llevar a cabo el estudio 11

3. Alcance del estudio 12

3.1 Sesión con ANIQ y partes interesadas para la definición del alcance del estudio 13

3.2 Sistema producto y límites del sistema 15

3.3 Datos y reglas de corte 17

3.4 Función, unidad funcional y flujo de referencia 18

3.5 Evaluación del impacto en el ciclo de vida y tipo de impactos 19

3.6 Consideraciones para la revisión crítica 19

4. Inventario de ciclo de vida (ICV) 21

4.1 Análisis de inventario y recolección de datos 22

4.2 Descripción cuantitativa y cualitativa de los procesos unitarios 23

4.2.1 Descripción de los vasos de EPS 24

4.2.2 ICV de los vasos de EPS 27

4.2.3 Descripción de los vasos de papel plastificado con PE 30

4.2.4 ICV de los vasos de papel plastificado con PE 32

iii

4.3 Fuentes de información 34

4.4 Procedimientos de cálculo 35

4.4.1 Suposiciones 35

4.4.2 Limitaciones 35

4.5 Validación de datos 36

4.5.1 Análisis de calidad de datos 36

4.5.2 Tratamiento de datos faltantes 39

4.6 Asignación 39

5. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV) 40

5.1 Método de evaluación de impacto 41

5.2 Categorías de impacto analizadas 42

5.3 Discusión de resultados 44

5.3.1 EICV de los vasos de EPS 44

5.3.2 EICV de los vasos de papel plastificado con PE 51

5.3.3 EICV de los vasos de EPS y de papel plastificado con PE 57

6. Interpretación 59

6.1 Resumen de resultados 60

6.2 Análisis de sensibilidad 61

6.3 Análisis de incertidumbre 70

6.4 Evaluación 73

7. Conclusiones, limitaciones y recomendacions 75

8. Revisión crítica 79

9. Anexos 81

Figure index iv

Table index v

Acronyms vi

1. Background and Introduction 1

1.1 Background 2

1.1.1 Description and current status of disposable cups market in Mexico 2

iv


1.1.2 Laws and regulations – EPS packaging initiatives 4

1.2 The Life Cycle Assessment (LCA) methodology 4

1.3 LCA studies of disposable cups 6

1.4 Introduction to the LCA study of disposable cups in Mexico 9

2. Goal of the study 10

2.1 Goal of the LCA study 11

2.2 Intended application, audience and reasons for carrying out the study 11

3. Scope of the study 12

3.1 Session with ANIQ and stakeholders for the definition of the scope of the LCA study 13

3.2 Product system and system boundaries 15

3.3 Data and cut-off criteria 17

3.4 Functions, functional unit and reference flow 18

3.5 Life cycle impact assessment and types of impacts 19

3.6 Critical review considerations 19

4. Life Cycle Inventory Analysis (LCI) 21

4.1 Inventory analysis data collection 22

4.2 Qualitative and quantitative description of unit processes 23

4.2.1 EPS cups description 23

4.2.2 EPS cups LCI 27

4.2.3 Coated paper cups description 30

4.2.4 Coated paper cups LCI 32

4.3 Sources of the data 34

4.4 Data calculation 35

4.4.1 Assumptions 35

4.4.2 Limitations 35

4.5 Validation of data 35

4.5.1 Data quality analysis 36

4.5.2 Treatment of missing data 39

4.6 Allocation 39

v

5. Life Cycle Impact Assesment (LCIA) 40

5.1 Impact assessmnet method 41

5.2 Impact categories analyzed 42

5.3 Discussion of Results 44

5.3.1 EPS cups LCIA 44

5.3.2 Coated paper cups LCIA 51

5.3.3 EPS cups and coated paper cups LCIA 57

6. Interpretation 59

6.1 Summary of results 60

6.2 Sensitivity analysis 60

6.3 Uncertainty analysis 69

6.4 Evaluation 72

7. Conclusions, limitations and recommendations 74

8. Critical review 77

9. Annexes 94

Annex A. Analytic Hierarchy Process 95

Bibliografía 97

vi


Índice de Figuras

Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto. ..................................................................................... 5

Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida (IMNC, 2008). ........................................................................ 5

Figura 3. Selección de las consideraciones importantes en el estudio – resultados del análisis AHP. ............ 15

Figura 4. Sistema-producto: vaso EPS. ......................................................................................................... 16

Figura 5. Sistema-producto: vasos papel plastificado................................................................................... 17

Figura 6. Etapas del ciclo de vida de vasos EPS. ........................................................................................... 24

Figura 7. Diagrama de flujo del proceso de producción de perlas EPS. ......................................................... 25

Figura 8. Diagrama de flujo del proceso de producción de vasos EPS. .......................................................... 26

Figura 9. Etapas del ciclo de vida de vasos de papel plastificado. ................................................................. 30

Figura 10. Diagrama de flujo de la producción de vasos de papel plastificados. ........................................... 31

Figura 11. EICV de vasos EPS. ...................................................................................................................... 45

Figura 12. Evaluación de la etapa de materias primas de vasos EPS. ............................................................ 47

Figura 13. Evaluación de la etapa de producción de vasos EPS..................................................................... 48

Figura 14. Evaluación de la etapa de distribución de vasos EPS. ................................................................... 49

Figura 15. Evaluación de la etapa de fin de vida para vasos EPS. .................................................................. 50

Figura 16. EICV de vasos de papel plastificado. ............................................................................................ 51

Figura 17. Evaluación de la etapa de obtención de materias primas para vasos de papel laminado. ............ 53

Figura 18. Evaluación de la etapa de producción para vasos de papel plastificado. ...................................... 54

Figura 19. Evaluación de la etapa de distribución de vasos de papel plastificado. ........................................ 55

Figura 20. Evaluación de la etapa de fin de vida de vasos de papel plastificado. ........................................... 56

Figura 21. EICV para vasos EPS y papel plastificado. .................................................................................... 57

Figura 22. Resumen de resultados de la EICV. ............................................................................................. 60

Figura 23. Análisis de sensibilidad del peso del vaso de EPS (1,600,000,000 piezas). .................................... 64

Figura 24. Análisis de sensibilidad del consumo de gas natural en la producción del vaso de EPS

(1,600,000,000 piezas). ...................................................................................................................... 65

Figura 25. Análisis de sensibilidad del peso del vaso de papel plastificado (1,600,000,000 pieces). .............. 66

Figura 26. Análisis de sensibilidad del consumo eléctrico en el proceso de laminado del SBB ....................... 67

Figura 27. Análisis de sensibilidad del consumo eléctrico en el proceso de manufactura del vaso de papel

(1,600,000,000 piezas). ...................................................................................................................... 68

Figura 28. Análisis de sensibilidad del porcentaje de vasos de EPS y de papel que se disponen en relleno

sanitario (1,600,000,000 piezas). ........................................................................................................ 69

Figura 29. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS. ............................................................................ 70

Figura 30. Análisis de incertidumbre de los vasos de papel plastificado. ...................................................... 71

vii

Figura 31. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS y de papel plastificado.......................................... 73

Figure 1. Diagram of a product life cycle. ...................................................................................................... 5

Figure 2. Phases of a Life Cycle Assessment (IMNC, 2008). ............................................................................ 5

Figure 3. Selection of important considerations for study – results of AHP analysis...................................... 15

Figure 4. Product system: EPS cup............................................................................................................... 16

Figure 5. Product system: coated paper cup. ............................................................................................... 17

Figure 6. Life cycle stages of EPS cups. ........................................................................................................ 24

Figure 7. Flow diagram of the EPS beads production process....................................................................... 25

Figure 8. Process flow diagram of EPS production cups. .............................................................................. 26

Figure 9. Life cycle stages of coated paper cup. ........................................................................................... 30

Figure 10. Flow diagram of the production of coated paper cups. ............................................................... 31

Figure 11. EPS cups LCIA. ............................................................................................................................ 45

Figure 12. Evaluation of raw materials stage of EPS cup .............................................................................. 47

Figure 13. Evaluation of production stage of EPS cups. ................................................................................ 48

Figure 14. Evaluation of distribution stage of EPS cups. ............................................................................... 49

Figure 15. Evaluation of end of life stage of EPS cups .................................................................................. 50

Figure 16. Coated paper cups LCIA. ............................................................................................................. 51

Figure 17. Evaluation of the raw material stage of the coated paper cups................................................... 53

Figure 18. Evaluation of the production stage of the coated paper cups. ..................................................... 54

Figure 19. Evaluation of the distribution stage of the coated paper cups. .................................................... 55

Figure 20. Evaluation of the end of life stage of the coated paper cups. ...................................................... 56

Figure 21. EPS cups and coated paper cups LCIA. ........................................................................................ 57

Figure 22. Summary of LCIA results. ............................................................................................................ 60

Figure 23. Sensitivity analysis for EPS cup weight (1,600,000,000 pieces). ................................................... 63

Figure 24. Sensitivity analysis for natural gas consumption in EPS cups production (1,600,000,000 pieces). . 64

Figure 25. Sensitivity analysis for paper cup weight (1,600,000,000 pieces). ................................................ 65

Figure 26. Sensitivity analysis for electricity consumption in SBB coating (1,600,000,000 pieces). ................ 66

Figure 27. Sensitivity analysis for electricity consumption in coated paper cups production (1,600,000,000

pieces). .............................................................................................................................................. 67

Figure 28. Sensitivity analysis of EPS and paper cups percentage disposed in landfill (1,600,000,000 pieces).

.......................................................................................................................................................... 68

Figure 29. EPS cups uncertainty analysis. .................................................................................................... 69

Figure 30. Coated paper cups uncertainty analysis. ..................................................................................... 70

Figure 31. Uncertainty analysis of both EPS and coated paper cups. ............................................................ 72

viii


Índice de Tablas

Tabla 1. Variedades de vasos desechables en México. ................................................................................... 3

Tabla 2. Estudios de ACV e ICV de vasos desechables. ................................................................................... 7

Tabla 3. Consideraciones importantes de datos para el estudio de ACV (modelo de decisión)...................... 14

Tabla 4. ICV promedio de la producción de vasos EPS. ................................................................................ 28

Tabla 5. ICV promedio de la distribución de vasos de EPS. ........................................................................... 29

Tabla 6. ICV promedio de la etapa de fin de vida de los vasos de EPS........................................................... 29

Tabla 7. ICV promedio del transporte requerido en la etapa de fin de vida de los vasos de EPS. ................... 29

Tabla 8. ICV para la producción de vasos de papel plastificado. ................................................................... 32

Tabla 9. ICV promedio para la distribución de vasos de papel plastificados. ................................................. 33

Tabla 10. ICV para la etapa de fin de vida de los vasos de papel plastificado. .............................................. 33

Tabla 11. ICV para el transporte de vasos de papel plastificado en su fin de vidas. ....................................... 33

Tabla 12. Resumen de la calidad de datos analizados. ................................................................................. 38

Tabla 13. Categorías de impacto analizadas en el estudio (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). ........ 43

Tabla 14. EICV de vasos EPS (1,600,000,000 piezas)..................................................................................... 46

Tabla 15. EICV de vasos de papel plastificado (1,600,000,000 pizas). ........................................................... 52

Tabla 16. EICV para vasos EPS y papel plastificado (1,600,000,000 piezas). .................................................. 58

Tabla 17. Principales hallazgos de los resultados de la EICV. ........................................................................ 60

Tabla 18. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS (1,600,000,000 piezas). ......................................... 71

Tabla 19. Análisis de incertidumbre de los vasos de papel plastificado (1,600,000,000 piezas). .................... 72

Tabla 20. Resumen de las limitaciones asociadas a la interpretación ........................................................... 78

Table 1. Variety of disposable cups in Mexico. .............................................................................................. 3

Table 2. LCA and LCI studies of disposable cups............................................................................................. 7

Table 3. Important considerations of data for the LCA study (decision model). ............................................ 14

Table 4. Average LCI for the production of EPS cups. ................................................................................... 28

Table 5. Average LCI for the distribution of EPS cups. .................................................................................. 29

Table 6. Average LCI for end of life stage of EPS cups. ................................................................................. 29

Table 7. Average LCI for transportation required for end of life stage of EPS cups........................................ 29

Table 8. LCI for the production of coated paper cups. ................................................................................. 32

Table 9. Average LCI for the distribution of coated paper cups. ................................................................... 33

Table 10. LCI for the end of life of coated paper cups. ................................................................................. 33

Table 11. LCI for end of life transportation of coated paper cups. ................................................................ 33

ix

Table 12. Data quality analysis summary. .................................................................................................... 38

Table 13. Impact categories analyzed in the study (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). ................... 43

Table 14. EPS cups LCIA (1,600,000,000 pieces). .......................................................................................... 46

Table 15. Coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces). .......................................................................... 52

Table 16. EPS cups and coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces). ...................................................... 58

Table 17. Key findings of LCIA results. ......................................................................................................... 60

Table 18. Uncertainty analysis results of EPS cups (1,600,000,000 pieces). .................................................. 70

Table 19. Uncertainty analysis results of coated paper cups (1,600,000,000 pieces). ................................... 71

Table 20. Summary of limitations associated with interpretation. ............................................................... 76

x


Acrónimos

ACC - American Chemistry Council (Consejo Americano de Química por sus siglas en inglés)

ACV – Análisis de Ciclo de Vida

AHP - Analytic Hierarchy Process (Método Analítico Jerárquico por sus siglas en inglés)

ANIQ – Asociación Nacional de la Industria Química

CADIS – Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable

CML - Centrum voor Milieuwetenschappen Leiden (Instituto de Ciencias Ambientales de Leiden por sus siglas en holandés)

EICV – Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida

EPS – Expanded Polystyrene (Poliestireno Expandido por sus siglas en inglés)

GPPS – General Purpouse Polystyrene (Poliestireno de Propósito General por sus siglas en inglés)

HIPS – High Impact Polystyrene (Poliestireno de Alto Impacto por sus siglas en inglés)

ICV – Inventario de Ciclo de Vida

IMNC – Instituto Mexicano de Normalización y Certificación

INEGI - Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática

PA - Potencial de Acidificación

PC – Policarbonato

PEcA - Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce

PCG - Potencial de Calentamiento Global

PDCO - Potencial de Destrucción de la capa de ozono

PE - Polietileno

PEBD – Polietileno de Baja Densidad

PEcT - Potencial de Ecotoxicidad terrestre

PET - Poli(tereftalato de etileno) del inglés Poly(ethylene terephthalate)

PEu - Potencial de Eutrofización

PFOF - Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos

PLA - Poli(ácido láctico) del inglés Poly(lactic acid)

PP – Polipropileno

PS – Poliestireno

PTH - Potencial de Toxicidad Humana

SAM – Sesión de Análisis Multicriterio

SEMARNAT - Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales

SBB - Solid Bleach Board (Cartón Sólido Blanqueado por sus siglas en inglés)

ZMG – Zona Metropolitana de Guadalajara

ZMVM – Zona Metropolitana del Valle de México

1

1. Antecedentes e Introducción

En este capítulo se presenta un antecedente general de la industria de plásticos en el

contexto de los productos desechables, así como las iniciativas de ley relacionadas.

También se presenta una introducción al estudio de ACV y un resumen de los estudios

más recientes en ACV de envases de alimentos, incluyendo vasos desechables.

2


1.1 Antecedentes

La industria del plástico creció 6% en México durante el año 2011, tomando en cuenta el

incremento del consumo local, el cual fue de 5.3 millones de toneladas, cantidad equivalente al 2%

del consumo mundial. En México, la industria del plástico tiene como objetivo el desarrollo de

productos innovadores que ofrezcan ventajas sobre los materiales tradicionales (Conde, 2012); en

contraste, los plásticos han sido tema de diferentes regulaciones que tienen como objetivo la

minimización de los impactos ambientales, desde condicionantes en su manufactura hasta su

prohibición o sustitución por alternativas biodegradables. Sin embargo, es importante conocer los

diferentes impactos ambientales durante el ciclo de vida de los productos y materiales, antes de

implementar alguna regulación en la materia. Es así, que la Asociación Nacional de la Industria

Química (ANIQ) solicitó al Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) un

estudio de ACV sobre vasos desechables de Poliestireno Expandido (EPS) y de papel plastificado.

Esta sección describe el mercado actual y las condiciones legales de los vasos desechables en

México como un importante antecedente para el estudio de ACV.

1.1.1 Descripción y situación actual de los vasos desechables en México

Durante el año 2011 se registró que el 9% del consumo de plástico en México se debe a

productos de corta vida útil, como los vasos desechables (Conde, 2012). Estos productos son

usados generalmente una vez para contener y transportar bebidas en eventos públicos o

reuniones privadas. En el mercado existen un gran número de vasos, los cuales se clasifican de

acuerdo al material con el que fueron elaborados (Tabla 1).

3

Tabla 1. Variedades de vasos desechables en México.

Imagen Material Características Tipos de bebida

Poliestireno (PS) Resistente, traslúcido o de colores

Bebidas frías (refresco, jugo, agua de sabor)

Polietileno (PE) Generalmente de color Bebidas frías (refresco, jugo, agua de sabor)

Polipropileno (PP)

Ligero, resistente, blanco o de colores

Para bebidas frías principalmente (refresco, jugo, agua de sabor, bebidas alcohólicas)

Poliestireno expandido (EPS), también conocido como unicel

Térmico

Principalmente para bebidas calientes (atole, café), también es utilizado para bebidas frías (refresco, jugo, agua de sabor)

Poli(tereftalato de etileno), (PET)

Transparentes, no guarda olores, resistente.

Bebidas frías (refresco, jugo, agua de sabor, bebidas alcohólicas), se ofrece como una alternativa a los vasos de vidrio.

Papel plastificado

Vasos de papel con una película interior de polietileno.

Bebidas calientes (generalmente café) y frías (refresco, jugo)

Poli(ácido láctico), (PLA)

Se degradan en composta industrial

Bebidas frías (refresco, jugo, agua de sabor)

Elaboración por CADIS.

4


Para este estudio, ANIQ solicitó que se evaluaran únicamente los vasos de EPS y papel plastificado.

En México, las mayores ventas se registran en el mercado de vasos que se utilizan para contener y

transportar bebidas calientes y frías desde puestos en la calle, expendios de jugo, cafeterías y

heladerías. No existen estadísticas oficiales disponibles sobre el mercado de vasos de papel

plastificado. Para los vasos de EPS se observa en las ventas nacionales de los años 2005 al 2010,

una importante disminución de 8,310,382 miles de piezas a casi la mitad (INEGI, 2010).

1.1.2 Leyes y regulaciones – Iniciativas relacionadas con empaques de EPS

Como se mencionó anteriormente, han surgido varias regulaciones en torno a los plásticos, con el

fin de minimizar su impacto ambiental. Esta sección describe brevemente las iniciativas de ley o

reformas a leyes existentes, así como los puntos de acuerdo legal sobre los productos de EPS que

se han presentado entre los años 2009 y 2012 (Muñoz, G. & Albarrán, F., 2012) y que son una

referencia importante para el estudio de ACV.

Asamblea Legislativa para el Distrito Federal

Reformas a la Ley de Establecimientos Mercantiles y la Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal

para prohibir la utilización de productos elaborados con EPS para envase y transporte de

alimentos. Iniciativa desechada en junio del 2010

Congreso de la Unión. Cámara de Senadores

Solicitud a la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) de elaborar un

informe sobre la generación, uso, procesamiento, desecho e impacto del EPS en México; y que con

dicho informe se valore la pertinencia de la construcción de una planta para el reciclaje de EPS.

Punto de acuerdo aprobado en abril del 2012

Congreso de la Unión. Cámara de Diputados

Se exhorta a la SEMARNAT a que elabore los programas que garanticen el manejo y reciclaje del

unicel y plásticos de uso comercial e industrial. Punto de acuerdo aprobado en marzo de 2011.

Iniciativas en los estados de la República Mexicana

Prohibición de la utilización de artículos de unicel a todas las dependencias de los tres órdenes de

gobierno en el estado de Morelos. Iniciativa desechada en abril de 2011.

1.2 La metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

En la Figura 1 el área verde representa la naturaleza, dentro de ella se encuentra inmerso el ciclo

de vida del producto (se considera producto a cualquier bien o servicio). En cada una de las etapas

5

de ciclo de vida se suele extraer materia y energía de la naturaleza (representada mediante las

flechas verde claro) y generar emisiones hacia la naturaleza (ilustradas con las flechas verde

oscuro). Al final de su vida útil, los materiales de los productos pueden ingresar de nuevo a la

etapa de producción cuando estos se disponen adecuadamente.

Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto.

Un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) identifica y cuantifica los materiales y energía utilizados así

como las emisiones y residuos generados en cada etapa del ciclo de vida del producto. Un ACV

cuantifica sistemáticamente los posibles impactos ambientales, por ejemplo, calentamiento global

o acidificación (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). De acuerdo a la NMX-SAA-14040-

IMNC-2008 (ISO 14040:2006), un ACV tiene cuatro fases (Figura 2): definición de objetivos y

alcance, análisis de inventario, evaluación de impactos e interpretación, siendo éste un proceso

iterativo (IMNC, 2008).

Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida (IMNC, 2008).

6


El alcance (incluyendo los límites del sistema y el nivel de detalle) de un ACV, depende del tema a

ser cubierto y el uso previsto del estudio. La profundidad y amplitud de un ACV puede diferir

considerablemente dependiendo del objetivo del estudio en particular. (IMNC, 2008).

El análisis del inventario, es la segunda fase de un ACV. Es un inventario de las entradas y salidas

con respecto al sistema producto que está siendo estudiado. Involucra la recolección de los datos

necesarios para lograr el objetivo y alcance definido por el estudio. (IMNC, 2008) Posteriormente,

la evaluación de impacto es la tercera fase, y es un análisis de los posibles impactos ambientales

asociados con el inventario (IMNC, 2008). La cuarta fase de un ACV es la interpretación, en la cual

los resultados del análisis del inventario y evaluación de impactos en relación con el objetivo y

alcance del estudio, se resumen y discuten como base para las conclusiones, recomendaciones y

toma de decisiones (IMNC, 2008).

1.3 Estudios de ACV de vasos desechables

Como una importante referencia para el estudio, se presenta a continuación una síntesis de nueve

estudios de ACV sobre productos desechables (Tabla 2). Para cada estudio se incluye una

descripción con: autores, año de publicación, unidad funcional, límites del sistema, categorías de

impacto analizadas y los resultados más importantes.

Los estudios de ACV presentados en la Tabla 2 analizan los posibles impactos ambientales de

varios tipos de envases de alimentos elaborados con diferentes materiales. Algunos de ellos se

centran en la comparación de envases reutilizables y desechables; otros analizaron productos

elaborados con resinas y su comparación con las alternativas degradables. Por otro lado, algunos

estudios se centran en analizar situaciones específicas como actividades de negocios en eventos

de pequeña y gran escala o incluso en ciertos tipos de bebidas, como refresco o cerveza. En cuanto

a las categorías de impacto analizadas, algunos estudios solo proporcionaron la información de los

datos de inventario, tales como el consumo de energía y la generación de residuos, aunque la

mayoría de ellos evalúa el potencial de Calentamiento Global, aquellos que incluyeron más

categorías de impacto utilizaron el método de CML.

7

Tabla 2. Estudios de ACV e ICV de vasos desechables.

Título Autor y año de

referencia Lugar Unidad funcional

Categorías de impacto analizadas

Resultados

Reusable vs. disposable cups

(Institute for Life Cycle Energy Analysis (ILEA) and University of Victoria, 1994)

Canadá

Un vaso de cerámica, plástico, vidrio, papel y EPS. No es una unidad funcional, es la unidad de medida.

Energía consumida con enfoque en ciclo de vida, ninguna otra categoría de impacto

Si se considera que los vasos se usan sólo una vez, los de EPS y papel consumen menor energía que el resto. Conforme aumenta la cantidad de veces que se reúsa el vaso, se reduce la cantidad de energía utilizada en las opciones de cerámica, vidrio y plástico.

Comparative LCA of 4 types of drinking cups used at events

(Flemish Institute for Technological Research (VITO), 2006)

Bélgica

Los recipientes necesarios para servir 100 litros de cerveza o bebidas refrescantes en eventos de pequeña escala (2,000-5,000 visitantes) y de gran escala (>30,000 visitantes).

Consumo de Combustibles fósiles, reducción de recursos minerales, acidificación/eutrofización, ecotoxicidad, disminución de la capa de ozono, cambio climático, efectos respiratorios inorgánicos y carcinogénesis.

Se analizaron: 1) Vaso reusable de PC (20 y 45 usos) 2) Vaso de un solo uso de PP 3) Vaso de un sólo uso de papel plastificado con PE 4) Vaso de un solo uso de PLA Para ambos tipos de eventos, ninguno de los sistemas sobresale en todas las categorías de impacto consideradas en el estudio.

Life Cycle Inventory of Polystyrene Foam, Bleached Paperboard, and Corrugated Paperboard Foodservice Products

(Franklin Associates LTD, 2006)

EUA

1) 10,000 bebidas frías en vasos de 16 onzas de HIPS, PET y PP 2) 10,000 platos de 16 onzas de PLA y PET 3) 1,000,000 pulgadas cuadradas de película de PLA y GPPS 4) 10,000 bandejas para carne de PLA y GPPS 5) 10,000 botellas de agua de 12 onzas de PLA y PET.

Cambio climático

Se obtuvo el ICV de los productos estudiados. Se analizan los resultados de requerimientos de energía, generación de residuos sólidos y las emisiones de gases de efecto invernadero de los cinco sistemas.

Environmental evaluation of single-use and reusable cups

(Garrido & Alvarez del Castillo, 2007)

Barcelona, España

Servir 1000 litros de bebidas.

Combustibles fósiles, minerales, acidificación /eutrofización, ecotoxicidad, capa de ozono, cambio climático, respiratorios inorgánicos y cancerígenos.

Se compararon: 1) tazas de un solo uso 2) tazas reusables Ambas de PP, pero con distintas características físicas, como masa, forma y capacidad. Se deben re-usar las tazas un mínimo de 10 veces para que tengan un impacto menor que las tazas de un solo uso.

Greenhouse Gas Assessment of Expanded Polystyrene Food Containers and Alternative products use in Los Angeles County (DRAFT)

(Horvath & Chester, 2009)

Los Ángeles, EUA

Cuatro tipos de contenedores de comida (plato, bandeja, tazón y vaso) de EPS y tres alternativas para cada caso (bagazo, almidones de maíz, cerámica, papel, PP y PLA).

Cambio climático

Concluyen el amplio papel que tiene el fin de vida en los resultados. 1) Si el contenedor va a ser reciclado, se prefiere el de papel. 2) Si van a ser llevados a relleno sanitario, EPS es la mejor opción. 3) Si van a ser llevados a composta, el papel es la mejor opción. En general, si el contenedor de cerámica se reutiliza 68 veces es la mejor opción.

8


Título Autor y año de referencia

Lugar Unidad funcional Categorías de impacto analizadas

Resultados

Single use cup or reusable(coffee) drinking systems: an environmental comparison

(Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), 2007)

Países bajos

Despachar 1,000 unidades de bebidas calientes (te/café/chocolate) de una máquina expendedora en un ambiente de oficina o industria.

Reducción de recursos minerales, cambio climático, disminución de la capa de ozono, toxicidad humana, ecotoxicidad en agua dulce, ecotoxicidad marina, ecotoxicidad terrestre, formación de ozono fotoquímico, eutrofización y acidificación.

Las opciones desechables son mejores que las reusables. La mejor opción es la de vasos de papel en las 10 categorías evaluadas. El mayor impacto asociado a los reusables se debe a la limpieza. El mayor impacto asociado a los desechables se debe a la fabricación de la materia prima.

Environmental impacts of disposable cups with special focus on the effect of material choices and end of life

(Häkkinen & Vares, 2010)

Finlandia

10,000 vasos que tienen la misma capacidad y funcionalidad en términos de calidad impermeable, rigidez y durabilidad para un solo uso.

Cambio climático Los resultados varían de acuerdo al esquema de fin de vida de los vasos.

Life cycle assessment and eco-efficiency analysis of drinking cups used at public events

(Vercalsteren, Spirinckx, & Geerken, 2010)

Bélgica

Los recipientes necesarios para servir 100 litros de cerveza o refrescos en eventos pequeños y grandes respectivamente.

Consumo de combustibles fósiles, reducción de recursos minerales, acidificación/eutrofización, ecotoxicidad, disminución de la capa de ozono, cambio climático, efectos respiratorios inorgánicos y carcinogénesis.

Se analizaron cuatro alternativas de vasos (reusable de PC, PP, papel laminado con PE y PLA) El estudio concluye que ningún sistema de vasos presenta ventajas ambientales totales sobre los otros. En el análisis de ecoeficiencia, el vaso reusable de policarbonato es significativamente mejor que los otros vasos en eventos pequeños.

LCI of foam polystyrene, paper based and PLA foodservice products


Kansas, USA

10,000 platos de 9 pulgadas. 10,000 vasos de 16 y 32 onzas para bebidas frías y calientes.

Cambio climático

Los platos y vasos de EPS utilizan mucho menos energía y agua cuando se comparan con sus versiones de papel y PLA. En cuanto a las emisiones de gases de efecto invernadero el resultado no es concluyente, debido a que las condiciones de degradación del papel son inciertas.

9

1.4 Introducción al estudio de ACV de vasos desechables en México

Este estudio fue realizado de acuerdo al marco de referencia y los requerimientos de las normas

ISO para análisis de ciclo de vida, 14040 y 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 y NMX-SAA-14044-

IMNC-2008). El estudio se empezó el 3 de Junio del 2011 y se concluyó el 12 de Diciembre del

2012.

El motivo para llevar a cabo el estudio es proveer a ANIQ con información completa sobre los

posibles impactos ambientales en el ciclo de vida de los vasos desechables de EPS y papel

plastificado en México. La audiencia prevista para este estudio es: socios ANIQ, productores y

consumidores de desechables EPS (incluido el gobierno). ANIQ pretende usar este estudio para

apoyar la toma de decisiones internas y como un apoyo en la formulación de políticas en relación

a desechables.

Además, ANIQ busca socializar los principales resultados del estudio hacia el consumidor. El

presente informe fue sometido a revisión crítica por un panel de revisores independiente de

acuerdo con las normas ISO 14040 e ISO 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 y NMX-SAA-14044-

IMNC-2008).

10


2. Objetivo del estudio

Este capítulo establece el objetivo del estudio, describe la aplicación prevista, las razones para

llevarlo a cabo; la audiencia prevista y establece que los resultados van a apoyar aseveraciones

comparativas.

11

2.1 Objetivo del estudio

El objetivo del estudio es determinar los impactos ambientales potenciales en el

ciclo de vida de vasos EPS y papel plastificado.

El estudio apoyará las aseveraciones comparativas de dos tipos de vasos, y será comunicado a las

partes interesadas de ANIQ en México (socios y consumidores).

2.2 Aplicación, audiencia y razones para llevar a cabo el estudio

El primer uso previsto para los resultados del estudio es proveer a ANIQ con información sólida

sobre los múltiples impactos potenciales ambientales relevantes relacionados a vasos EPS y papel

plastificado, de acuerdo al mercado mexicano, patrones de consumo y sistemas de gestión de

residuos. Los resultados de los diferentes estudios de ACV de envases de alimentos y desechables

alrededor del mundo presentados en la sección 1.3 (Tabla 2), varían de acuerdo al escenario de fin

de vida y los patrones de uso analizados; por lo tanto está claro que un ACV para este tipo de

productos requiere ser local, con consideraciones específicas de estos aspectos.

En México, los desechables de EPS han sido tema de varias regulaciones e iniciativas que

promueven su remplazo, es por eso que es importante para ANIQ tener información sólida sobre

el ciclo de vida de estos productos y los impactos ambientales potenciales en el contexto

mexicano, con el fin de tener una base científica sólida para apoyar el diálogo con las distintas

partes interesadas, incluyendo representantes del gobierno.

El segundo uso previsto es el lanzamiento público del estudio hacia los interesados seleccionados

por ANIQ. Después de la finalización y recepción del presente estudio de ACV, ANIQ desarrollará

una estrategia para la publicación y comunicación de los resultados del estudio.

La audiencia prevista para el estudio son los asociados de ANIQ y consumidores (incluyendo el

gobierno).

ANIQ utilizará los resultados con el objetivo de:

Promover soluciones e innovaciones ambientales en la cadena de valor de vasos

desechables entre sus asociados.

Promover entre las partes interesadas y consumidores una cultura para minimizar los

impactos ambientales por los desechables en México, mediante la mejora de la gestión del

fin de vida.

Dialogar y participar en el desarrollo de futuros reglamentos de los desechables en el país.

12


3. Alcance del estudio

Este capítulo describe las etapas del ciclo de vida a ser consideradas dentro de los límites del

sistema analizado. También explica el proceso realizado para definir los elementos importantes

del alcance del estudio, tales como unidad funcional, límites del sistema, categorías de impacto

potenciales a ser analizadas y los datos solicitados, entre otros. El estudio ha sido realizado de

acuerdo a los requerimientos y marco de las normas ISO 140140 y 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-

2008 y NMX-SAA-14044-IMNC-2008).

13

3.1 Sesión con ANIQ y partes interesadas para la definición del alcance del estudio

Con el fin de lograr un acuerdo en la definición del alcance del estudio de ACV, se llevó a cabo una

sesión de toma de decisiones el 3 de Junio del 2011. La sesión contó con la presencia de

representantes de la industria e investigadores académicos con experiencia en desechables y

gestión de residuos. Este proceso, que es comúnmente llevado a cabo por CADIS cuando se realiza

un estudio de ACV, asegura que los elementos importantes a considerar en el estudio sean

claramente entendidos, tales como el sistema producto, las funciones del producto, la unidad

funcional y los límites del sistema. Estos elementos se definen con el apoyo de los conocimientos

de los expertos invitados, quienes también comparten información importante como

especificaciones técnicas, procesos de fabricación, y patrones de consumo en el mercado, lo cual

permite establecer los requisitos de datos importantes y la unidad funcional. El proceso de toma

de decisiones es respaldado por el uso del método analítico jerárquico (AHP por sus siglas en

inglés); y ya que es una Sesión de Análisis Multicriteria se le denomina SAM.

La SAM comenzó con una breve explicación a los participantes de la metodología de un ACV y la

presentación de algunos estudios de ACV relacionados a productos desechables (descritos

anteriormente en la Tabla 2). Siguiendo una lluvia de ideas y la opinión de expertos en:

1. Consideraciones en los datos de mercado y geografía, lo que permitió definir los límites

del sistema y los requisitos de datos importantes.

2. Identificación de las funciones principales de los vasos con el fin de establecer la unidad

funcional.

3. Identificación de los problemas ambientales relevantes con el fin de definir el método de

evaluación de impactos a utilizar.

Para las consideraciones en los datos de mercado y geografía, el grupo de expertos acordó que los

tipos de bebida y los patrones de producción y consumo son aspectos importantes para el estudio

(Tabla 3). Con respecto al tipo de bebidas, el grupo de expertos discutió la relevancia de analizar

bebidas frías, calientes o ambas. Se consultó al grupo de expertos sobre el mercado, disponibilidad

de datos y el área geográfica en México a ser considerada en el estudio. El grupo discutió analizar

tres alternativas de mercado: mayoreo, retail y cuentas especiales. Considerando la disponibilidad

y calidad de datos, el grupo sugirió la recolección de datos del año 2009 ó 2010. Finalmente, el

grupo discutió sobre la alternativa de tres zonas geográficas: local (una ciudad), nacional o en base

al volumen de ventas.

14


Tabla 3. Consideraciones importantes de datos para el estudio de ACV (modelo de decisión).

Asunto Alternativas

Tipos de bebida

Frías

Calientes

Calientes y frías

Consideraciones de

mercado y datos

Tipo de mercado

Sector mayoreo (Central de abastos)

Retail (Autoservicio, supermercado)

Cuentas especiales (Cafeterías, mini super)

Periodo de tiempo 2009

2010

Representatividad

geográfica

Local

Nacional

Por zona en base a volumen de ventas

Con el fin de evaluar la pertinencia de las consideraciones mencionadas anteriormente, CADIS

utilizó el software Expert Choice basado en el método AHP. El AHP es un método de análisis

multicriteria utilizado para tomar decisiones complejas; mide el acuerdo entre los tomadores

de decisiones en una serie de alternativas, dándoles un peso de acuerdo al criterio de cada

participante (juicio del experto). Los detalles del método son presentados en el Anexo A. El

software reúne las opiniones y muestra el resultado. En la Figura 3 se muestran las decisiones

del grupo de expertos sobre los temas de geografía, mercado, periodo de tiempo y tipo de

bebidas (Figura 3).

15

Figura 3. Selección de las consideraciones importantes en el estudio – resultados del análisis AHP.

Dado que los resultados en la geografía fueron muy similares, el grupo de expertos eligió dos áreas

en el país: el valle de México y el estado de Jalisco (por su importancia en el mercado). De acuerdo

con los resultados presentados en la Figura 3, se puede observar que el estudio usaría datos del

año 2010, se centra en el sector mayoreo y considera los vasos utilizados para contener bebidas

calientes y frías.

El grupo de expertos también discutió algunas características importantes de los vasos a ser

analizados en el estudio, tales como la impresión y tamaño. Se decidió la presentación de vasos de

10 onzas y sin impresión (la de mayor venta en México).

3.2 Sistema producto y límites del sistema

Un sistema-producto es un “conjunto de procesos unitarios con flujos elementales y flujos de

producto, que desempeña una o más funciones definidas y que sirve de modelo para el ciclo de

vida del producto” (IMNC, 2008).

La Figura 4 muestra el sistema producto para los vasos EPS considerado para este estudio. Los

límites del sistema incluyen lo siguiente:

16


Obtención de material prima: Producción de las perlas de EPS y el material de empaque

(bolsas de PE y cajas de cartón corrugado), así como su transporte a la planta productiva.

Producción de vasos EPS: Generación y consumo de energía eléctrica y gas natural,

emisiones y residuos correspondientes a la fabricación del vaso.

Distribución: Transporte de los vasos desde las plantas productivas hacia los sitios de

venta y hacia el sitio donde el consumidor lo usa (promedio).

Uso: En la etapa de uso no se consideran entradas de materia y energía o emisiones

asociadas, el vaso se utiliza una vez.

Fin de vida: Se considera que los vasos, después de un único uso, se llevan al relleno

sanitario o a reciclaje.

Figura 4. Sistema-producto: vaso EPS.

La Figura 5 muestra el sistema producto de los vasos de papel plastificado considerados en este

estudio. Los límites del sistema incluyen lo siguiente:

Obtención de material prima: Producción del cartón laminado con PE y material de

empaque (bolsas de PE y cajas de cartón corrugado), así como su transporte a la planta

productiva.

Producción de vasos de papel plastificado: Generación y consumo de energía eléctrica,

emisiones y residuos correspondientes a la fabricación de vasos.

Distribución: Transporte de los vasos desde la planta productiva hacia los sitios de venta y

hacia el sitio donde el consumidor lo usa (promedio).

Uso: En la etapa de uso no se consideran entradas de materia y energía, el vaso se utiliza

una vez.

Fin de vida: Se considera que todos los vasos, después de un único uso, se llevan al relleno

sanitario.

17

Figura 5. Sistema-producto: vasos papel plastificado.

3.3 Datos y reglas de corte

De acuerdo con la norma ISO 1440 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008) , los datos seleccionados para un

ACV deben ser recolectados desde los sitios de producción asociados con los procesos unitarios

dentro de los límites del sistema, o deben ser obtenidos y calculados mediante otras fuentes.

Como fue descrito anteriormente, ANIQ junto con el grupo de expertos, tomaron importantes

consideraciones relacionadas a los datos durante la SAM, tales como el uso de datos del año 2010

y las ventas al mayoreo en el mercado en México.

La norma ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008), también establece que una regla de corte es la

especificación de la cantidad de material, flujo de energía o el nivel de relevancia ambiental

asociada con el proceso unitario o sistema producto a ser excluido en un estudio.

Gran parte de la información fue recolectada de fuentes mexicanas. Los datos de producción de

los vasos EPS fueron obtenidos de compañías mexicanas. El proceso de fabricación para vasos de

papel plastificado fue ajustado con datos mexicanos, aunque siguiendo el modelo de un proceso

internacional (esto se discute con más detalle en la sección 4.1).

Los datos de energía fueron obtenidos de MEXICANIUH, la base de datos nacional de ciclo de vida

desarrollada por CADIS; la cual contiene bases de datos de la generación de energía eléctrica,

sustancias petroquímicas, materiales de construcción, tratamiento de residuos y otros productos

clave y procesos importantes que son representativos de México. Para la mayoría de las materias

primas, los datos de inventario fueron obtenidos directamente de las compañías proveedoras,

principalmente de EUA y México.

Con el fin de asegurar que todos los datos satisfagan el objetivo y alcance, no se aplicaron reglas

de corte a la información obtenida de las empresas. Todos los flujos reportados por las empresas

fueron considerados en el inventario. Las empresas reportaron datos en el consumo y transporte

de las materias primas, consumo de electricidad, combustible y agua, descargas de agua, embalaje

para los vasos, así como datos relacionados a su distribución.

18


Con respecto a las etapas de distribución y fin de vida, éstas fueron modeladas con información

mexicana. Las distancias de la planta de producción de vasos a los sitios mayoristas fueron

calculadas con información de las compañías, también distancias promedio de los mayoristas al

consumidor, y del consumidor a la etapa de fin de vida fueron calculados de acuerdo a la situación

mexicana. El fin de vida de los vasos EPS y papel plastificado fue modelado con datos de rellenos

sanitarios en México.

3.4 Función, unidad funcional y flujo de referencia

Un concepto fundamental en el ACV es la unidad funcional. Ésta es la base de cálculo para los

inventarios de ciclo de vida y los impactos ambientales; permite la comparación entre diferentes

sistemas con la misma función. La norma ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008) establece que

la unidad funcional es “el desempeño cuantificado de un sistema para su utilización como unidad

de referencia”.

Con el fin de definir la unidad funcional, se realizó una lluvia de ideas en el grupo de expertos

durante la SAM, de las principales funciones de los vasos, identificando las siguientes:

contener bebidas

mantener la temperatura

apilar

comunicar

El grupo de expertos llegó al consenso de que “contener” bebidas y “mantener la

temperatura” son las funciones principales de los vasos desechables.

Una vez que lo anterior fue discutido, la unidad funcional del estudio fue definida con el grupo de

expertos como:

“Contener y mantener la temperatura de bebidas calientes y frías en vasos

desechables de 10 onzas en el valle de México y Jalisco durante el año del

2010”

La norma ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008) establece que el flujo de referencia es la

cantidad de materia y/o energía requerida para las diferentes operaciones unitarias que

componen un sistema-producto y que a su vez satisfacen la unidad funcional. Para obtener el flujo

19

de referencia que satisface la unidad funcional mencionada anteriormente, es necesario conocer

la cantidad de vasos de 10 oz que se venden a los sitios mayoristas en el Valle de México y en

Jalisco utilizados para contener bebidas calientes y frías, y mantener su temperatura; ya que no

todos los tipos de materiales utilizados para la fabricación de vasos desechables satisfacen esta

función.

Por lo tanto, se consultó la cantidad de vasos de EPS vendidos en México durante el año 2010 que

reporta el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) en su Banco de

Información Económica (INEGI, 2010), además se obtuvo información de mercado de los vasos de

EPS de 10 onzas en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) y en la Zona Metropolitana

de Guadalajara, Jalisco (ZMG), la cual fue proporcionada por productores de vasos asociados a la

ANIQ. De este modo la cantidad de vasos de EPS comercializados en el 2010 por mayoristas en

ambas zonas es aproximadamente 1,600,000,000 vasos. Esta cifra es utilizada como flujo de

referencia con el fin de comparar los impactos ambientales potenciales por el uso de vasos EPS o

papel plastificado.

3.5 Evaluación del impacto en el ciclo de vida y tipo de impactos

Durante la SAM, se consultó con el grupo de expertos sobre los principales problemas ambientales

vistos desde los distintos grupos de interés en vasos desechables en México. Con base en la

discusión y en las categorías de impacto consideradas en estudios de ACV similares, se llegó al

consenso de seleccionar el método de evaluación de impacto CML en puntos intermedios.

3.6 Consideraciones para la revisión crítica

La revisión crítica es el proceso que asegura la coherencia entre un ACV y los principios y requisitos

de los estándares sobre ACV. Este estudio incluye aseveraciones comparativas, y sigue los

requerimientos a considerar de la norma ISO 14040 para las mismas, tales como, la obligación de

llevar acabo una revisión crítica, la cual se realizó mediante el siguiente panel de expertos:

Mike Levy (Coordinador del panel)

Director del Plastics Foodservice Packaging Group g dentro del American Chemistry Council (ACC),

representando a los productores de empaques plásticos para alimentos. Es también director de la

división de asuntos sobre ciclo de vida de plásticos de la ACC. Es vicepresidente de Franklin

Asociados (Investigación en la industria), gerente de asuntos regulatorios y legislativos de

20


ExxonMobil Chemical Company y responsable de las divisiones de Mobil Chemical Company:

Petroquímica (PE, PS), películas plásticas (PE, bolsas, productos de PS para alimentos, stretch film),

productos de consumo y pinturas y recubrimientos.

Es especialista en ACV, cuenta con 13 años de experiencia en el desarrollo y la aplicación de dicha

herramienta en una amplia gama de empresas y organizaciones.

Luiz Alexandre Kulay

Doctor en Ingeniería Química de la Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Trabajó como

Ingeniero de Control Ambiental en la empresa Suzano de Papel e Celulose. Su área de especialidad

por casi dos décadas es en control y prevención de la contaminación, principalmente en el tema

de ACV. Actualmente, realiza el proyecto de base de datos de ACV para Brasil en el sector

petroquímico, polímeros y biopolímeros. Ha tenido una importante contribución en los sectores

de energía eléctrica, de fertilizantes y de biocombustibles.

Claudia Peña

Vice presidenta de la Red Ibero Americana de ACV. Fue directora de sustentabilidad industrial del

Centro de Investigación de Minera y Metalúrgica de Chile por 11 años, en donde desarrolló

proyectos de ACV, gestión de ciclo de vida, declaraciones ambientales de producto, ecoeficiencia y

ecología industrial. Fue investigadora del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad

de Leuven en Bélgica durante cuatro años.

La revisión crítica se realizó basada en la versión en inglés de este documento. Los comentarios del

panel y la réplica se encuentran en el Capítulo 8 de dicha versión. La traducción del dictamen final

de la revisión crítica se encuentra en el Capítulo 8 de la versión en español.

21

4. Inventario de

ciclo de vida (ICV)

Este capítulo describe el proceso de recolección de inventario y explica el proceso de producción

de vasos EPS y papel plastificado. También describe las fuentes de información, los

procedimientos de cálculo y la validación de datos.

22


4.1 Análisis de inventario y recolección de datos

Un Inventario de Ciclo de Vida (ICV) cuantifica todas las entradas y salidas del ciclo de vida de un

producto (IMNC, 2008). El análisis de inventario es un proceso iterativo que consiste en la

definición del objetivo y alcance, preparación de la recolección de datos, recolección de datos,

validación de los datos, relación de los datos a los procesos unitarios y a la unidad funcional,

agregación de los datos y refinación de los límites del sistema (IMNC, 2008).

La definición del objetivo y alcance de un estudio provee el plan inicial para conducir el ICV. El

Capítulo 2 y Capítulo 3 describen la definición del objetivo y alcance respectivamente. A

continuación se detallan las actividades para preparar la recolección de datos:

Investigación de los procesos de manufactura y escenarios de fin de vida, mercado y

consumo en México, y estudios de ACV existentes relacionados

Elaboración de diagramas de flujo de los procesos de producción

Identificar las entradas de materia y energía, y salidas dentro de los límites del sistema

producto

Diseño de formatos de recolección del inventario del ciclo de vida basado en lo anterior

La recolección de los datos es el paso más demandante de tiempo en el ICV porque es importante

encontrar fuentes confiables de información que estén dispuestas a proveer datos. La recolección

de los datos consiste en:

Búsqueda e identificación de empresas productoras de vasos EPS y papel plastificado en

México

Invitación a participar a empresas productoras y proveedores de materia prima, al igual

que mayoristas

Visitas a las empresas para explicar la metodología de un ACV y el objetivo y alcance del

estudio

Acuerdos con las empresas en el uso de datos

Visitas a las plantas de producción que aceptaron proveer datos con el fin de recolectar

información

Monitoreo de la recolección de datos mediante correos electrónicos y teléfono

Vista a las empresas para revisión de los datos recolectados

Reuniones con las empresas con el fin de validar la agregación de la información del ICV y

confirmar que los acuerdos de confidencialidad sean respetados

23

Los datos de materia prima requerida para producir las perlas de EPS y los vasos EPS se obtuvieron

de productores. También proporcionaron datos sobre el transporte de estos materiales hacia la

planta de producción. Consumo de energía y combustible, al igual que las descargas de agua

fueron reportadas por las compañías. Con respecto a los datos de vasos de papel plastificado,

empresas representativas de México y Estados Unidos proporcionaron información general sobre

los procesos de producción y algunos datos de ACV. También, estudios de ACV realizados por

productores internacionales de vasos de papel plastificado fueron consultados para obtener

información sobre el consumo de energía.

En ambos casos, vasos EPS y de papel plastificado, los datos de energía fueron obtenidos mediante

la base de datos de ciclo de vida MEXICANIUH. Los datos de distribución y disposición fueron

obtenidos mediante fuentes mexicanas para ambos tipos de vasos. Para materiales de empaque

(bolsas PE y cajas de cartón corrugado) modelos internacionales genéricos fueron ajustados

utilizando la base de datos de electricidad de MEXICANIUH.

Las perlas EPS utilizadas para la producción del vaso son importadas desde EUA, con el fin de

adaptar los datos obtenidos con fuentes mexicanas, CADIS solicitó a productores de EUA la

validación del modelo de inventario. El Solid Bleach Board (SBB) es utilizado en la producción del

papel plastificado y también importado de EUA, en este caso y siguiendo las recomendaciones de

productores estadounidenses, se utilizó Ecoinvent para modelarlo. Además, los datos de

electricidad EUA se utilizaron para modelar la producción de perlas EPS y SBB.

La validación de los datos fue realizada con balances de materia y energía, las anomalías fueron

consultadas con las fuentes. La validación de los datos es discutida en la sección 4.5.

La agregación de los datos fue mediante relaciones matemáticas que expresan promedios en los

flujos de entrada y salida de acuerdo a lo establecido en la unidad funcional. Se requirió volver a

definir los límites del sistema ya que la información relacionada al empaque de materia prima no

estaba disponible.

4.2 Descripción cuantitativa y cualitativa de los procesos unitarios

Esta sección contiene una descripción general de las etapas del ciclo de vida para cada producto

analizado, el diagrama de flujo del proceso de producción para la obtención de vasos, y los

inventarios de ciclo de vida recolectados.

24


4.2.1 Descripción de los vasos de EPS

La Figura 6 muestra un esquema de las etapas del ciclo de vida de vasos EPS, la cual se identifican

las principales salidas y entradas.

Figura 6. Etapas del ciclo de vida de vasos EPS.

25

Producción de perlas de EPS

Esta materia prima se presenta en forma de pequeñas perlas esféricas que contienen en su

interior un agente expandante, el cual permite su expansión durante la fabricación de vasos

desechables usados para contener bebidas. El agente expandante es un hidrocarburo de bajo

punto de ebullición. En la fabricación del EPS no se utilizan gases expandantes de la familia de los

clorofluorocarbonos o los hidrofluorocarbonos.

El proceso de fabricación se lleva a cabo mediante una reacción química de polimerización, en la

cual se obtienen macromoléculas formadas por largas cadenas de un monómero, en este caso el

estireno. Esto se realiza mediante la suspensión en agua del estireno en reactores equipados con

mecanismos agitadores, a la suspensión se agregan catalizadores para iniciar la reacción, aditivos

para estabilización de la mezcla y regulación del diámetro de las perlas. La reacción de

polimerización es exotérmica por lo que los reactores cuentan con un sistema de regulación de

temperatura. Al finalizar esta etapa se obtiene una mezcla acuosa de PS, la cual es enviada a unos

tanques de homogenización. Posteriormente, el agente de expansión se introduce al reactor a

presión. Finalmente, la etapa de secado se realiza por medio de filtración, centrifugación y

cribado. En la Figura 7 se muestra un esquema general del proceso de producción de las perlas de

EPS.

Figura 7. Diagrama de flujo del proceso de producción de perlas EPS.

26


Producción de vasos EPS

Los vasos de EPS están fabricados a partir de las perlas descritas anteriormente. La transformación

de las mismas se realiza generalmente en tres etapas (MIRKEM, 2009):

Etapa 1. Pre-expansión. Las perlas son calentadas con vapor en máquinas pre-expansoras

a temperaturas entre 80 y 100 oC. Durante el proceso de pre-expansión se forman

pequeñas celdas con aire en el interior de las perlas.

Etapa 2. Maduración intermedia y estabilización. El enfriamiento del material pre-

expandido se lleva a cabo durante el proceso de maduración intermedia en silos aireados.

Las perlas son secadas al mismo tiempo, de esta manera adquieren una mayor elasticidad

y mejora su capacidad de expansión, lo cual es muy importante para su posterior

transformación.

Etapa 3. Expansión y moldeo. Durante esta etapa del proceso, las perlas pre-expandidas ya

estabilizadas, son trasportadas a los moldes en donde son sometidas nuevamente al vapor

para su unión. Mediante un enfriado rápido se obtiene la densidad final y la forma de los

vasos.

Los vasos desechables de EPS fabricados por las empresas participantes en el estudio cumplen

con los requisitos solicitados por la Food and Drug Administration (FDA) para este tipo de

productos. En la Figura 8 se muestra un esquema general del proceso de producción de vasos

desechables de EPS.

Figura 8. Diagrama de flujo del proceso de producción de vasos EPS.

27

4.2.2 ICV de los vasos de EPS

El inventario de la producción de las perlas de EPS se generó a partir de los datos proporcionados

por las compañías productoras de resina en México, los cuales se adaptaron al proceso

estadounidense, ya que las perlas que se utilizan en la manufactura de los vasos en México son

importados principalmente de los Estados Unidos. Para los materiales de empaquetado se

utilizaron modelos genéricos para bolsas de PE y cajas de cartón corrugado. La Tabla 4 presenta un

promedio del ICV para la producción de vasos EPS. Esta Tabla incluye la materia prima y su

transporte a la planta productora de vasos, energía eléctrica, consumo de agua y combustible de

la producción de vasos, emisiones de agua generada, y la cantidad de residuos generados y

transportados para reciclaje. Es importante mencionar que el modelo utilizado para gas natural,

toma en cuenta la producción y emisiones al aire generados por la quema del mismo. Las

emisiones de agua son obtenidas de los análisis de descarga de agua realizada por los productores

de vasos EPS.

28


Tabla 4. ICV promedio de la producción de vasos EPS.

Materias primas

Entrada Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos

Perlas de EPS 4,277 ton Expandable polystyrene/ MX-US U CADIS

Cajas cartón corrugado 1,716 ton Corrugated board, recycling fiber, double wall, at plant/RER U Ecoinvent Adaptado

Bolsas de Polietileno (PE) 383 ton LDPE bags, at plant/ RER U Ecoinvent Adaptado

Transporte de materias primas

Entrada Cantidad (ton) Distancia (km) tkm Nombre del flujo Base de datos

Transporte de EPS 4,277 2,674 11,433,383 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte de las cajas 1,701 200 343,170 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte de las bolsas PE 383 200 76,587 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

Producción


Energía Eléctrica 5,783 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Gas natural 283 TJ Natural gas, burned in boiler modulating >100kW/RER U Ecoinvent

Agua 65,931 ton Tap water, at user/RER U Ecoinvent

Emisiones

Salida Cantidad Unidad

Agua residual 298 ton Waste wáter -

SST 26 kg Total suspended solids -

DBO 41 kg BOD5, Biological Oxygen Demand -

N total 5.4 kg Nitrogen -

Grasas y aceites 5.6 kg Oil and grease -

P 1.3 kg Phosphorus -

As 0.001 kg Arsenic -

Cd 0.001 kg Cadmium -

CN 0.01 kg Cyanide -

Cu 0.02 kg Copper -

Cr 0.01 kg Chromium -

Hg 0.0003 kg Mercury -

Ni 0.02 kg Nickel -

Pb 0.02 kg Lead -

Zn 0.05 kg Zinc -

Residuos

Salida Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos

Residuos EPS a reciclaje 125 ton Recycling mixed plastics/RER U Ecoinvent

Transporte de residuos


Transporte residuo EPS a reciclaje 125 20 2,491 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

29

El inventario de la etapa de distribución fue realizado de acuerdo a la logística del transporte del

producto proporcionado por empresas productoras, hacia los centros de distribución de la ZMVM

y ZMG, considerando que el 70% del flujo de referencia va hacia el Valle de México y el resto a

Guadalajara. El transporte de los centros de distribución al consumidor fueron calculados de

acuerdo al promedio de las distancias hacia varios municipios en las áreas metropolitanas. En la

Tabla 5 se muestra el ICV para esta etapa en el ciclo.

Tabla 5. ICV promedio de la distribución de vasos de EPS.

Distribución


Transporte de las plantas a los centros de distribución

6,251 319 1,994,206 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte de los centros al consumidor 6,251 21 133,294

Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

En la etapa de uso no se consideran entradas y salidas de materia y energía. De acuerdo a la

información validada por las empresas participantes en el estudio, el 0.5% de los vasos son

transportados a una planta recicladora, mientras que el 99.5% de los vasos terminan en un relleno

sanitario. Para esta etapa del ciclo de vida los inventarios de rellenos sanitarios fueron realizados

de acuerdo a datos del Distrito Federal y las características de los rellenos sanitarios en México,

donde no existe incineración o captura de gas biogás. La Tabla 6 muestra el ICV correspondiente a

la etapa de fin de vida y la Tabla 7 describe el transporte requerido.

Tabla 6. ICV promedio de la etapa de fin de vida de los vasos de EPS.

Fin de vida

Salida Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de

datos

Vasos EPS a relleno sanitario 4,131 ton Disposal, plastics mixture, 32% water, to sanitary landfill/ MX U MEXICANIUH

Vasos EPS a reciclaje 21 ton Recycling mixed plastics/RER U Ecoinvent

Bolsas PE a relleno sanitario 383 ton Disposal, plastics mixture, 32% water, to sanitary landfill/ MX U MEXICANIUH

Cajas cartón a reciclaje 1,716 ton Recycling cardboard/RER U Ecoinvent

Tabla 7. ICV promedio del transporte requerido en la etapa de fin de vida de los vasos de EPS.

Transporte al fin de vida

Entrada Cantidad (ton) Distancia (km) tkm Nombre del flujo Base de

datos

Transporte vasos EPS a relleno 4,131 18 72,710 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte vasos EPS a reciclaje 21 20 415 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte bolsas PE a relleno 383 18 6,740 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte cajas cartón a reciclaje 1,701 20 34,317 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

30


4.2.3 Descripción de los vasos de papel plastificado con PE

La Figura 9 muestra un esquema de las etapas del ciclo de vida para vasos de papel plastificado, el

cual identifica las principales entradas y salidas.

Figura 9. Etapas del ciclo de vida de vasos de papel plastificado.

31

Proceso de producción de vasos de papel plastificado

La principal materia prima de este vaso es un tipo de papel denominado Solid Bleach Board (SSB)

el cual está hecho a partir de pulpa clorada virgen. Este material se lamina con una película de

Polietileno de Baja Densidad (PEBD) en la cara interior del rollo, cuya función es evitar la absorción

de los líquidos por el papel y escurrimientos; así como mantener las bebidas calientes.

El SBB laminado se coloca en un rodillo que lo lleva a una cuchilla giratoria, la cual lo corta de

acuerdo a un tamaño y forma prestablecido; mientras tanto otra cuchilla corta las bases circulares

de los vasos. En estos pasos se generan residuos de papel que se llevan a reciclaje. Los trozos

cortados inicialmente se trasladan en una banda transportadora hacia un dispositivo giratorio con

mordazas mecánicas que enrollan cada trozo en forma de cono, enseguida una pistola de aire

caliente sella la unión. A continuación, para formar el vaso se colocan las bases dentro de los

conos y se unen con calor y presión, a este proceso se le llama moleteado. Posteriormente, se

añade un borde a los vasos para evitar que se derramen los líquidos, esto se realiza con una

herramienta caliente que enrolla la orilla de cada uno, a lo que se le conoce como rizado. Después,

los vasos se transportan al área de empaque, en donde son apilados e introducidos en bolsas de

plástico y éstas en cajas de cartón (Rajshree, 2011). La Figura 10 esquematiza este proceso.

Figura 10. Diagrama de flujo de la producción de vasos de papel plastificados.

32


4.2.4 ICV de los vasos de papel plastificado con PE

El SBB para la fabricación de vasos de papel plastificado se importa previamente laminado de los

Estados Unidos. La Tabla 8 muestra un promedio del ICV de la producción de vasos de papel

plastificados. Esta Tabla incluye la materia prima, el transporte requerido por esta, consumo de

energía de la etapa de producción y empaque de los vasos, así como la cantidad de residuos y su

transporte.

El proceso de producción de vasos de papel plastificado es automatizado y requiere energía

eléctrica para operar. Este proceso no requiere otro tipo de combustible o agua. En consecuencia,

emisiones directas al aire y descargas de agua no son generadas durante la producción de vasos.

Sin embargo, se producen residuos de papel durante el proceso de corte los cuales son enviados a

reciclaje.

Tabla 8. ICV para la producción de vasos de papel plastificado.

Materia Prima


SBB 15,230 ton Solid bleached board, SBB, at plant/RER U Ecoinvent Adaptado

PEBD 802 ton Packaging film, LDPE, at plant/RER U Ecoinvent Adaptado

Energía eléctrica laminado 3,215 MWh Electricity, medium voltage, production USA, at grid/US U Ecoinvent

Bolsa de Polietileno (PE) 202 ton Packaging film, LDPE, at plant/RER U Ecoinvent Adaptado

Cajas cartón corrugado 1,342 ton Packaging, corrugated board, mixed fibre, single wall, at plant/RER U Ecoinvent Adaptado

Transporte de materia prima


datos

Transporte de SBB laminado 16,032 1,904 30,518,195 Transport, lorry >16t, fleet average/RER U Ecoinvent

Transporte de las bolsas PE 202 50 10,080 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Ecoinvent

Trasnporte de las cajas cartón 1,342 50 67,120 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Ecoinvent

Producción


Energía eléctrica manufactura 15,985 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Energía eléctrica empaque 86 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Residuos sólidos

Salida Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos

Residuos SBB a reciclaje 1,248 ton Recycling paper/RER U Ecoinvent

Transporte de residuos sólidos


Transporte SBB a reciclaje 1,248 20 24,960 Transport, van <3.5t/RER U Ecoinvent

33

El inventario de la etapa de distribución toma en cuenta la distancia desde la planta de producción

hacia los centros de distribución de la ZMVM y ZMG, considerando que el 70% del flujo de

referencia proviene del Valle de México y el resto de Guadalajara. El transporte hacia el

consumidor fue calculado de acuerdo al promedio de las distancias de los diferentes municipios en

la zona metropolitana. La Tabla 9 muestra el ICV para esta etapa del ciclo de vida.

Tabla 9. ICV promedio para la distribución de vasos de papel plastificados.

Distribución


datos

Transporte de la planta al centro de distribución 16,328 187 3,045,172

Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte del centro al consumidor 16,328 21 349,419 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

En la etapa de uso las entradas y salidas de materia y energía no son consideradas, ya que el vaso

es vendido con una bebida fría o caliente, para finalizar su función es depositado en un

contenedor para su transporte a los rellenos sanitarios.

Para la etapa de fin de vida los inventarios de ciclo de vida fueron realizados para papel en

rellenos sanitarios de acuerdo a datos del Distrito Federal y las características de los rellenos

sanitarios en México, donde no existe incineración o captura de biogás. Tablas 10 y 11 describen

los ICV para esta etapa.

Tabla 10. ICV para la etapa de fin de vida de los vasos de papel plastificado.

Fin de Vida

Salida Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de

datos

SBB del vaso en relleno sanitario 13,982 ton Disposal, paper, 32% water, to sanitary landfill / MX U MEXICANIUH PEBD del vaso en relleno sanitario

802 ton Disposal, plastics mixture, 32% water, to sanitary landfill/ MX U MEXICANIUH

Bolsas PE a relleno sanitario


Cajas cartón a reciclaje

1,342 ton Recycling paper/RER U Ecoinvent

Tabla 11. ICV para el transporte de vasos de papel plastificado en su fin de vidas.

Transport to end of life


datos

Transporte vaso papel plastificado a relleno 14,784 18

260,198 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transporte de bolsas PE a relleno 202 18


Transporte cajas de cartón a reciclaje 1,342 20

26,848 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

34


4.3 Fuentes de información

Las Fuentes de información utilizadas en este estudio se describen a continuación:

Vasos EPS

El consumo de materias primas, el transporte de materiales, la energía y combustibles utilizados

en la producción de vasos, las descargas de agua generadas por la fabricación, la distribución a los

mayoristas, y el porcentaje de vasos reciclados en la etapa de fin de vida fueron obtenidas por las

siguientes fuentes primarias: empresas productoras de perlas EPS en México y Estados Unidos,

fabricantes de vasos EPS y centros de distribución. La base de datos Ecoinvent fue utilizada para

modelar la electricidad requerida en la manufactura de las perlas de EPS y la base de datos

MEXICANIUH para la electricidad en el inventario de producción del vaso.

Los datos relacionados a la generación de residuos en la etapa de producción fueron calculados

por balance de materia. Las distancias promedios de los mayoristas a los consumidores fueron

calculadas de acuerdo a los principales sitios de venta en el Valle de México y Jalisco. De la misma

manera, la distancia promedio del consumidor al relleno sanitario fue calculada de acuerdo a la

distancia de diferentes municipios al relleno sanitario principal en esa zona. La base de datos de

los plásticos en el relleno sanitario proveniente de MEXICANIUH. Esta base de datos incluye la

disposición final de los plásticos, uso de suelo, consumo de energía y combustible, y emisiones.

CADIS desarrolló este inventario en colaboración con la Universidad Autónoma Metropolitana, la

cual recolectó y caracterizó los flujos de residuos generados y generó datos de los residuos sólidos

municipales en México, considerando que no hay captura de biogás, incineración y tratamiento de

lixiviados (Espinoza, et al., 2011).

Vasos de papel plastificado

La descripción del proceso de producción de vasos de papel plastificado fue obtenida mediante

empresas en México. Además, empresas internacionales también proporcionaron una descripción

general del proceso de fabricación. Los procesos son semejantes y no representan alguna

diferencia significativa. La información proporcionada fue validada y comparada con estudios de

bases de datos internacionales. El papel SBB es la principal materia prima. Este es producido y

laminado con PE en EUA, en consecuencia un modelo de energía estadounidense fue utilizado

para la producción de SBB y el proceso de laminado.

Una vez que el papel SBB llega a la planta de producción en México, éste ingresa a un proceso

automatizado que realiza diferentes pasos para ensamblar los vasos. Este proceso requiere

35

exclusivamente de energía eléctrica, la cual fue modelada con la base de datos MEXICANIUH. La

distancia de los proveedores de la materia prima a los productores de vasos fue calculada de

acuerdo a la ubicación de los principales productores de vasos de papel en México. Los datos

relacionados a la generación de residuos sólidos en la etapa de producción fueron calculados por

balances de materia.

La distancia promedio del mayorista al consumidor fue calculada de acuerdo a los sitios de mayor

venta en el Valle de México y Jalisco. De la misma forma, el promedio de la distancia del

consumidor al relleno sanitario fue calculado de acuerdo a la distancia de diferentes municipios al

relleno sanitario de la zona correspondiente. La base de datos MEXICANIUH para el papel en

rellenos sanitarios fue utilizada para modelar la etapa de fin de vida.

4.4 Procedimientos de cálculo

Los procedimientos de cálculo incluyen la validación de los datos recolectados, la relación de los

datos a los procesos unitarios y la relación de los datos al flujo de referencia establecido por la

unidad funcional.

4.4.1 Suposiciones

Todos los vasos tienen un solo uso

Las cajas de cartón corrugado son enviadas a reciclaje

No se reciclan los vasos de papel plastificado

4.4.2 Limitaciones

El mercado objetivo para vasos de papel no es el mismo que para vasos EPS, pero para

propósitos de este estudio se tomaron en cuenta las mismas condiciones de venta y

distribución

Se calcularon las ventas estimadas para el Valle de México y Guadalajara con porcentajes

aproximados de acuerdo a la información proporcionada por los productores.

Se realizó un modelo a partir de datos de producción de vasos de papel de empresas en

Estados Unidos y Europa, adaptando las condiciones para distribución, transportes y fin de

vida de acuerdo a las condiciones en México.

El alcance de este estudio solo incluye dos tipos de materiales (EPS y papel plastificado) y

dos aplicaciones – vasos desechables para frío o caliente. Por lo tanto este estudio de ACV

36


es específicamente para este tipo de vasos y no cubre todos los tipos de productos

desechables de EPS y papel plastificado.

4.5 Validación de datos

De acuerdo a la norma ISO 14040 (NMX-SAA-14044-2008), se debe realizar la validación de los

datos obtenidos durante el proceso de recolección para confirmar y proporcionar evidencia de

que los requerimientos en la calidad para la aplicación prevista se han cumplido.

Una vez que los datos fueron recibidos por parte de las empresas productoras, se analizaron con la

finalidad de identificar cualquier anomalía y revisar la consistencia de los flujos de entrada y salida

de masa y energía, así como con un análisis comparativo con factores de emisión. En caso de

encontrar cualquier discrepancia, los resultados del balance fueron utilizados para adecuar la

igualdad en los datos. Los balances de masa y energía proporcionan un eficaz control en la

validación del proceso de recolección. Finalmente, los datos calculados fueron presentados a los

proveedores para validar dicha información.

Los requisitos de la calidad de los datos son especificados en la siguiente sección. Estos permiten

que el objetivo y alcance de un ACV se logren.

4.5.1 Análisis de calidad de datos

Cobertura relacionada al tiempo

En el alcance del estudio se estableció que el año de referencia sería el año 2010. Para procesos

específicos se utilizaron datos del año 2010, otros datos están dentro del periodo 2007 y 2010.

Cobertura geográfica

El estudio aplica para el Valle de México y Guadalajara, Jalisco, las cuales son las zonas de mayores

ventas en el país. Información de los procesos unitarios provenientes de EUA fueron ajustados

para cumplir con la cobertura geográfica.

Cobertura tecnológica

Los datos recolectados aplican a la situación tecnológica promedio de México y los EUA.

37

Precisión

Para la mayoría de los procesos unitarios se calculó un promedio ponderado. En caso de obtener

los datos por medio de literatura, estos se utilizaron como un chequeo extra.

Integridad

Toda la información relevante y los datos necesarios para la interpretación están disponibles y

completos.

Representatividad

Los datos reflejan la situación actual de los vasos de 10 onzas en México. La recolección de datos

considera la situación geográfica y el contexto mexicano durante las etapas del ciclo de vida.

Coherencia

La metodología de un ACV fue aplicada consistentemente en todas las etapas del estudio.

Reproducibilidad

Algunos datos en el ICV son confidenciales; los resultados reportados en el estudio pueden ser

reproducidos parcialmente.

Fuentes de información

Dependiendo del tipo de proceso se utilizaron diferentes fuentes; datos de un proceso en

específico, promedios de un proceso específico, promedios de todos los proveedores, o

información de ACV previos.

Incertidumbre

Las principales causas de incertidumbre son las suposiciones realizadas. Se realizó un análisis de

incertidumbre; el coeficiente de variación es menor que el 11% para todos los casos, indicando un

modelo apropiado para ambos tipos de vasos.

La Tabla 12 resume el análisis de calidad de los datos a través de las etapas de ciclo de vida de los

productos evaluados.

38


Tabla 12. Resumen de la calidad de datos analizados.

Etapa del Ciclo de

Vida

Co

ber

tura

re

laci

on

ad

a

al t

iem

po

C

ob

ertu

ra g

eog

ráfi

ca

Tecn

olo

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In

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Rep

rod

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Fue

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s d

e in

form

aci

ón

Ince

rtid

um

bre

Calidad de datos

iniciales

2005 –

2010

De acuerdo al lugar

Promedio

Promedio de datos de

los proveedores

Todos los flujos

importantes incluidos

Situación general

de México

Cumplimiento de las normas

en ACV

Acuerdos de confidencialidad

Empresas y datos

mexicanos

Coeficiente de variación

menor al 11%

DATOS DE VASOS EPS Producción de materias primas

2010 EUA Confidencial


2010 México

Producción 2010 México Base de datos

para energía de

MEXICANIUH

Distribución a mayoristas

2010 Valle de

México y

Guadalajara

Transporte al consumidor

2010 Valle de

México y

Guadalajara


2010 Valle de

México y

Guadalajara

Fin de vida 2005

-

2009

Valle de

México y

Guadalajara

Base de datos

MEXICANIUH

DATOS DE VASOS DE PAPEL PLASTIFICADO

Producción de materias primas

2005

-

2010

EUA Empresas y

ACV

previos


2010 México

Producción 2005

-

2010

México Base de datos

para energía de

MEXICANIUH

Empresas y

ACV

previos

Distribución a mayoristas

2010 Valle de

México y

Guadalajara

Transporte al consumidor

2010 Valle de

México y

Guadalajara


2010 Valle de

México y

Guadalajara

Fin de vida 2005

-

2009

Valle de

México y

Guadalajara

Base de datos

MEXICANIUH

39

4.5.2 Tratamiento de datos faltantes

Las anomalías en la información generan vacíos en los datos, los cuales fueron tratados calculando

los balances de materia y energía. Otro vacío en la información fue las distancias en las etapas de

distribución y fin de vida, en esos casos la distancia promedio fue calculada considerando los sitios

mayoristas y los principales municipios del Valle de México y Jalisco.

4.6 Asignación

Las normas ISO 14040 y 14044 (NMX-SAA-14044 y 14044-IMNC-2008) establecen que la

asignación es la repartición de los flujos de entrada y salida de un proceso entre el sistema bajo

estudio y otro o más sistemas.

De acuerdo a los estándares de ACV, la asignación debe ser evitada siempre que sea posible, y la

asignación física es preferible a otras relaciones como el valor económico:

1. “Siempre que sea posible, la asignación debe ser evitada mediante la división del proceso

a ser asignado en dos o mas sub-procesos y la recolección de las entradas y salidas

relacionadas a estos sub-procesos, o expandiendo el sistema producto para incluir las

funciones adicionales relacionadas a los productos.”

2. “Cuando la asignación no puede ser evitada, las entradas y salidas del sistema deben ser

repartidas entre los diferentes productos o funciones de una manera que refleje las

relaciones físicas latentes entre ellos”

3. Cuando una relación física por sí sola no pueda establecerse o utilizarse como base para la

asignación, las entradas deben asignarse entre los productos y sus funciones de manera

que refleja otras relaciones entre ellos. Por ejemplo, datos de entrada y salida deben ser

asignados entre los co-productos en proporción al valor económico de estos.”

Por otra parte las empresas consideradas en el estudio, fabrican vasos de diferentes tamaños,

pero del mismo material. Por lo tanto, la masa utilizada para cada vaso es directamente

proporcional al tipo de producto, y la asignación física es posible. Así que, siguiendo las normas, se

eligió una asignación de masa. Los datos proporcionados por las empresas correspondían a la

producción total, por lo que se realizaron asignaciones de masa mediante el peso promedio de los

vasos.

40


5. Evaluación del Impacto

del Ciclo de Vida (EICV)

Este capítulo presenta los resultados del análisis de los impactos del ciclo de vida.

41

5.1 Método de evaluación de impacto

De acuerdo a las normas ISO14040 y 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 y NMX-SAA-14044-

IMNC-2008), la Clasificación y Caracterización son elementos obligatorios para cualquier EICV.

Además, las normas brindan consideraciones específicas para un ACV que incluye aseveraciones

comparativas con la intención de darse a conocer al público:

Debe emplear un conjunto suficientemente amplio de indicadores de categoría. La

comparación debe ser realizada por indicador de categoría.

Una EICV no constituirá la única base de la aseveración comparativa destinada a ser

publicada.

Los indicadores de categoría que se usen en aseveraciones comparativas para comunicar

al público deben ser:

Válidos científicamente y técnicamente

Relevantes ambientalmente

Aceptados internacionalmente

Sin aplicar ponderación

Considerando lo anterior, el método elegido fue CML. Éste satisface los elementos obligatorios de

clasificación y caracterización, no toma en cuenta la ponderación u otros elementos opcionales y

los resultados pueden ser analizados por cada indicador de categoría. Las categorías de impacto

evaluadas por CML son aceptadas internacionalmente, y los métodos utilizados son

científicamente y técnicamente válidos.

Todos los cálculos fueron realizados utilizando el software de SimaPro 7.2., el cual realiza los

cálculos de los posibles impactos ambientales alineados a los requerimientos de la norma ISO

14040 y 14044. Primero se realiza una clasificación. Por ejemplo, una emisión de SO2 es clasificada

en la categoría de impacto de acidificación. El siguiente paso es la caracterización, esta involucra la

conversión de los resultados del ICV a unidades comunes y la agregación de los resultados

obtenidos en categorías de impacto. Esta caracterización utiliza factores de conversión incluidos

en SimaPro 7.2. El resultado del cálculo es un indicador numérico.

42


5.2 Categorías de impacto analizadas

Las categorías de impactos y los factores utilizados provienen del método CML en SimaPro 7.2. La

Tabla 13 proporciona las categorías de impacto analizadas, al igual que la sustancias de referencia

para cada una.

43

Tabla 13. Categorías de impacto analizadas en el estudio (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). Categoría de

impacto

Sustancia

de

referencia

Descripción

Potencial de

Reducción de

Recursos

Abióticos (PRRA)

Sb eq Esta categoría de impacto indica su relación con la extracción de minerales y combustibles fósiles debido a las entradas del

sistema. Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) es determinado por cada extracción de minerales y combustibles

fósiles (kg de Antimonio equivalente/kg extraídos) basados en la concentración de las reservas y su grado de acumulación. El

alcance geográfico de este indicador es a escala global.

Potencial de

Acidificación (PA)

SO2 eq Las sustancias acidificantes causan una amplia gama de impactos en el suelo, aguas superficiales, organismos, ecosistemas y

bienes materiales (edificios). El potencial de Acidificación (PA) para emisiones al aire es calculado con el modelo adaptado de

RAINS 10 describiendo el destino y deposición de las sustancias acidificantes. El PA es expresado en kg de SO2 equivalentes / kg

de emisión. El lapso de tiempo es infinito y la escala geográfica varía entre escalas locales y continentales. Los factores de

caracterización incluyen el destino cuando son utilizados y están disponibles. Cuando no están disponibles, los factores

excluyen el destino donde fueron utilizados. El método incluye Ácido Nítrico en suelos, agua y aire, ácido sulfúrico en agua,

trióxido de azufre en aire, cloruro de hidrógeno en agua, suelo; fluoruro de hidrógeno en agua, suelo; ácido fosfórico en agua,

suelo, sulfuro de hidrógeno en suelo, todo sin incluir el destino.

Potencial de

Eutrofización

(PEu)

PO4 eq La eutrofización (también conocida como nutrificación) incluye todos los impactos debido a los niveles excesivos de los

macronutrientes en el ambiente causado por las emisiones de nutrientes al aire, agua y suelo. El potencial de Nutrificación (PN)

está basado en un procedimiento estequiométrico de Heijungs, y es expresado como kilogramos equivalentes de PO4 / kg

emisión. El destino y exposición no están incluidos, el lapso de tiempo es infinito, y la escala geográfica varía entre escalas

locales y continentales.

Potencial de

Calentamiento

Global (PCG)

CO2 eq El Cambio Climático puede provocar efectos adversos sobre la salud del ecosistema, salud humana y bienestar material. El

cambio climático esta relacionado a las emisiones de gases efecto invernadero al aire. El modelo de caracterización elaborado

por el Panel Intergubernamental en Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) es seleccionado para el desarrollo de los

factores de caracterización. Los factores son expresados como Potencial de Calentamiento Global por el horizonte de tiempo

de 100 años (PCG100), en kg dióxido de carbono/ kg emisión. El alcance geográfico para este indicador es a escala global.

Potencial de

Destrucción de la

capa de ozono

(PDCO)

CFC-11 eq Debido a la destrucción del ozono estratosférico, una larga fracción de rayos UV-B alcanzan la superficie terrestre. Esto puede

tener efectos dañinos sobre la salud humana, salud animal, ecosistemas acuáticos y terrestres, ciclos bioquímicos y en bienes

materiales. Esta categoría esta relacionada a una escala global. El modelo de caracterización es desarrollado por el World

Meteorological Organization (WMO) y define el potencial de destrucción de la capa de ozono de diferentes gases (kg CFC-11

equivalentes/ kg emisión). El lapso de tiempo es infinito.

Potencial de

Toxicidad Humana

(PTH)

1,4-DB eq Esta categoría se refiere a los efectos de sustancias tóxicas en el ambiente humano. Los riesgos a la salud por la exposición en

el ambiente laboral no están incluidos. Los factores de caracterización de los Potenciales de Toxicidad Humana (PTH), son

calculados con USES-LCA, describiendo el destino, exposición y efectos de sustancias tóxicas por un horizonte de tiempo

infinito. Para cada sustancia tóxica los PTH son expresados en 1,4-diclorobenceno equivalente/kg emisión. El alcance

geográfico para este indicador está determinado por el destino de la sustancia y puede variar entre una escala local o global.

Potencial de

Ecotoxicidad en

Agua dulce (PEcA)

1,4-DB eq Esta categoría se refiere al impacto a los ecosistemas de agua dulce como resultado de la emisión de sustancias tóxicas al aire,

agua y suelo. El Potencial de Eco-toxicidad (PEcA) es calculado con USES-LCA, describiendo el destino, exposición y efectos

tóxicos de las sustancias. El horizonte de tiempo es infinito, los factores de caracterización son expresados como 1,4-

diclorobenceno equivalente kg emisión. El indicador se aplica a escalas global/continental/ regional y local.

Potencial de

Ecotoxicidad

Terrestre (PEcT)

1,4-DB eq Esta categoría se refiere a los impactos de sustancias tóxicas en los ecosistemas terrestres (ver descripción de toxicidad en

agua dulce).

Potencial de

Formación de

Oxidantes

Fotoquímicos

(PFOF)

C2H4 eq Formación de oxidantes fotoquímicos es la formación de sustancias reactivas (principalmente ozono) perjudiciales a la salud

humana y ecosistemas, las cuales también pueden dañar los cultivos. Este problema también es conocido como summer smog.

El smog de invierno esta fuera del alcance de esta categoría. El Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) para

la emisión al aire de sustancias es calculado con el modelo de UNECE Trajectory (incluye destino), y es expresado en kilogramos

de etileno equivalente/ kg emisión. El lapso de tiempo es de 5 días y la escala geográfica varia entre local y continental.

44


5.3 Discusión de resultados

El resultado de un ICV es el punto de partida para la evaluación del impacto del ciclo de vida. Los

resultados del ICV son asignados a las categorías de impacto seleccionadas (clasificación) con el fin

del calcular los indicadores de categorías (caracterización). La siguiente sección presenta los

resultados del ICV.

Las comparaciones de los resultados de los vasos de EPS y papel plastificado son cuantificadas por

la misma unidad funcional.

5.3.1 EICV de los vasos de EPS

La Figura 11 muestra la EICV de los vasos EPS. Se puede observar que la etapa de materia prima

contribuye en su mayoría al Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA), Potencial de

Acidificación (PA), Potencial de Eutrofización (PEu), Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce

(PEcA), Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT) y Potencial de Formación de Oxidantes

Fotoquímicos (PFOF). El impacto potencial en las seis categorías mencionadas se debe al proceso

de obtención de estireno requerido para la producción de las perlas de EPS. Mientras que la

combustión del gas natural en la etapa de producción de los vasos, causa el mayor impacto en las

categorías de Potencial de Calentamiento Global (PCG) y potencial de Toxicidad Humana (PTH). La

mayoría del Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) es generado durante la

extracción y transporte del gas natural utilizado en la producción. Las etapas de distribución y fin

de vida son las que menos contribuyen a los potenciales de impacto.

45

Figura 11. EICV de vasos EPS.

PRRA Potencial de Reducción de Recursos Abióticos PCG Potencial de Calentamiento Global PEcA Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce

PA Potencial de Acidificación PDCO Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono PEcT Potencial de Ecotoxicidad Terrestre

PEu Potencial de Eutrofización PTH Potencial de Toxicidad Humana PFOF Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos

46


La Tabla 14 muestra el porcentaje de contribución de cada etapa del ciclo de vida para cada

impacto potencial.

Tabla 14. EICV de vasos EPS (1,600,000,000 piezas).

Impacto potencial Materias primas Producción Distribución Fin de vida Total

PRRA

(kg Sb eq)

213,632 199,489 2,792 325 416,238

51.3% 47.9% 0.7% 0.1% 100%

PA

(kg SO2 eq)

59,374 58,823 1,162 186 119,546

49.7% 49.2% 1.0% 0.2% 100%

PEu

(kg PO4 eq)

6,269 2,275 207 38 8,789

71.3% 25.9% 2.4% 0.4% 100%

PCG

(kg CO2 eq)

18,300,984 22,715,103 391,820 46,127 41,454,033

44.1% 54.8% 0.9% 0.1% 100%

PDCO

(kg CFC-11 eq)

0.5240 2.7145 0.0617 0.0069 3.3071

15.8% 82.1% 1.9% 0.2% 100%

PTH

(kg 1,4, DB eq)

2,662,648 3,011,620 71,328 7,676 5,753,272

46.3% 52.3% 1.2% 0.1% 100%

PEcA

(kg 1,4, DB eq)

672,072 89,190 15,812 1,420 778,493

86.3% 11.5% 2.0% 0.2% 100%

PEcT

(kg 1,4, DB eq)

17,352 8,407 835 80 26,675

65.0% 31.5% 3.1% 0.3% 100%

PFOF

(kg C2H4 eq)

3,648 3,157 48 7 6,861

53.2% 46.0% 0.7% 0.1% 100%

47

La Figura 12 muestra la evaluación de la etapa de materias primas. Se puede apreciar que la

producción de perlas EPS contribuye en su mayoría en siete de las nueve categorías analizadas. La

mayor contribución para el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA), el Potencial de

Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de Calentamiento Global (PCG),

el Potencial de Toxicidad Humana (PTH), el Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) y el

Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) es causado por las emisiones y residuos

generados en la producción del estireno, el cual es la materia prima principal para la fabricación de

las perlas. Mientras que el mayor impacto en el Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono

(PDCO) y el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT) es causado por la extracción del petróleo

para los combustibles requeridos en el transporte del material de empaque. Además, se observa

que el transporte de las perlas EPS generan el menor impacto potencial en la etapa de materias

primas para todas las categorías analizadas.




Figura 12. Evaluación de la etapa de materias primas de vasos EPS.

48


La Figura 13 muestra la evaluación de la etapa de producción. Se puede apreciar que el uso de gas

natural genera el mayor impacto en siete de las nueve categorías analizadas. La mayor

contribución en el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) es provocada por la

extracción del gas. El mayor impacto en el Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de

Calentamiento Global (PCG) y el Potencial de Toxicidad Humana (PTH) se genera por la quema del

combustible durante la producción del vaso, lo cual también contribuye al Potencial de Formación

de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF). Además, la extracción y transporte del gas natural producen la

mayor contribución al Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO). En cuanto al

Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) y al Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT), la

disposición de residuos generados durante la obtención del combustible provocan el mayor

impacto. Mientras que la mayor contribución al Potencial de Acidificación (PA) y al Potencial de

Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) se debe a la generación de energía eléctrica

principalmente. En la Figura 13, “otros”, incluye los residuos sólidos y emisiones al agua generados

durante la producción del vaso. Este rubro como el de consumo de agua provocan el menor

impacto en la etapa de producción para las categorías analizadas.




Figura 13. Evaluación de la etapa de producción de vasos EPS.

49

La Figura 14 muestra la evaluación de la etapa de distribución. Ésta muestra que el transporte

hacia la central de abasto genera el mayor impacto potencial en todas las categorías analizadas. El

Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) y el Potencial de Destrucción de la Capa de

Ozono (PDCO) se deben principalmente a la extracción de crudo para obtener combustibles. El

Potencial de Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de Calentamiento

Global (PCG) y el Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) son provocados por la

quema de combustible durante la operación de los vehículos. El Potencial de Toxicidad Humana

(PTH), el Potencial de Ecotoxicidad en Agua Dulce (PEcA) y el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre

(PEcT) se deben a la manufactura de los vehículos empleados en la distribución.




Figura 14. Evaluación de la etapa de distribución de vasos EPS.

50


La Figura 15 muestra la evaluación de la etapa de fin de vida. Se puede observar que el transporte

del material de empaque al fin de vida (bolsa a relleno sanitario y caja a reciclaje) genera el mayor

impacto en seis de las nueve categorías analizadas. La mayor contribución en el Potencial de

Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) y el Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO)

se debe a la extracción de crudo para el combustible requerido. El mayor impacto en el Potencial

de Calentamiento Global (PCG) se debe a la quema de combustible durante la operación de los

vehículos. El mayor impacto en el Potencial de Toxicidad Humana (PTH), el Potencial de

Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) y el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT) es causado por

las emisiones generadas en la obtención del combustible. Mientras que la mayor contribución en

el Potencial de Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu) y el Potencial de Formación

de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) se deben a la operación de maquinaria para la disposición del

vaso en el relleno sanitario.




Figura 15. Evaluación de la etapa de fin de vida para vasos EPS.

51

5.3.2 EICV de los vasos de papel plastificado con PE

La Figura 16 muestra el EICV de vasos de papel plastificado. Se observa que la etapa de obtención

de materias primas genera mayor impacto potencial en todas las categorías analizadas, el cual se

debe la producción del SBB laminado. Las etapas de producción y distribución son las que

contribuyen menos al impacto potencial de los vasos de papel plastificado. El impacto potencial de

la etapa de manufactura del vaso se debe al consumo de energía eléctrica; mientras que el de la

etapa de distribución corresponde al transporte del vaso desde la planta productiva a la central de

abasto. Se aprecia que la etapa de fin de vida tiene una contribución importante en las categorías

de Potencial de Calentamiento Global (PCG) y de Potencial de Formación de Oxidantes

Fotoquímicos (PFOF).




Figura 16. EICV de vasos de papel plastificado.

52


En la Tabla 15 se muestra el porcentaje de contribución.

Tabla 15. EICV de vasos de papel plastificado (1,600,000,000 pizas).

Impacto potencial Materias primas Producción Distribución Fin de vida Total

PRRA (kg Sb eq)

277,479 16,726 4,188 297 298,689

92.9% 5.6% 1.4% 0.1% 100%

PA (kg SO2 eq)

179,974 25,552 2,040 335 207,901

86.6% 12.3% 1.0% 0.2% 100%

PEu (kg PO4 eq)

34,030 378 388 211 35,007

97.2% 1.1% 1.1% 0.6% 100%

PCG (kg CO2 eq)

58,906,533 1,582,748 585,930 34,734,688 95,809,900

61.5% 1.7% 0.6% 36.3% 100%

PDCO (kg CFC-11 eq)

2.5521 0.1625 0.0927 0.0052 2.8126

90.7% 5.8% 3.3% 0.2% 100%

PTH (kg 1,4, DB eq)

11,150,779 153,226 107,127 13,536 11,424,669

97.6% 1.3% 0.9% 0.1% 100%

PEcA (kg 1,4, DB eq)

2,438,439 8,143 23,595 617 2,470,795

98.7% 0.3% 1.0% 0.0% 100%

PEcT (kg 1,4, DB eq)

176,213 712 1,247 29 178,201

98.9% 0.4% 0.7% 0.0% 100%

PFOF (kg C2H4 eq)

8,791 1,042 80 8,259 18,172

48.4% 5.7% 0.4% 45.5% 100%

53

La Figura 17 muestra la evaluación de la etapa de materias primas. Se aprecia que la producción

del SBB laminado genera el mayor impacto potencial en todas las categorías analizadas. La mayor

contribución al Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) se debe a la obtención de

combustibles para la producción del SBB. El mayor impacto en el Potencial de Acidificación (PA), el

Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de Toxicidad Humana (PTH) y el Potencial de

Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) es causado por las emisiones al aire, descargas de agua

residual y la obtención de la pulpa en la fabricación del SBB. La mayor contribución al Potencial de

Calentamiento Global (PCG) y al Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) se

debe a las emisiones al aire y el consumo de electricidad para la fabricación del SBB. El mayor

impacto en el Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) corresponde a la extracción

de crudo para los combustibles requeridos en la fabricación del papel. En cuanto al Potencial de

Ecotoxicidad Terrestre (PEcT), el mayor impacto proviene de los residuos sólidos generados en la

producción del SBB. Se observa que el transporte del SBB ocupa el segundo lugar en cuanto a

contribución al impacto potencial, seguido de la manufactura del material de empaque para los

vasos; finalmente, el transporte de éste último representa el menor impacto de la etapa de

obtención de materias primas en todas las categorías analizadas




Figura 17. Evaluación de la etapa de obtención de materias primas para vasos de papel laminado.

54


La Figura 18 muestra la evaluación de la etapa de producción. Se aprecia que la generación y

consumo de electricidad para la manufactura de vasos ocasiona el mayor impacto potencial en

todas las categorías analizadas. La mayor contribución al Potencial de Reducción de Recursos

Abióticos (PRRA) y al Potencial de Toxicidad Humana (PTH) se debe a la extracción de crudo para

obtener los combustibles necesarios para generar electricidad. El mayor impacto en el Potencial

de Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de Calentamiento Global

(PCG), el Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA), el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre

(PEcT) y el Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) se debe a la quema de

carbón y gas natural para la generación de electricidad. El Potencial de Destrucción de la Capa de

Ozono (PDCO) se debe al transporte de gas natural a los sitios de generación de energía. Se

observa también que la energía para el empaque y el transporte de residuos representan el menor

impacto de la etapa de producción en todas las categorías analizadas.




Figura 18. Evaluación de la etapa de producción para vasos de papel plastificado.

55

La Figura 19 muestra la evaluación de la etapa de distribución. Se muestra que el transporte hacia

la central de abasto genera el mayor impacto potencial de todas las categorías analizadas. El

Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) y el Potencial de Destrucción de la Capa de

Ozono (PDCO) se deben principalmente a la extracción de crudo para obtener combustibles. El

Potencial de Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu), el Potencial de Calentamiento

Global (PCG) y el Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) son causados por la

quema de combustible durante la operación de los vehículos. El Potencial de Toxicidad Humana

(PTH), el Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) y el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre

(PEcT) se deben a la manufactura de los vehículos empleados en la distribución.




Figura 19. Evaluación de la etapa de distribución de vasos de papel plastificado.

56


La Figura 20 muestra la evaluación de la etapa de fin de vida. Se muestra que el SBB del vaso en el

relleno sanitario genera el mayor impacto potencial en seis de las nueve categorías analizadas. El

mayor impacto en el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) y el Potencial de

Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) se debe principalmente a la extracción de crudo para

obtener los combustibles necesarios en la operación del relleno sanitario. La mayor contribución al

Potencial de Acidificación (PA) es provocada por la quema de combustibles para operar

maquinaria en el relleno sanitario. El mayor impacto del Potencial de Eutrofización (PEu), el

Potencial de Calentamiento Global (PCG), el Potencial de Toxicidad Humana (PTH) y el Potencial

de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) es generado por las emisiones del vaso en el

relleno sanitario. Mientras que la mayor contribución del Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce

(PEcA) y el Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT) se deben al transporte del vaso hacia el sitio

de disposición. También se observa que el fin de vida de la película de PE del vaso, el material de

empaque, así como su transporte generan el menor impacto de esta etapa del ciclo de vida en

todas las categorías analizadas.




Figura 20. Evaluación de la etapa de fin de vida de vasos de papel plastificado.

57

5.3.3 EICV de los vasos de EPS y de papel plastificado con PE

La Figura 21 presenta la EICV de los vasos analizados en el estudio. Se observa que los vasos de

papel plastificado tienen mayor impacto potencial en siete de las nueve categorías analizadas, el

cual es generado por la fabricación del SBB laminado. Los vasos de EPS generan mayor impacto en

el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA), causado por la obtención del estireno

para la producción de perlas de EPS, y en el Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO),

debido a la extracción y transporte del gas natural usado en la manufactura del vaso.




Figura 21. EICV para vasos EPS y papel plastificado.

58


Tabla 16. EICV para vasos EPS y papel plastificado (1,600,000,000 piezas).

Impacto potencial Vasos EPS Vasos papel plastificado

PRRA (kg Sb eq) 416,238 298,689

PA (kg SO2 eq) 119,546 207,901

Peu (kg PO4 eq) 8,789 35,007

PCG (kg CO2 eq) 41,454,033 95,809,900

PDCO (kg CFC-11 eq) 3.3071 2.8126

PTH (kg 1,4, DB eq) 5,753,272 11,424,669

PEcA (kg 1,4, DB eq) 778,493 2,470,795

PEcT (kg 1,4, DB eq) 26,675 178,201

PFOF (kg C2H4 eq) 6,861 18,172

59

6. Interpretación

En este capítulo se analizan los resultados obtenidos en la EICV, para llegar a recomendaciones y

argumentos de decisión entendibles, completos y acordes con el objetivo y alcance del estudio. Se

muestra el análisis de sensibilidad para el peso de ambos vasos, el consumo de gas natural y

energía eléctrica; así como el porcentaje de vasos llevados a relleno sanitario. Finalmente, se

presentan los resultados del análisis de incertidumbre.

60


6.1 Resumen de resultados

En la Figura 22 se muestran los principales resultados de la EICV. Se observa que los vasos de papel

plastificado presentan mayor impacto potencial en siete de las nueve categorías analizadas.




Figura 22. Resumen de resultados de la EICV.

En la Tabla 17 se presenta el resumen de los principales hallazgos de la EICV para ambos tipos de

vasos.

Tabla 17. Principales hallazgos de los resultados de la EICV.

Etapa de ciclo de vida

Vasos de EPS Pricipales hallazgos

Vasos de papel plastificado Pricipales hallazgos

Materias primas

En esta etapa se genera la mayor cantidad de impactos ambientales, debido principalmente al proceso de producción del estireno.

En esta etapa se genera la mayor cantidad de impactos ambientales, debido principalmente al proceso de producción de SBB.

Producción El uso de gas natural genera los mayores impactos ambientales.

El uso de electricidad genera los mayores impactos ambientales.

Distribución El transporte desde las plantas de producción a los mayoristas genera el mayor impacto de la etapa de distribución, debido a los combustibles fósiles utilizados.

El transporte desde las plantas de producción a los mayoristas genera el mayor impacto de la etapa de distribución, debido a los combustibles fósiles utilizados.

Fin de vida Etapa que genera la menor cantidad de impactos potenciales

SBB en los rellenos sanitarios tiene contribuciones importantes en Potencial de Calentamiento global (PCG) y Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF)

Impacto Potencial Vasos de EPS Vasos de papel plastificado

PRRA (kg Sb eq) 416,238 298,689

PA (kg SO2 eq) 119,546 207,901

Peu (kg PO4 eq) 8,789 35,007

PCG (kg CO2 eq) 41,454,033 95,809,900

PDCO (kg CFC-11 eq) 3.3071 2.8126

PTH (kg 1,4, DB eq) 5,753,272 11,424,669

PEcA (kg 1,4, DB eq) 778,493 2,470,795

PEcT (kg 1,4, DB eq) 26,675 178,201

POCP (kg C2H4 eq) 6,861 18,172

61

6.2 Análisis de sensibilidad

El análisis de sensibilidad es importante para la interpretación de resultados, ya que permite

observar de qué manera los resultados pueden variar, debido al cambio de las variables en

estudio.

Los resultados obtenidos en la EICV muestran que la obtención de la perla de EPS y el consumo de

gas natural son los aspectos que contribuyen más al impacto potencial de los vasos de dicho

material; en cuanto a los vasos de papel plastificado se observa que la producción del SBB

laminado, el consumo de electricidad y la disposición del papel en el relleno sanitario son los

aspectos con mayor impacto. De acuerdo a lo anterior, se realizó el análisis de sensibilidad para el

peso de ambos tipos de vasos, el consumo de gas y electricidad; así como la cantidad de vasos que

se llevan al relleno sanitario.

En la Figura 23 se presenta el análisis de sensibilidad variando el peso del vaso de EPS (entre 2.0 y

3.2 g), la línea punteada indica el valor promedio considerado en el estudio (2.6 g) y la línea color

naranja muestra el impacto del vaso de papel plastificado sin variación en el peso (9.2 g). Los

límites del intervalo se seleccionaron tomando como referencia la variación en peso del vaso de

EPS (10 oz) en el mercado mexicano. Se aprecia que en caso de que el vaso pese menos de 2.0 g el

impacto en el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) sería menor al de los vasos de

papel, en cuanto al Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) se observa que si el vaso

de EPS pesa menos de 2.2 el impacto es menor que el del otro tipo de vasos. Para el resto de las

categorías, el impacto potencial de los vasos de EPS permanece por debajo a lo largo de variación

del parámetro.

En la Figura 24 se presenta el análisis de sensibilidad variando el consumo de gas natural en la

producción del vaso de EPS (entre 0.09 y 0.36 MJ/vaso), la línea punteada indica el valor promedio

considerado en el estudio (0.18 MJ/vaso) y la línea color naranja muestra el impacto del vaso de

papel plastificado sin variación, como referencia. Los límites del rango se seleccionaron de acuerdo

a la variación del consumo de gas natural reportado en otras fuentes. Se aprecia que en caso de

que la producción del vaso de EPS consuma menos de 0.09 MJ/vaso el impacto en el Potencial de

Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) sería menor al de los vasos de papel, en cuanto al

Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) se observa que si se consumen menos de

62


0.13 MJ/vaso en la producción de vasos de EPS, el impacto es menor que el del otro tipo de vasos.

Para el resto de las categorías, el impacto potencial de los vasos de EPS permanece por debajo del

de vasos de papel plastificado a lo largo de variación del parámetro.

En la Figura 25 se presenta el análisis de sensibilidad variando el peso del vaso de papel (entre 8.6

y 9.8 g), la línea punteada indica el valor promedio considerado en el estudio (9.2 g) y la línea color

azul muestra el impacto del vaso de EPS sin variación en el peso (2.6 g). Los límites del intervalo se

seleccionaron tomando como referencia la variación en peso del vaso de EPS (10 oz) en el

mercado mexicano. Se aprecia que en todas las categorías, el impacto potencial de los vasos de

papel plastificado permanece por arriba a lo largo de variación del parámetro.

En la Figura 26 se presenta el análisis de sensibilidad variando el consumo de energía eléctrica

para el laminado del SBB (entre 1.0 y 4.0 Wh/vaso), la línea punteada indica el valor promedio

considerado en el estudio (2.0 Wh/vaso) y la línea color azul muestra como referencia el impacto

del vaso de EPS sin variación. Los límites del intervalo se seleccionaron con el fin de verificar el

efecto en los resultados de la reducción del 50% o el aumento del 100% del consumo eléctrico. Se

aprecia que en todas las categorías, el impacto potencial de los vasos de papel plastificado

permanece por arriba a lo largo de variación del parámetro.

En la Figura 27 se presenta el análisis de sensibilidad variando el consumo eléctrico en la

producción del vaso papel (entre 5.0 y 20.0 Wh/vaso), la línea punteada indica el valor promedio

considerado en el estudio (10.0 Wh/vaso) y la línea color azul muestra el impacto del vaso de EPS

sin variación, como referencia. Los límites del intervalo se seleccionaron con el fin de verificar el

efecto en los resultados de la reducción del 50% o el aumento del 100% del consumo eléctrico. Se

aprecia que en caso de que se consuman más de 16.25 Wh/vaso el impacto en el Potencial de

Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) sería mayor al de los vasos de EPS, en cuanto al Potencial

de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) se observa que si se consumen más de 12.5 Wh/vaso

el impacto es mayor que el del otro tipo de vasos. Para el resto de las categorías, el impacto

potencial de los vasos de papel plastificado permanece por arriba a lo largo de variación del

parámetro.

63

En la Figura 28 se presenta el análisis de sensibilidad variando el porcentaje de vasos que se llevan

a relleno sanitario y considerando que la cantidad que no llega a dicho sitio de disposición se envía

a reciclaje. En el estudio se consideró que el 99.5% de los vasos de EPS se llevan al relleno

sanitario, mientras que en el caso de los vasos de papel plastificado, se llevan a este sitio de

disposición el 100% Se observa que en todas las categorías, el impacto potencial de los vasos de

papel plastificado permanece por arriba a lo largo de variación del parámetro; sin embargo existe

una reducción considerable del impacto potencial al disminuir la cantidad de vasos dispuestos en

relleno sanitario y aumentando la cantidad de vasos enviados a reciclaje.

64





Figura 23. Análisis de sensibilidad del peso del vaso de EPS (1,600,000,000 piezas).

65




Figura 24. Análisis de sensibilidad del consumo de gas natural en la producción del vaso de EPS (1,600,000,000 piezas).

66





Figura 25. Análisis de sensibilidad del peso del vaso de papel plastificado (1,600,000,000 pieces).

67




Figura 26. Análisis de sensibilidad del consumo eléctrico en el proceso de laminado del SBB (1,600,000,000 piezas)

68





Figura 27. Análisis de sensibilidad del consumo eléctrico en el proceso de manufactura del vaso de papel (1,600,000,000 piezas).

69




Figura 28. Análisis de sensibilidad del porcentaje de vasos de EPS y de papel que se disponen en relleno sanitario (1,600,000,000 piezas).

70


6.3 Análisis de incertidumbre

El análisis de incertidumbre es un procedimiento sistemático para encontrar y cuantificar la

incertidumbre introducida en los resultados de un análisis de inventario del ciclo de vida, debida a

efectos acumulativos de la imprecisión del modelo, de las entradas y de la variabilidad de los datos

(IMNC, 2008).

La incertidumbre en los datos puede ser expresada como una desviación estándar. El método

estadístico de Monte Carlo se utiliza para evaluar la incertidumbre de los resultados de un ACV,

estableciendo un rango para los valores del impacto potencial calculado. En la Figura 29 se

presenta de manera gráfica el resultado del análisis de incertidumbre para los vasos de EPS, en la

cual el 100% representa el resultado promedio del análisis y las líneas azules la magnitud del rango

de variación del impacto calculado.




Figura 29. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS.

En la Tabla 18 se observan los resultados numéricos del análisis de incertidumbre, en donde se

aprecia que el resultado promedio obtenido con el método Monte Carlo es similar al de la EICV;

además, el coeficiente de variación para todas las categorías de impacto es menor al 10%.

71

También se registra el valor mínimo (2.50%) y máximo (97.50%) del rango para el impacto

potencial de cada categoría con un intervalo de confianza del 95%.

Tabla 18. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS (1,600,000,000 piezas).

Categoría de impacto Resultado de la EICV

Promedio Desviación estándar

Coeficiente variación

2.50% 97.50%

PRRA (kg Sb eq) 416,766 432,000 31,200 7.23% 396,000 453,000

PA (kg SO2 eq) 119,658 118,386 4,725 3.99% 112,922 121,801

PEu (kg PO4 eq) 8,807 8,720 492 5.64% 8,350 9,280

PCG (kg CO2 eq) 41,487,930 41,300,000 2,130,000 5.17% 40,000,000 43,700,000

PDCO (kg CFC-11 eq) 3.3104 3.3100 0.1567 4.73% 3.1286 3.4234

PTH (kg 1,4, DB eq) 5,778,247 5,759,416 261,010 4.53% 5,468,209 5,985,909

PEcA (kg 1,4, DB eq) 779,856 776,719 51,125 6.58% 725,831 827,607

PEcT (kg 1,4, DB eq) 26,759 26,675 1,190 4.46% 25,463 27,888

PFOF (kg C2H4 eq) 6,873 6,791 481 7.08% 6,274 7,226

En la Figura 30 se presenta de manera gráfica el resultado del análisis de incertidumbre para los

vasos de papel plastificado, en la cual el 100% representa el resultado promedio del análisis y las

líneas naranja la magnitud del rango de variación del impacto calculado.




Figura 30. Análisis de incertidumbre de los vasos de papel plastificado.

72


En la Tabla 19 se observan los resultados numéricos del análisis de incertidumbre de los vasos de

papel, en donde se aprecia que el resultado promedio obtenido con el método Monte Carlo es

similar al de la EICV; además, el coeficiente de variación para todas las categorías de impacto es

menor al 11%. También se registra el valor mínimo (2.50%) y máximo (97.50%) del rango para el

impacto potencial de cada categoría con un intervalo de confianza del 95%.

Tabla 19. Análisis de incertidumbre de los vasos de papel plastificado (1,600,000,000 piezas).

Categoría de impacto Resultado de la

EICV Promedio

Desviación estándar

Coeficiente variación

Categoría de impacto

2.50% 97.50%

PRRA (kg Sb eq) 298,689 299,625 265,000 31,590 10,5% 263,814 319,919

PA (kg SO2 eq) 207,901 205,972 196,000 10,347 5,02% 194,047 212,476

PEu (kg PO4 eq) 35,007 34,619 33,000 1,909 5,51% 32,476 36,013

PCG (kg CO2 eq) 95,809,900 94,400,000 93,700,000 2,680,000 2,84% 92,200,000 97,400,000

PDCO (kg CFC-11 eq) 2.8126 2.8536 2.9000 0.1996 6,99% 2.6490 3.0479

PTH (kg 1,4, DB eq) 11,424,669 11,307,048 11,000,000 762,092 6,74% 10,538,608 12,075,488

PEcA (kg 1,4, DB eq) 2,470,795 2,468,799 2,500,000 245,989 9,96% 2,197,096 2,676,768

PEcT (kg 1,4, DB eq) 178,201 181,772 185,000 14,641 8,05% 168,385 197,272

PFOF (kg C2H4 eq) 18,172 19,500 20,300 1,850 9,49% 17,300 20,700

Finalmente, la Figura 30 muestra el análisis de incertidumbre para ambos tipos de vasos. Se

observa que es más probable que el impacto potencial de los vasos de EPS sea menor en ocho

categorías de impacto; mientras que para el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA)

es más probable que los vasos de papel tengan un impacto menor.

73




Figura 31. Análisis de incertidumbre de los vasos de EPS y de papel plastificado.

6.4 Evaluación

El objetivo del elemento de la evaluación en la Interpretación del ciclo de vida es establecer y

fortalecer la confianza y la fiabilidad de los resultados del ACV. Las siguientes técnicas se

consideraron en el estudio:

Integridad: Toda la información relevante y los datos necesarios para la interpretación están

disponibles y completos.

Sensibilidad: los datos que presentan incertidumbre, como el peso de los vasos, consumo de gas

natural, consumo de energía eléctrica y porcentaje de reciclaje en la etapa de fin de vida, no

afectan los resultados generales de la EICV.

El análisis de sensibilidad se realizó sobre los parámetros clave, como cantidad de materia prima

(peso de los vasos), de combustible y de energía, así como reciclaje al final de la vida útil; se llevó a

cabo un análisis de incertidumbre en el cual el coeficiente de variación fue de menos del 11% en

todos los casos, lo que indica que es un modelo adecuado para ambos tipos de vasos.

74


Consistencia: Las suposiciones, la metodología y los datos son consistentes con el objetivo y

alcance del estudio. La calidad de los datos es consistente a lo largo del ciclo de vida del sistema

producto y entre los diferentes productos analizados.

75

7. Conclusiones, limitaciones

y recomendacions

En este capítulo se enuncian las conclusiones del estudio, las limitaciones relacionadas con la

interpretación de resultados y las recomendaciones derivadas del análisis.

76


Conclusiones

Vasos de EPS

• La obtención de materias primas es la etapa del ciclo de vida de los vasos de EPS que genera

mayor impacto potencial, lo cual se debe al proceso de producción del estireno.

•Dentro de la etapa de producción del vaso de EPS, el uso de gas natural es lo que representa el

mayor impacto potencial.

• El transporte de los vasos de EPS desde las plantas productivas hacia la central de abastos es lo

que genera el mayor impacto de la etapa de distribución, lo cual se debe a los combustibles fósiles

requeridos para trasladar el producto.

• El fin de vida de los vasos de EPS es la etapa del ciclo que genera menor impacto potencial.

Vasos de papel plastificado

• En cuanto a los vasos de papel plastificado, la obtención de materias primas es la etapa del ciclo

de vida que genera mayor impacto potencial, lo cual se debe al proceso de producción del SBB.

• Dentro de la etapa de producción del vaso de papel plastificado, el uso de electricidad es lo que

representa el mayor impacto potencial.

• El transporte de los vasos de papel plastificado desde la planta productiva hacia la central de

abastos es lo que genera el mayor impacto de la etapa de distribución, lo cual se debe a los

combustibles fósiles requeridos para trasladar el producto.

• El SBB en el relleno sanitario tiene contribuciones significativas en Potencial de Calentamiento

Global (PCG) y Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF).

En general el vaso de papel plastificado provoca mayor impacto potencial en siete de las nueve

categorías evaluadas. El vaso de EPS genera mayor impacto en el Potencial de Reducción de

Recursos Abióticos (PRRA), debido a la obtención de la perla de EPS y el Potencial de Destrucción

de la Capa de Ozono (PDCO), causado por la extracción y transporte de gas natural usado en la

producción del vaso.

Se observa que las conclusiones de este estudio de ACV son similares a las de otros estudios:

77

a. La conclusión de que ningún sistema tiene todas las ventajas ambientales sobre el otro

(VITO,2006; Vercalsteren, Spirinckx, & Geerken, 2010). En este estudio, ni los vasos de EPS

ni los de papel plastificado sobresalen en todas las categorías evaluadas con el método

CML. Sin embargo, los vasos de EPS tienen menos impacto potencial en siete de las nueve

categorías analizadas

b. El importante rol que tienen los escenarios de fin de vida en los resultados (Horvath &

Chester,2009; Häkkinen & Vares, 2010). Considerando únicamente la categoría de

calentamiento global, los resultados de este estudio muestran que si se destina menos

papel plastificado al relleno sanitario, se disminye el impacto en potencial de

calentamiento global.

c. La relevancia del consumo de agua y energía. Franklin Associates LTD (2011) evaluaron

productos para servir alimentos de espuma de poliestireno, basados en papel y de PLA.

Los resultados generales muestran que los productos de EPS usan mucho menos agua y

energía que las versiones de papel y de PLA. Este estudio muestra que el consumo de

energía en la etapa de produccion es mayor para los vasos de EPS. Sin embargo,

considerando todas las etapas, los vasos de papel plastificado requieren más energía que

los vasos de EPS. En cuanto al agua, no hay consumo de ésta en la etapa de producción de

vasos de papel plastificado; sin embargo, al igual que con la energía, los vasos de papel

plastificado consumen mas agua a lo largo de todo su ciclo de vida.

Las limitaciones asociadas a la interpretación de los resultados

Los resultados del ACV están basados en un enfoque relativo, que indican los efectos ambientales

potenciales, y no predicen los impactos reales en categorías de puntos finales, límites superiores o

márgenes de seguridad o riesgos.

Las principales limitaciones asociadas a la interpretación de los resultados residen en las

incertidumbres que se generan en ICV. En la Tabla 20 se presentan las limitaciones asociadas a la

incertidumbre en los modelos.

78


Tabla 20. Resumen de las limitaciones asociadas a la interpretación

Etapa de ciclo de vida

Vasos de EPS Limitaciones

Vasos de papel plastificado Limitaciones

Materias primas El ICV de las perlas de EPS se adaptó a las condiciones de Estados Unidos.

Los datos relacionados con la producción del SBB se obtuvieron de bases de datos internacionales

Producción Los datos obtenidos para modelar esta etapa presentan variaciones en el consumo de combustibles, por lo que se realizó un análisis de sensibilidad.

Los datos se obtuvieron a un detalle menor que para vasos de EPS, y algunos fueron adaptados de la literatura.

Distribución Se calcularon distancias promedio a los principales lugares en las áreas consideradas.

Se calcularon distancias promedio a los principales lugares en las áreas consideradas.

Recomendaciones

Después de los hallazgos del presente estudio se recomienda ampliamente promover el reciclaje

para ambos tipos de vasos, de EPS y de papel plastificado.

79

8. Revisión crítica

80


1 de Julio del 2013 Juan Pablo Chargoy Amador Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de México RE: Panel de Revisión Crítica Aprobación Final: Análisis de Ciclo de Vida de vasos

desechables en México. Poliestireno expandido y papel plastificado (Reporte para ANIQ, 2012) – reporte revisado con comentarios del Panel de Revisión Crítica incluidos (páginas 77-92 versión en inglés)

Estimado Juan Pablo, En nombre de nuestro Panel de Revisión Crítica (Luiz Alexandre Kulay, PhD, Escola Politecnia da Universidade de Sao Paulo/experto en ACV; Claudia Pena, Presidenta de la Red Ibero-Americana de ACV; y Mike Levy, Director de Asuntos de Ciclo de Vida en el American Chemistry Council/ACC Plastics Division), estamos complacidos en ofrecerle nuestra aprobación final en la revisión y recomendaciones con respecto a la revisión crítica ISO del reporte mencionado anteriormente. El Panel de Revisión Crítica ha revisado el reporte revisado inicialmente en Abril del 2013 el cual incluye y aborda todos nuestros comentarios y sugerencias (como se indicó en nuestros Comentarios del Panel de Revisión Crítica del 18 de Marzo, 2013), incluyendo la transparencia en los datos y respecto a abordar información industrial comercial confidencial (CBI siglas en inglés), te damos nuestra aprobación de que este reporte fue realizado de acuerdo a los requerimientos de las normas ISO aplicables (14040/14044). Todas las conclusiones del estudio son coherentes y apropiadas a los resultados del análisis. Una vez más, agradece a tu equipo por realizar este estudio exhaustivo en vasos desechables. Esperamos que haya encontrado nuestros comentarios constructivos en naturaleza, y el Panel aprecia los cambios hechos en el reporte final. Saludos cordiales,

Mike Levy, Presidente del Panel de Revisión Crítica Dr. Luiz Kulay y Claudia Pena, miembros del Panel de Revisión Crítica

81

9. Anexos

82


El AHP es una metodología de decisión multicriterio discreta que se utiliza para la toma de

decisiones complejas, mediante un procedimiento de evaluación por pares, permite medir el

acuerdo relativo entre decisores y la uniformidad de las alternativas en la toma de decisiones en

grupo.

El método de AHP ha sido utilizado para validar las decisiones en diferentes etapas del ciclo de

vida, pero principalmente en la etapa de ponderación de las categorías de impacto (Swarr, et.al,

2005). La combinación de las dos metodologías se ha aplicado con éxito en estudios de ACV que

comparan tecnologías de gestión de residuos sólidos, (Shoou, 2005) (Fujita, 2005) (Ni, et.al, 2002).

La “productividad verde” se plantea mediante una combinación del método AHP y el ACV, donde

diferentes alternativas tecnológicas se evalúan a partir de su desempeño en la evaluación de ciclo

de vida (Pineda, 2005), en Estados Unidos, el valor de las decisiones de negocios por medio del

AHP también se vinculan con ACV (Reisdorph, 2008) y las estrategias de diseño se ven fortalecidas

con este binomio (Heo, 2002). Varios estudios de ACV se han apoyado en el AHP para sustentar la

toma de decisiones mediante análisis de sensibilidad, (Swarr, et.al, 2005, Shoenoung, 2009).

En el contexto de este estudio, el AHP se utiliza para documentar y validar la toma de decisiones

en la etapa de definición del objetivo y alcance, principalmente para la unidad funcional, pero

también sirve de base para la evaluación de sensibilidad e incertidumbre de opciones al fin de vida

y su influencia en los diferentes problemas ambientales (categorías de impacto) seleccionadas

para este estudio.

En el marco del AHP, el modelo de decisión se estructura definiendo objetivos que consideren

varias facetas de la meta del problema, de ser necesario subobjetivos que describen más a detalle

cada uno de los objetivos y finalmente alternativas para cumplir con los objetivos. El método de

evaluación utilizado en AHP, y descrito más adelante, facilita la identificación de los criterios de

decisión y las conclusiones reduciendo significativamente el ciclo de decisión.

Una vez definido el modelo de decisión la metodología requiere que los diferentes objetivos sean

priorizados con la finalidad de determinar su importancia relativa entre las funciones. Los expertos

deben evaluar entonces en comparaciones uno a uno cada una de las funciones, en el caso de

existir subfunciones se realiza el mismo tipo de comparación entre las subfunciones de una

función.

Con las evaluaciones uno a uno se llena la matriz de evaluaciones MSk, donde el término

uk ,1

uk , 2 se

obtiene de la evaluación de la función 1 con respecto a la 2 en la siguiente escala:

83

ui,j = 1 si ambas funciones tienen la misma importancia

ui,j = 3 si la función i es moderadamente más importante que la j

ui,j = 5 si la función i es fuertemente más importante que la j

y así sucesivamente hasta llegar al grado “extremadamente” con un valor de 9

el término

uk , 2

uk ,1 es siempre el inverso de

uk ,1

uk , 2 , de tal manera que si la función j fuera

moderadamente más importante que la i, entonces ui,j =1/3.

Entonces de forma general la matriz de evaluación para un solo experto queda de la manera

siguiente:

Donde

uk ,1

uk , 2 se define como la importancia relativa dada por el experto k, de la función 1 contra la

función 2.

La metodología de AHP se basa en el cálculo de vectores de Eigen (Satty, 1994) de la matriz de

evaluación para determinar la importancia relativa entre las funciones. Posteriormente debe

integrarse los resultados de expertos, lo cual se obtiene a partir de los vectores Eigen de cada

evaluación individual.

Bibliografía

Fujita, S., Tamura, H. (2005). A multiagent decision support method for selecting way to disose

kitchen garbage, ISAHP 2005.

Heo. (2002) Methodology for prioritizing DfE Strategies based o LCA and AHP, Master Thesis,

Department of Environmental Engineering, Graduate School of Ajou University, Korea

Ni, J., Wei, H. y Liu, Y.(2002). Life cycle analysis of sanitary landfill and incineration of municipal

solid waste, Non Ferrous Society of China, 1003 - 6326 (2002) 03 - 0545 – 04

Pineda, R. y Culaba, A. (2007). Developing an Expert System for GP implementation, Asian

Productivity Organization, 2007.

Satty, T. (1994). Fundamentals of Decision Making and Priority Theory with the Analytic Hierarchy

Process, RWS.

Shoenoung, J. (2009). Green Electronics LCA, Symposium: The Greening of Electronics in a Global

Economy.

84


Shoou-Yuh, C. y Bindiganaville K. (2005). LCA and Multicriteria Evaluation of Solid Waste Recycling,

Environmental Informatics Archives, Volume 3 (2005), 118 – 129

Swarr, T., Hunkeler, D. y Margni, M. (2005). Moving from Life Cycle Analysis to LifeCycle Action,

2005.

Reisdorph, D. (2008). LCA in Business Decision Support Systems, Calculating Consequences Beyond

the Box. American Center for Life Cycle Assessment.

i

Life Cycle Assessment of disposable cups in Mexico.

Expanded polystyrene (EPS) and coated paper

September 2013

i

Elaborated by (practicioner) Center for Life Cycle Assessment and Sustainable Design (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de México Tel/Fax: +52 55 26 02 96 94 www.centroacv.mx Study concluded: December 2012 Report after critical review: June 2013 Authors: Juan Pablo Chargoy Amador Elisa García Fiol Amalia Sojo Benítez Nydia Suppen Reynaga Dissemination Private Keywords Disposable cups, EPS, coated paper, life cycle assessment (LCA) Requested by (commissioner) National Association of Chemical Industry (ANIQ) Ángel Urraza 505, Col. Del Valle, C.P. 03100, México, D.F. 52 30 51 00 http://www.aniq.org.mx/ CADIS Director and internal reviewer: Nydia Suppen Reynaga Critica review panel coordinator: Mike Levy Critical reviewers: Claudia Peña Luiz Kulay

http://www.centroacv.mx/

http://www.aniq.org.mx/

ii

LCA of disposable cups in Mexico. EPS and coated paper.

Content

Figure index iv

Table index v

Acronyms vi

1. Background and Introduction 1

1.1 Background 2

1.1.1 Description and current status of disposable cups market in Mexico 2

1.1.2 Laws and regulations – EPS packaging initiatives 4

1.2 The Life Cycle Assessment (LCA) methodology 4

1.3 LCA studies of disposable cups 6

1.4 Introduction to the LCA study of disposable cups in Mexico 9

2. Goal of the study 10

2.1 Goal of the LCA study 11

2.2 Intended application, audience and reasons for carrying out the study 11

3. Scope of the study 12

3.1 Session with ANIQ and stakeholders for the definition of the scope of the LCA study 13

3.2 Product system and system boundaries 15

3.3 Data and cut-off criteria 17

3.4 Functions, functional unit and reference flow 18

3.5 Life cycle impact assessment and types of impacts 19

3.6 Critical review considerations 19

4. Life Cycle Inventory Analysis (LCI) 21

4.1 Inventory analysis data collection 22

4.2 Qualitative and quantitative description of unit processes 23

4.2.1 EPS cups description 23

4.2.2 EPS cups LCI 27

iii

4.2.3 Coated paper cups description 30

4.2.4 Coated paper cups LCI 32

4.3 Sources of the data 34

4.4 Data calculation 35

4.4.1 Assumptions 35

4.4.2 Limitations 35

4.5 Validation of data 35

4.5.1 Data quality analysis 36

4.5.2 Treatment of missing data 39

4.6 Allocation 39

5. Life Cycle Impact Assesment (LCIA) 40

5.1 Impact assessmnet method 41

5.2 Impact categories analyzed 42

5.3 Discussion of Results 44

5.3.1 EPS cups LCIA 44

5.3.2 Coated paper cups LCIA 51

5.3.3 EPS cups and coated paper cups LCIA 57

6. Interpretation 59

6.1 Summary of results 60

6.2 Sensitivity analysis 60

6.3 Uncertainty analysis 69

6.4 Evaluation 72

7. Conclusions, limitations and recommendations 74

8. Critical review 77

9. Annexes 94

Annex A. Analytic Hierarchy Process 95

Bibliografía 97

iv


Figure index

Figure 1. Diagram of a product life cycle. ...................................................................................................... 5

Figure 2. Phases of a Life Cycle Assessment (IMNC, 2008). ............................................................................ 5

Figure 3. Selection of important considerations for study – results of AHP analysis...................................... 15

Figure 4. Product system: EPS cup............................................................................................................... 16

Figure 5. Product system: coated paper cup. ............................................................................................... 17

Figure 6. Life cycle stages of EPS cups. ........................................................................................................ 24

Figure 7. Flow diagram of the EPS beads production process....................................................................... 25

Figure 8. Process flow diagram of EPS production cups. .............................................................................. 26

Figure 9. Life cycle stages of coated paper cup. ........................................................................................... 30

Figure 10. Flow diagram of the production of coated paper cups. ............................................................... 31

Figure 11. EPS cups LCIA. ............................................................................................................................ 45

Figure 12. Evaluation of raw materials stage of EPS cup .............................................................................. 47

Figure 13. Evaluation of production stage of EPS cups. ................................................................................ 48

Figure 14. Evaluation of distribution stage of EPS cups. ............................................................................... 49

Figure 15. Evaluation of end of life stage of EPS cups .................................................................................. 50

Figure 16. Coated paper cups LCIA. ............................................................................................................. 51

Figure 17. Evaluation of the raw material stage of the coated paper cups................................................... 53

Figure 18. Evaluation of the production stage of the coated paper cups. ..................................................... 54

Figure 19. Evaluation of the distribution stage of the coated paper cups. .................................................... 55

Figure 20. Evaluation of the end of life stage of the coated paper cups. ...................................................... 56

Figure 21. EPS cups and coated paper cups LCIA. ........................................................................................ 57

Figure 22. Summary of LCIA results. ............................................................................................................ 60

Figure 23. Sensitivity analysis for EPS cup weight (1,600,000,000 pieces). ................................................... 63

Figure 24. Sensitivity analysis for natural gas consumption in EPS cups production (1,600,000,000 pieces). . 64

Figure 25. Sensitivity analysis for paper cup weight (1,600,000,000 pieces). ................................................ 65

Figure 26. Sensitivity analysis for electricity consumption in SBB coating (1,600,000,000 pieces). ................ 66

Figure 27. Sensitivity analysis for electricity consumption in coated paper cups production (1,600,000,000

pieces). .............................................................................................................................................. 67


.......................................................................................................................................................... 68

Figure 29. EPS cups uncertainty analysis. .................................................................................................... 69

Figure 30. Coated paper cups uncertainty analysis. ..................................................................................... 70

Figure 31. Uncertainty analysis of both EPS and coated paper cups. ............................................................ 72

v

Table index

Table 1. Variety of disposable cups in Mexico. .............................................................................................. 3

Table 2. LCA and LCI studies of disposable cups............................................................................................. 7

Table 3. Important considerations of data for the LCA study (decision model). ............................................ 14

Table 4. Average LCI for the production of EPS cups. ................................................................................... 28

Table 5. Average LCI for the distribution of EPS cups. .................................................................................. 29

Table 6. Average LCI for end of life stage of EPS cups. ................................................................................. 29

Table 7. Average LCI for transportation required for end of life stage of EPS cups........................................ 29

Table 8. LCI for the production of coated paper cups. ................................................................................. 32

Table 9. Average LCI for the distribution of coated paper cups. ................................................................... 33

Table 10. LCI for the end of life of coated paper cups. ................................................................................. 33

Table 11. LCI for end of life transportation of coated paper cups. ................................................................ 33

Table 12. Data quality analysis summary. .................................................................................................... 38

Table 13. Impact categories analyzed in the study (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). ................... 43

Table 14. EPS cups LCIA (1,600,000,000 pieces). .......................................................................................... 46

Table 15. Coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces). .......................................................................... 52

Table 16. EPS cups and coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces). ...................................................... 58

Table 17. Key findings of LCIA results. ......................................................................................................... 60

Table 18. Uncertainty analysis results of EPS cups (1,600,000,000 pieces). .................................................. 70

Table 19. Uncertainty analysis results of coated paper cups (1,600,000,000 pieces). ................................... 71

Table 20. Summary of limitations associated with interpretation. ............................................................... 76

vi


Acronyms

ACC - American Chemistry Council

ADP - Abiotic Depletion Potential

AP - Acidification Potential

LCA - Life Cycle Analysis

AHP - Analytic Hierarchy Process

ANIQ – Asociación Nacional de la Industria Química (National Association of the Chemical Industry)

CADIS – Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (Center for Life Cycle Assessment and Sustainable Design)

LCIA - Impact Assessment Life Cycle

EPS – Expanded Polystyrene

EuP - Eutrophication Potential

GPPS – General Purpouse Polystyrene

GWP - Global Warming Potentail

HIPS – High Impact Polystyrene

HTP - Human Toxicity Potential

LCI - Life Cycle Inventory

INEGI - Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (National Institute of Statistics, Geography and Informatics)

ODP - Ozone layer Destruction Potential

PC – Polycarbonate

PE – Polyethylene

LDPE - Low Density Polyethylene

PET - Poly(ethylene terephthalate)

PLA - Poly(lactic acid)

POCP - Photochemical Ozone Creation Potential

PP – Polypropylene

PS – Polystyrene

SAM – Sesión de Análisis Multicriterio (Multicriteria Analysis Session)

SEMARNAT - Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Secretariat of Environment and Natural Resources)

SSB - Solid Bleach Board

TEcP - Terrestrial Ecotoxicity Potential

WEcTP - Fresh Water Ecotoxicity Potential

ZMG – Zona Metropolitana de Guadalajara (Guadalajara Metropolitan Area)

ZMVM – Zona Metropolitana del Valle de México (Metropolitan Area of Mexico)

1

1. Background and Introduction

This chapter presents a general background of the plastics industry in the context of

disposables production, as well as the law initiatives related to these products. It also

presents an introduction to the LCA study and a summary of the most recent LCA studies

food containers, including disposable cups. An introduction to the LCA study of disposable

cups in Mexico is provided.

2


1.1 Background

In 2011, the plastic industry grew 6% in Mexico, with local consumption being of 5.3 million tons;

equivalent to 2% of global consumption. In México, the plastic industry aims to the development

of innovative products that offer advantages over traditional materials (Conde, 2012); in contrast,

plastics have been subject to different regulations that aim to the minimization of environmental

impacts, from conditions in their manufacturing to prohibition or substitution for biodegradable

alternatives. However, knowing the various environmental impacts over the life cycle of the

products and materials is important before implementing a regulation on the matter. Thus, the

National Association of Chemical Industry (ANIQ) commissioned an LCA study of disposable cups of

Expanded Polystyrene (EPS) and coated paper to Centre for Life Cycle Assessment and Sustainable

Design (CADIS). This section describes the current market and legislative conditions of disposable

cups in Mexico as important background to the LCA study.

1.1.1 Description and current status of disposable cups market in Mexico

During 2011, 9% of plastics consumed in Mexico were “single use products”, such as disposable

cups (Conde, 2012). These products are generally used only once for containing and transporting

beverages at public events or private gatherings. On the market there are a large number of cups,

they are categorized according to the material they are made from (Table 1).

3

Table 1. Variety of disposable cups in Mexico.

Picture Material Characteristics Beverage type

Polystyrene (PS) Tough, translucent or colored

Cold drinks (soda, juice, flavored water)

Polyethylene (PE)

Generally with color Cold drinks (soda, juice, flavored water)

Polypropylene (PP)

Lightweight, durable, white or colored

Primarily cold beverage (soda, juice, flavored water, alcohol)

Expanded polystyrene (EPS), also known as “unicel”

Thermal

Mainly hot beverage (atole, coffee), it is also used for cold drinks (soda, juice, flavored water)

Poly(ethylene terephthalate), (PET)

Transparent, has no odor, resistant.

Cold drinks (soda, juice, flavored water, alcohol), is offered as an alternative to glasses.

Coated paper Paper cups with an inner polyethylene film.

Hot drinks (coffee) and cold drinks (soda, juice)

Poly(lactic acid), PLA

Degrade in industrial compost.

Cold drinks (soda, juice, flavored water)

Prepared by CADIS.

4


For this LCA study, the commissioner requested to evaluate EPS and coated paper cups only. In

Mexico, the highest sales of disposable cups used for containing and transporting hot and cold

beverages are in street stalls, juice outlets, cafeterias and ice cream parlors. There were no official

statistics available for paper cups market, as for EPS cups the national sales from 2005 to 2010,

show an important decrease from 8,310,382 thousand pieces to almost half (INEGI, 2010).

1.1.2 Laws and regulations – EPS packaging initiatives

As mentioned above, various regulations have emerged around plastics, which aim to the

minimization of their environmental impact. This section will briefly describe the proposed laws or

amendments to existing laws, as well as areas of legal agreement regarding EPS products that

have been filed between 2009 and 2012 as researched by Muñoz (Muñoz, G. & Albarrán, F., 2012),

and are important reference to the LCA study.

Legislative Assembly of the Federal District

Amendments to the Commercial Establishments and Solid Waste Act of Federal District to prohibit

the use of products made with EPS for packaging and transportation of food. Initiative dismissed in

June 2010.

Congress Senate

Request to the Ministry of Environment and Natural Resources (SEMARNAT, Spanish acronym) to

prepare a report on the generation, use, processing, disposal and impact of EPS in Mexico, and

that the report will assess the relevance of the construction recycling plant. Area of agreement

approved in April 2012.

Congress. Chamber of Deputies

SEMARNAT is encouraged to develop programs to ensure the management and recycling. Area of

agreement approved in March 2011.

Initiatives in states of Mexico

In the state of Morelos, an initiative to prohibit the use of EPS items to all of the three levels of

government began but was dismissed in April 2011.

1.2 The Life Cycle Assessment (LCA) methodology

In Figure 1, the green area represents nature, and products are part of this system, are immersed

in it (“product” means any good or service). At each stage of the life cycle, matter and energy from

5

nature (represented by light-green arrows) are usually extracted, and emissions to nature are

generated (illustrated with dark-green arrows). At the end of its life, some the materials may re-

enter the production stage, when these are properly disposed and recycled.

Figure 1. Diagram of a product life cycle.

A Life Cycle Assessment (LCA) identifies and quantifies the materials and energy used and

emissions and wastes generated at each stage of the life cycle of a product. LCA quantifies

systemically potential environmental impacts, for example, global warming or acidification

(Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008).

According to the NMX-SAA-14040-IMNC-2008 (ISO 14040:2006), LCA has four phases (Figure 2):

goal and scope definition, inventory analysis, life cycle impact assessment and interpretation, and

it is an iterative process (IMNC, 2008).

Figure 2. Phases of a Life Cycle Assessment (IMNC, 2008).

6


The scope (including the system boundary and level of detail) of an LCA, depends on the topic to

be covered and the intended use of the study. The depth and the breadth of LCA can differ

considerably depending on the goal of a particular study. (IMNC, 2008).

The inventory analysis is the second phase of an LCA. It is an inventory of inputs and outputs with

regards to the product system being studied. It involves collection of the data necessary to meet

the goal and scope defined for the study. (IMNC, 2008) Subsequently, the impact assessment is

the third phase, and it is an assessment of the potential environmental impacts associated with

the inventory (IMNC, 2008). The fourth phase of an LCA is the interpretation, in which the results

of the inventory analysis and the impact assessment related to the goal and scope of the study,

are summarized and discussed as a basis for conclusions, recommendations and decision-making

(IMNC, 2008)

1.3 LCA studies of disposable cups

As an important reference to the present study, below is a synthesis of nine LCA studies of

disposable cups (Table 2). For each study a description is included with: authors, year of

publication, functional unit, system boundaries, the impact categories analyzed and the most

important results.

The LCA studies presented in Table 2 analyzed the potential environmental impacts of several

types of food containers made of different materials. Some of them focused on comparing

reusable and disposable containers; others analyzed products made of resins and compared them

with corresponding degradable alternatives. On the other hand, some studies focused on

analyzing specific situations as small events and large-scale business activities, or even on the

function to contain certain types of beverages, such as soda and beer. Regarding impact categories

analyzed, some studies only provided information of inventory data such as energy consumption

and waste generation, although the vast majority assessed Global Warming Potential, those that

included more impact categories used the CML method.

7

Table 2. LCA and LCI studies of disposable cups.

Title Author and year (reference)

Place Functional unit Impact categories analyzed Results

Reusable vs. disposable cups

(Institute for Life Cycle Energy Analysis (ILEA) and University of Victoria, 1994)

Canada A ceramic, plastic, glass, paper and EPS cup. It is not a functional unit is the unit of analysis.

Only evaluated energy consumed in the life cycle, no further impact categories.

Assuming that cups are used only once, EPS and paper cups consume less energy than the rest. As the amount of times that the cup is reused, reducing the amount of energy used in the ceramic, glass and plastic options.

Comparative LCA of 4 types of drinking cups used at events

(Flemish Institute for Technological Research (VITO), 2006)

Belgium

Cups required to serve 100 liters of beer or soft drinks in small-scale events (2.000 to 5.000 visitors) and large (> 30,000 visitors).

Fossil fuel consumption, mineral resources consumption, acidification / eutrophication, ecotoxicity, ozone layer destruction, climate change, and inorganic respiratory effects, and carcinogenesis.

Products analyzed: 1) reusable PC cup (20 to 45 uses) 2) single-use PP cup 3) one use cup of coated paper with PE 4) single use PLA cup For both types of events, neither system stands out in the impact categories considered in the study

Life Cycle Inventory of Polystyrene Foam, Bleached Paperboard, and Corrugated Paperboard Foodservice Products


USA

1) 10,000 cold drinks in 16-ounce HIPS, PET and PP cups 2) 10,000 16-ounce PLA and PET dishes 3) 1,000,000 square inches of GPPS and PLA film 4) 10,000 GPPS and PLA meat trays 5) 10,000 12 ounces PLA and PET water bottles.

Climate change

LCI of the products studied. Results of energy requirements, solid waste generation and emissions of greenhouse gases from the five systems.

Environmental evaluation of single-use and reusable cups

(Garrido & Alvarez del Castillo, 2007)

Barcelona, Spain To serve 1000 liters of beverages.

Fossil fuel consumption, abiotic Resources, acidification / eutrophication, ecotoxicity, ozone layer destruction, climate change, and Inorganic respiratory effects, and Carcinogenesis

The following were compared: 1) single use cups 2) reusable cups Both of PP, but with different physical characteristics, such as mass, shape and capacity. Cups should be reused at least 10 times to have a lower impact than single use cups.

Greenhouse Gas Assessment of Expanded Polystyrene Food Containers and Alternative products use in Los Angeles County (DRAFT)

(Horvath & Chester, 2009)

Los Ángeles, USA

Four types of food containers (dish, tray, bowl and cup) of EPS and three alternatives for each case (bagasse, corn starch, ceramics, paper, PP and PLA).

Climate change

They conclude the large role that the end of life has in the results. 1) If the container is to be recycled paper is preferred. 2) If it is going to landfill, EPS is the best option. 3) If it is going to compost, paper is the best option. In general, if the ceramic container is reused 68 times is the best option.

8


Title Author and year (reference)

Place Functional unit Impact categories analyzed Results

Single use cup or reusable(coffee) drinking systems: an environmental comparison

(Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), 2007)

Netherlands

Dispatch 1,000 units of hot drinks (tea / coffee / chocolate) from a vending machine in an office environment or industry.

Abiotic Resources, Climate Change, ozone layer destruction, human toxicity, ecotoxicity in Freshwater, Marine Ecotoxicity, terrestrial ecotoxicity, Photochemical ozone formation, eutrophication and acidification.

Disposable options are better than reusable. The best option is paper cups in the 10 categories evaluated. The greatest impact associated to reusable options is due to cleaning. The biggest impact associated to disposables is due to the raw material.

Environmental impacts of disposable cups with special focus on the effect of material choices and end of life

(Häkkinen & Vares, 2010)

Finland

10,000 cups that have the same capacity and functionality in terms of waterproof quality, stiffness and durability for a single use.

Climate change Results vary according to the end of life scenarios of the cups.

Life cycle assessment and eco-efficiency analysis of drinking cups used at public events

(Vercalsteren, Spirinckx, & Geerken, 2010)

Belgium Cups required to serve 100 liters of beer or soda in small and large events respectively.

Fossil fuel consumption, reduction of Mineral Resources, acidification / eutrophication, ecotoxicity, ozone layer destruction, climate change, and Inorganic respiratory effects, and Carcinogenesis

Four cup alternatives were studied (reusable PC, PP, PE and paper laminated with PLA) The study concludes that there is no system with total environmental advantages. In the eco-efficiency analysis, the polycarbonate reusable cup is significantly better than the other cup, in small events.

LCI of foam polystyrene, paper based and PLA foodservice products


Kansas, USA

10,000 dishes of 9 inches. 10,000 16 and 32 ounces cups for hot and cold drinks.

Climate change

The EPS plates and cups use much less energy and water when compared to their paper and PLA versions. Regarding emissions of greenhouse gases the result is not conclusive, because the paper degradation conditions are uncertain.

9

1.4 Introduction to the LCA study of disposable cups in Mexico

This study was conducted according to requirements and framework of the ISO life cycle

assessment standards, 14040 and 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 and NMX-SAA-14044-

IMNC-2008). The study began on June, 3rd 2011 and completion date was December, 12th 2012.

The primary intended use of the study is to provide ANIQ with more complete information about

the potential environmental impacts from the life cycle of disposable EPS and Coated Paper cups

production and use in Mexico and its comparison. The intended audience of the study is: ANIQ

associates, EPS disposable producers and consumers (including government). ANIQ intends to use

this study to support internal decision making and as a support to policy making regarding

disposables.

A secondary intended use is that ANIQ seeks to socialize the main results of the study for

consumers. The present report underwent critical review by an independent critical review panel

in accordance to ISO 14040 and ISO 14044.

10


2. Goal of the study

This chapter sets out the goal of the study, describes the intended application, the reasons for

carrying out the study; its target audience and establishes that the results will support

comparative assertions.

11

2.1 Goal of the LCA study

The goal of the study is to determine the potential environmental impacts in the

life cycle of EPS cups and coated paper cups.

The study will support comparative assertions of the two types of cups, and will be disclosed to

ANIQ stakeholders in Mexico (ANIQ associates and consumers).

2.2 Intended application, audience and reasons for carrying out the study

The primary intended use of the study results is to provide ANIQ with sound information on the

many relevant potential environmental impacts related to EPS and coated paper cups, according

to the Mexican market, consumer patterns and waste management systems. The results of the

different LCA studies of food containers and disposables around the world presented in section 1.3

(Table 3), vary according to the end of life scenarios and the use patterns analyzed; therefore it is

clear that an LCA for this type of products needs to be local, with specific considerations these

aspects.

In Mexico, EPS disposables have been subject to various regulations and initiatives that promote

its replacement, so it is important for ANIQ to have sound information of the life cycle of these

products and its potential environmental impacts in the Mexican context, in order to have a sound

scientific base to support their dialogue with different stakeholders, including government

representatives.

A secondary intended use is public release of the study to selected stakeholders by ANIQ. After

completion and reception of the present LCA study, ANIQ will develop a path for communication

and publication of the results of the study.

The intended audience of the study is ANIQ associates and consumers (including government).

ANIQ will use the results of the study aiming at:

Promote environmental solutions and innovations in the value chain of disposable cups

among its membership.

Promote a culture among consumers and stakeholders to minimize the environmental

impacts of disposables in Mexico by improving end of life management.

Dialogue and participate in the development of future regulations of disposables in the

country.

12


3. Scope of the study

This chapter describes the stages of the life cycle to be considered within the system boundaries

analyzed. It also explains the process undertaken to define important elements of the scope of the

study such as functional unit, system boundaries, potential impact categories to be assessed and

data requirements, among others. The study has been conducted according to the requirements

and framework of ISO 14040 and 14044 standards (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 and NMX-SAA-

14044-IMNC-2008).

13

3.1 Session with ANIQ and stakeholders for the definition of the scope of the LCA study

In order to have reached an agreement on the definition of the scope of the LCA study, a decision

making session was conducted in June 3, 2011. The session was attended by representatives from

industry and academic researchers with expertise in disposables and waste management. This

process, which is commonly undertaken by CADIS when performing an LCA study, ensures that the

important items to be considered in the study are clearly understood, such as the product system

to be studied, the functions of the product system, the functional unit and system boundary; and

also that are defined supported by the knowledge of the invited experts, whom also share

important information such as technical specifications, manufacturing processes, and

consumption market patterns, which allow to establish important data requirements and the

functional unit. The decision making process for the selection, for example of important data or

the main functions, is supported by the use of the analytical hierarchy process (AHP) for

multicriteria decision making.; since it is a multricriteria analysis based session it is called the SAM

for its acronym in Spanish.

The session also allows introducing the commissioner and different stakeholders to the LCA

methodology and set a common ground for the LCA study, therefore The SAM began with a brief

explanation to the participants on the LCA methodology and the presentation of some LCA studies

related to disposable products (described above in Table 2). Following there brainstorms and

expert opinion on:

4. Data considerations on market and geography, which allowed defining system boundaries

and important data requirements.

5. Identification of main functions of cups in order to establish the functional unit.

6. Identification of relevant environmental problems so as to identify the life cycle impact

assessment methodology.

As for the data considerations of geography and market, the expert group agreed that beverage

types and patterns of production and consumption were important aspects to consider in the

study (Table 3). Regarding beverage types, the expert group discussed the relevance of cold, hot

or both uses of the cups. The expert group was consulted about market, data availability and the

geographical area in Mexico to consider for the study. For the first one, the expert group discussed

to analyze three alternatives: wholesale, retail and special accounts. Considering data availability

and quality, the group suggested collecting data from year 2009 or year 2010. Finally, the group

14


discussed about three geographical alternatives: local (one city), national or based on sales

volume.

Table 3. Important considerations of data for the LCA study (decision model).

Items Alternatives

Beverage types

Cold

Hot

Hot and cold

Data and market

considerations

Type of market

Wholesale sector (supply center)

Retail (Selfservice, supermarket)

Special accounts (Cafeterias, mini super)

Time period 2009

2010

Geographical

representation

Local

National

Area based on sales volume

In order to assess the relevance of the above mentioned considerations, CADIS used the AHP

software -Expert Choice. The AHP is a multicriteria analysis method used for making complex

decisions; it measures the agreement between decision makers on a set of alternatives,

weighing them according to the criteria of each participant (expert judgment). The details of

this method are presented in Annex A. The software collects the opinions of experts thus with

the expert group the items of geography, market, time period and use of the cup were

decided (Figure 3).

15

Figure 3. Selection of important considerations for study – results of AHP analysis.

Since the results for geography were very similar, the expert group chose two areas in the country:

the Valley of Mexico and the State of Jalisco (for its importance in the market). As per the results

presented in Figure 3, it can be seen that the study would use data from year 2010, focus on the

wholesale market and consider the cups used to contain hot and cold beverages.

The expert group also discussed some other important characteristics of the cups to be analyzed in

the study such as printing and size. It was decided that unprinted cups and the 10 ounce

presentation (the best-selling size in Mexico) would be considered.

3.2 Product system and system boundaries

A product system is a "set of unit processes with elementary flows and product flows, performing

one or more defined functions and serves as a model for the product life cycle" (IMNC, 2008).

Figure 4 shows the product system for EPS cups considered for this study. The system boundary

includes the following:

Raw materials production: EPS beads and packing material (PE bags and corrugated

boxes) and transport to the cups production plant.

16


EPS cups production: Generation and consumption of electricity and natural gas,

emissions and waste of cups manufacturing.

Distribution: Transport of cups from the production plants to wholesale sites and to the

place where the consumer uses it (average).

Use: In the use stage the cups are used once, no input and outputs are considered in this

stage.

End of life: It is considered that the cups, after a single use, are taken to landfill or

recycling.

Figure 4. Product system: EPS cup.

Figure 5 shows the product system for coated paper cups considered for this study. The system

boundary includes the following:

Raw materials production: Coated cardboard and packaging (PE bags and corrugated

boxes) and transport to the production plant.

Coated paper cup production: Generation and electricity consumption, emissions and

waste of cups manufacturing.

Distribution: Transport of cups from the manufacturing plant to wholesale sites and to the

place where the consumer uses it (average).

Use: In the use stage the cups are used once, no inputs and outputs are considered in this

stage.

End of life: It is considered that all cups, after a single use, are taken to the landfill.

17

Figure 5. Product system: coated paper cup.

3.3 Data and cut-off criteria

According to ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008), data selected for an LCA may be collected

from the production sites associated with the unit processes within the system boundary, or they

may be obtained or calculated from other sources. As it was described before, together with the

commissioner and an expert group, important considerations related to data were taken during

the SAM, such as use data for year 2010 and the wholesale market for Mexico.

The ISO 14040, also states that cut-off criteria is the specification of the amount of material or

energy flow or the level of environmental significance associated with unit processes or product

system to be excluded from a study.

Most information was collected from Mexican sources, EPS cups primary data was obtained from

Mexican companies. The manufacturing process for paper coated cups was validated with

Mexican data and coated paper production primary data was adjusted to Mexican conditions,

although following the modeling of international processes, which are used in the country (this

discussion is added in section 4.1).

Secondary energy data was obtained from MEXICANIUH, the national life cycle inventory database

developed by CADIS; it contains datasets of electric energy generation, petrochemical substances,

building materials, solid waste treatment and other important key products and processes

representative of Mexico. As for main raw materials, inventory data was obtained directly from

the company suppliers, mainly from US and México.

In order to ensure that all relevant data needed to satisfy the goal and scope is available and

complete, no cut-off criteria was applied to the information obtained from companies. All flows

reported by companies were considered in the inventory. Companies reported data on

consumption and transportation of raw materials, consumption of electricity, fuel, and water,

water discharges, consumption of packaging for cups, as well as data related to distribution.

18


Regarding distribution and end of life stages, these were modeled with Mexican information in

both cases. Distances from cup plant production to wholesaler was calculated with companies

information, also averages distances from wholesaler to consumer, and from consumer to end of

life stage were calculated according to the Mexican situation. End of life of EPS and coated paper

cups was modeled with MEXICANIUH landfill datasets.

3.4 Functions, functional unit and reference flow

A fundamental concept in LCA is the functional unit. It serves as the basis for calculating the life

cycle inventories and environmental impacts, and allows the comparison of different systems with

the same function. ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008) states that the functional unit is the

"quantified performance of a system for use as a reference unit."

In order to define the functional unit, a brainstorm of the main functions of cups was done with

the expert group during the SAM, identifying the following:

To contain beverages

To maintain temperature

To pile up

To communicate

The expert group reached consensus that “to contain” beverages and “to maintain

temperature” are the main functions of disposable cups.

Once the above was discussed, the functional unit for the study was defined with the expert group

as:

“To contain and maintain the temperature of hot and cold beverages in

disposable cups of 10 oz in the Valley of Mexico and Jalisco in the year

2010”

ISO 14040 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008) states that reference flow is the measure of the outputs

from processes in a given product system required to fulfill the function expressed by the

functional unit. To obtain the reference flow that fulfill the functional unit mentioned above it is

necessary to know the amount of 10 oz. cups sold through wholesalers in the Metropolitan Area of

Mexico (ZMVM, spanish acronym) and in the Metropolitan Area of Guadalajara, Jalisco (ZMG,

19

spanish acronym) used for “containing all types of hot and cold beverages, and maintain

temperature”, thus not all types of materials used to manufacture disposable cups fulfill this

function.

The amount of cups was obtained using data from the National Institute of Statistics, Geography

and Informatics (INEGI, Spanish acronym), (INEGI, 2010) and further market information from cups

producers and distributors. The amount of EPS cups sold in 2010 through wholesalers in both

zones is approximately 1,600,000,000. This figure is used as a reference flow in order to compare

the potential environmental impact for using EPS cups or paper coated cups.

3.5 Life cycle impact assessment and types of impacts

During the SAM, a discussion was carried out with the expert group so as to identify the main

environmental problems as seen by different stakeholders of disposable cups in Mexico. Based on

the discussion and the impact categories considered in similar LCA studies, there was consensus to

select the CML midpoint impact assessment method.

3.6 Critical review considerations

Critical review is a process that aims to ensure consistency between an LCA and the principles and

requirements of the ISO 14040 (NMX-SAA-14040-INMC-2008). This study includes comparative

assertions, and follows the ISO 14040 requirements with regards to comparative assertions, as

such, it is mandatory to carry out a critical review, which was conducted by the following panel of

experts:

Mike Levy (Chair)

Director within the American Chemistry Council (ACC) Plastics Division for the Plastics Foodservice

Packaging Group (PFPG, representing producers and manufacturers of plastics foodservice

packaging), and Director, Life Cycle Issues for all plastics within the Plastics Division. Franklin

Associates’ Vice President (Research industry), manager of regulatory and legislative affairs for

ExxonMobil Chemical Company and responsible for the divisions of Mobil Chemical Company:

Petrochemical (PE, PS), plastic film (PE, bags, PS products for food stretch film), consumer

products and paints and coatings.

He specializes in LCA, has 13 years of experience in the development and application of this tool in

a wide range of companies and organizations.

20


Luiz Alexandre Kulay

PhD in Chemical Engineering from Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. He worked as

an engineer in the Environmental Control of Suzano de Papel e Celulose. His area of specialty for

almost two decades is in control and prevention of pollution, mainly in the field of LCA. Currently,

performs work in LCA database development for Brazil in petrochemicals, polymers and

biopolymers. He has had a major contribution in the fields of electricity, fertilizers and biofuels.

Claudia Peña

Co-chair of the Ibero-American Network of LCA. She was director of industrial sustainability in the

Chilean Research Center of Mining and Metallurgical for 11 years, where she developed projects of

LCA, Life Cycle Management, Environmental Product Declarations, Eco-efficiency and industrial

ecology. She was a researcher at the Department of Chemical Engineering at the University of

Leuven in Belgium for four years.

Critical review of the panel and the replica is found in Chapter 8.

21

4. Life Cycle Inventory

Analysis (LCI)

This chapter describes the collection process of inventory data and explains the production

processes of EPS and coated paper cups. Also, it describes the sources of information, the

calculation procedures and validation of data.

22


4.1 Inventory analysis data collection

A Life Cycle Inventory (LCI) quantifies all inputs and outputs of the product life cycle (IMNC, 2008).

The inventory analysis is an iterative process that consists in the definition of goal and scope,

preparation for data collection, data collection, data validation, relating data to unit process and

functional unit, data aggregation and refining system boundaries (IMNC, 2008).

The definition of the goal and scope of a study provides the initial plan for conducting the LCI.

Chapter 2 and Chapter 3 describe the goal and scope definition, respectively. The following were

the activities to prepare for data collection:

Desk based research of manufacturing processes and end of life scenarios, market data on

production and consumption in Mexico, and existing related LCA studies

Elaborate of unit processes flow diagrams

Identify material and energy inputs, and outputs for each unit process within the product

system boundaries

Design of life cycle inventory data collection formats based on the above

Data collection is the most time consuming step in LCI because it is important to find reliable

sources of information that are willing to provide data. Data collection consisted in:

Research and identification of EPS cups and paper coated cups producing companies in

Mexico

Invitation to participate of producing and supplier companies, as well as wholesalers.

Visits to companies to explain LCA methodology and goal and scope of the study

Agreements with companies on data use

Visits to production plants that agreed to provide data in order to collect information

Monitoring data collection through e-mail and telephone

Visit companies to review collected data

Meetings with companies in order to validate aggregated LCI information and confirm

confidentiality agreements were respected

Raw materials required producing the EPS beads and EPS cups were obtained from producers.

They also provided data about transportation of these materials from suppliers to the production

plant. Fuels and electricity consumption, as well as water discharges were reported by companies

too. Regarding coated paper cups data, representative Mexican and US companies provided

general data about the production process and some LCA data. Also, LCA studies conducted by

23

international coated paper cups producers where consulted to get information about energy

consumption.

In both cases, EPS and paper cups, secondary energy data was obtained from the MEXICANIUH life

cycle inventory database. Also, data of distribution and disposal was obtained from Mexican

sources for both types of cups. For packaging materials (PE bag and corrugated boxes) generic

international models were adjusted using MEXICANIUH electricity data set.

EPS beads used for cups production are imported from US, in order to adapt data obtained from

Mexican sources, CADIS was supported by US producers to validate the LCI model. Solid Bleach

Board (SBB) used in coated paper production is also imported from US, in this case and following

recommendation from US producers, an Ecoinvent was used. Further, the US electricity data set

was used to model the EPS bead and SBB production.

Data validation was conducted with mass and energy balances, anomalies where consulted with

the sources. Data validation is discussed in section 4.5.

Data was aggregated through mathematical relations that express average inputs and outputs

flows of each unit process according to our established functional unit. Refining the system

boundary was needed since information related to raw material packaging was not available.

4.2 Qualitative and quantitative description of unit processes

This section contains an overview of the stages of the life cycle of each product analyzed, the flow

diagram of the production processes for obtaining cups, and life cycle inventories collected.

4.2.1 EPS cups description

Figure 6 shows the scheme of the life cycle stages of EPS cups, which identifies the main inputs

and outputs.

24


Figure 6. Life cycle stages of EPS cups.

25

Production of EPS beads

This raw material is in the form of small spherical beads containing therein a blowing agent, which

allows its expansion during the process of transformation. Blowing agent is a hydrocarbon of low

boiling point. In the manufacture of EPS the family of chlorofluorocarbons or hydro fluorocarbons

is not used as blowing agents.

The manufacturing process is carried out by a chemical reaction of polymerization. This is a

chemical reaction obtaining macromolecules formed of long chains of one monomer, in this case

styrene. This is done by suspension of styrene in water reactors equipped with agitators; catalysts

are added to the suspension to initiate the reaction, additives for stabilizing the mixture and

regulating diameter of the bead are added too. The polymerization reaction is exothermic so the

reactor is equipped with a temperature regulation system. At the end of this stage an aqueous

mixture of EPS is obtained, which is sent to a homogenization tank. The blowing agent is

introduced with pressure to reactor. Finally, the drying step is performed by means of filtration,

centrifugation and screening. Figure 7 shows a general scheme of the production process of the

EPS beads.

Figure 7. Flow diagram of the EPS beads production process.

26


EPS cups production

EPS cups are made from the beads described above. It transformation is generally performed in

three stages (MIRKEM, 2009):

• Stage 1. Pre-expansion. The beads are heated with steam pre-expander machine at

temperatures between 80 and 100 °C. During the pre-expansion process small cells with

air inside are formed in the beads.

• Stage 2. Intermediate maturation and stabilization. Cooling pre-expanded material takes

place during the maturing process aerated intermediate silos. The beads are dried at the

same time, to gain a greater elasticity and to improve its capacity of expansion, which is

very important for further processing.

• Stage 3. Expansion and molding. During this stage, the pre-expanded and stabilized beads

are transported to molds where they are again subjected to steam for binding. By rapid

cooling the final density is obtained as well as the shape of the cups.

The EPS cups manufactured by companies participating in the study meet the requirements

established by the Food and Drug Administration (FDA) for this type of products. Figure 8 shows a

general scheme of the production process of EPS disposable cups.

Figure 8. Process flow diagram of EPS production cups.

27

4.2.2 EPS cups LCI

The inventory of the production of EPS bead was derived from data provided by companies in

Mexico producing the resin, which was adapted to the American process, as the beads that used in

the manufacture of cups in Mexico are imported mainly from the United States. For packaging

materials generic models were used for PE bag and corrugated boxes. Table 4 presents the

average LCI for EPS cups production. This Table includes raw materials and its transportation to

the cups production plant, electric energy, fuel and water consumption of the production of cups,

water emissions generated, and amount of waste generated and transport to recycling. It is

noteworthy that the model used for natural gas, takes into account its production and air

emissions generated by burning. Water emissions data was obtained from water discharge

analyses performed by EPS cups producers.

28


Table 4. Average LCI for the production of EPS cups.

Raw materials

Input Quantity Unit Dataset Database

EPS beads 4,277 ton Expandable polystyrene/ MX-US U CADIS

Carboard boxes 1,716 ton Corrugated board, recycling fiber, double wall, at plant/RER U Ecoinvent Adapted

PE bags 383 ton LDPE bags, at plant/ RER U Ecoinvent Adapted

Raw material transport

Input Quantity (ton) Distance (km) tkm Dataset Databse

Transport of EPS beads 4,277 2,674 11,433,383 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport of boxes 1,701 200 343,170 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport of PE bags 383 200 76,587 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

Production


Electric energy 5,783 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Natural gas 283 TJ Natural gas, burned in boiler modulating >100kW/RER U Ecoinvent

Water 65,931 ton Tap water, at user/RER U Ecoinvent

Emissions

Output Quantity Unit

Waste water 298 ton Waste wáter -

TSS 26 kg Total suspended solids -

BOD 41 kg BOD5, Biological Oxygen Demand -

N total 5.4 kg Nitrogen -

Oils 5.6 kg Oil and grease -

P 1.3 kg Phosphorus -

As 0.001 kg Arsenic -

Cd 0.001 kg Cadmium -

CN 0.01 kg Cyanide -

Cu 0.02 kg Copper -

Cr 0.01 kg Chromium -

Hg 0.0003 kg Mercury -

Ni 0.02 kg Nickel -

Pb 0.02 kg Lead -

Zn 0.05 kg Zinc -

Waste

Output Quantity Unit Dataset Database

EPS waste to recycling 125 ton Recycling mixed plastics/RER U Ecoinvent

Transport of waste


Transport of EPS waste to recycling 125 20 2,491 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

29

The inventory of the distribution stage was performed according to the product transport logistics

provided by the parties, to the supply centers of the ZMVM and ZMG, considering that 70% of the

reference flow goes to Valley Mexico and the rest to Guadalajara. The transport of the central

supply to the consumer was calculated according to average distances to the various

municipalities in metropolitan areas. Table 5 shows LCI for this stage of the cycle.

Table 5. Average LCI for the distribution of EPS cups.

Distribution


Transport from plant to wholesale 6,251 319 1,994,206

Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport from wholesale to user 6,251 21 133,294

Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

In the use stage there are not considered inputs and outputs of materials or energy, since the cups

are sold with a hot or cold drink, to complete its function, and then it is placed in a container for

transport to the landfill or recycling.

According to information validated by the companies participating in the study, 0.5% of the cups

are taken to a recycling plant, while 99.5% of the cups end up in the landfill. For this stage life cycle

inventories were made for plastic mix in landfills, according to data from the Federal District and

the characteristics of landfills in Mexico, where there is no incineration or landfill gas capture.

Table 6 shows the LCI corresponding to the end of life stage and Table 8 describes the

transportation required.

Table 6. Average LCI for end of life stage of EPS cups.

End of life


EPS cups to landfill 4,131 ton Disposal, plastics mixture, 32% water, to sanitary landfill/ MX U MEXICANIUH

EPS cups to recycling 21 ton Recycling mixed plastics/RER U Ecoinvent

PE bags to landfill 383 ton Disposal, plastics mixture, 32% water, to sanitary landfill/ MX U MEXICANIUH

Cardboard boxes to recycling 1,716 ton Recycling cardboard/RER U Ecoinvent

Table 7. Average LCI for transportation required for end of life stage of EPS cups.



Transport EPS cups to landfill 4,131 18 72,710 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport EPS cups to recycling 21 20 415 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport PE bags to landfill 383 18 6,740 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport Cardboard boxes to recycling 1,701 20 34,317 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

30


4.2.3 Coated paper cups description

Figure 9 shows a scheme of the stages of the life cycle of coated paper cups, which identifies the

main inputs and outputs.

Figure 9. Life cycle stages of coated paper cup.

31

Production process of coated paper cups

The main raw material of this cup is a type of paper called Solid Bleach Board (SSB) which is made

from virgin pulp chlorinated. This material is coated with a film of Low Density Polyethylene (LDPE)

in the inside of the roll, whose function is to prevent the absorption of fluids by paper and runoff,

as well as keeping drinks hot.

The coated SBB is placed on a platen that carries a rotary cutter, which cuts according to a preset

size and shape, while the other blade cuts the circular bases of the cups. These steps generate

paper waste that is taken to recycling. The pieces are initially moved on a conveyor belt to a

rotating device with mechanical clamps each winding cone-shaped piece, immediately hot air gun

seals sleeve. Then, to form cup the base are placed within the cones and are joined with heat and

pressure, this process is called knurling. Subsequently, an edge is added to the cup to prevent the

liquid from leaking, this is accomplished with a heated tool which rolls the edge of each, to what is

known as curling. Then the cups are transported to the packing area, where they are stacked and

inserted in plastic bags and cardboard boxes (Rajshree, 2011). Figure 10 outlines this process.

Figure 10. Flow diagram of the production of coated paper cups.

32


4.2.4 Coated paper cups LCI

The SBB for the manufacture of coated paper cups previously imported from the United States.

Table 8 shows the average LCI for paper coated cups production. This Table includes raw

materials, transportation required for them, energy consumption in cup production and packaging

and amount of waste and its transportation.

The production process of paper coated cups is automated and it requires electric energy to

operate. This process does not require any kind of fuel or water. Thus, direct air emissions and

water discharges are not generated during cups production. However, waste paper is produced in

cutting process which is sent to recycling.

Table 8. LCI for the production of coated paper cups.

Raw materials


SBB 15,230 ton Solid bleached board, SBB, at plant/RER U Ecoinvent Adapted

LDPE 802 ton Packaging film, LDPE, at plant/RER U Ecoinvent Adapted

Electric energy for coating 3,215 MWh Electricity, medium voltage, production USA, at grid/US U Ecoinvent

PE bags 202 ton Packaging film, LDPE, at plant/RER U Ecoinvent Adapted

Cardboard boxes 1,342 ton Packaging, corrugated board, mixed fibre, single wall, at plant/RER U Ecoinvent Adapted

Transport of raw materials


Transport of coated SBB 16,032 1,904 30,518,195 Transport, lorry >16t, fleet average/RER U Ecoinvent

Transport of PE bags 202 50 10,080 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Ecoinvent

Trasnport of cardboard boxes 1,342 50 67,120 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Ecoinvent

Production


Manufacturing electric energy 15,985 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Packaging electric energy 86 MWh Electricity, medium voltage, production MX, at grid/ MX U MEXICANIUH

Solid waste


SBB waste to recycling 1,248 ton Recycling paper/RER U Ecoinvent

Transport of solid waste


Transport of SBB to recycling 1,248 20 24,960 Transport, van <3.5t/RER U Ecoinvent

33

The inventory of the distribution stage takes into account the distance from the production plant

to the supply centers of the ZMVM and ZMG, considering that 70% of the reference flow is

directed to the Valley of Mexico and the rest to Guadalajara. The transport to the consumer was

calculated according to average distances to the various municipalities in metropolitan areas.

Table 9 shows the LCI of this life cycle stage.

Table 9. Average LCI for the distribution of coated paper cups.

Distribution

Input Quantity (ton) Distance (km) Tkm Dataset Databse

Transport from plant to wholesale 16,328 187 3,045,172 Transport, lorry 16-32t, EURO5/RER U Ecoinvent

Transport from wholesale to user 16,328 21 349,419 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

In the use stage inputs and outputs of energy are not considered, since the cup is sold with a hot

or cold drink, to terminate its function is placed in a container for transport to sanitary landfills.

For end of life stage life cycle inventories were made for paper in landfills, according to data from

the Federal District and the characteristics of landfills in Mexico, where there is no incineration or

landfill gas capture Tables 10 and 11 describe the LCI of this stage.

Table 10. LCI for the end of life of coated paper cups.

End of life


SBB from cups to landfill 13,982 ton Disposal, paper, 32% water, to sanitary landfill / MX U MEXICANIUH

LDPE from cups to landfill


PE bags to landfill


Cardboard boxes to recycling

1,342 ton Recycling paper/RER U Ecoinvent

Table 11. LCI for end of life transportation of coated paper cups.



Transport of SBB from cups to landfill 14,784 18


Transport of LDPE from cups to landfill 202 18


Transport of PE bags to landfill 1,342 20

26,848 Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U Ecoinvent

34


4.3 Sources of the data

The sources of information used in this study are described below:

EPS Cups

Raw material consumption, transportation of materials, electricity and fuel used in cups

production, water discharges generated in manufacture, distribution to wholesaler, and

percentage of recycled cups at end of life stage was obtained from the following primary sources:

companies producing EPS beads in Mexico and USA, EPS cups manufacturers, and distribution

centers. Ecoinvent US electricity dataset was used to model EPS and MEXICANIUH electricity

dataset was used as input in production inventory.

Data related to solid waste generated at the production stage was calculated by mass balance.

Average distance from wholesaler to consumer was calculated according the main selling sites in

the Valley of Mexico and Jalisco. Similar, average distance from consumer to landfill was

calculated according the distance from several municipalities in the corresponding area to the

main landfill in that place.

The dataset of plastics in landfill from MEXICANIUH was used to model the end of life stage. This

dataset includes disposal of plastics, land use, energy and fuel consumption, and emissions. CADIS

developed this dataset in collaboration with the Autonomous Metropolitan University, who

collected and characterized waste streams and generated the Mexican municipal solid waste data

from facilities without: biogas capture, incineration and leachate treatment (Espinoza, et al.,

2011).

Coated paper cups

Description of the production process of coated paper cups in the country was obtained from

companies in Mexico. Besides, international companies provided description of the manufacture

process too. The similarities of the processes are similar and do not present any significant

difference. Information provided was compared and validated with studies and international

databases. Solid Bleached Board (SBB) is the type of paper used as main raw material. This is

produced and coated with PE in U.S.A, thus American energy dataset was used to model SBB

production and coating. Once coated SBB reaches the production plant in Mexico, it enters into an

automated process that performs several steps to assemble cups. This process requires electric

energy solely, which was modeled with MEXICANIUH database. Distance from raw material

suppliers to cups manufacture was calculated according main paper cups producer location in

Mexico. Data related to solid waste generated in production stage was calculated by mass balance.

35

Average distance from wholesaler to consumer was calculated according the main selling sites in

Valley of Mexico and Jalisco. Similar, average distance from consumer to landfill was calculated

according the distance from several districts in the corresponding area to the main landfill in that

place. The MEXICANIUH dataset of paper in landfill was used to model end of life stage.

4.4 Data calculation

Calculation procedures include the validation of data collected, relating data to unit process and

relating data to the reference flow of the established functional unit. These procedures are

needed to generate the results of the inventory for each unit process and for the defined

functional unit of the product system that is to be modeled.

4.4.1 Assumptions

All the cups have a single use

The cardboard boxes are sent to recycling

No recycling of coated paper cup

4.4.2 Limitations

The target market for paper cups is not the same as the market cups of EPS, but for

purposes of this study the same conditions of sale and distribution were considered.

We calculated the sales estimates for the Valley of Mexico and Guadalajara by

approximate percentages, according to information provided by the manufacturers.

Model using data from paper cups production companies in the U.S. and Europe, adapted

to Mexican conditions in distribution, transportation and end of life.

The scope of the study only includes two types of materials (EPS, coated paper) and two

applications – hot and cold of disposable cups. Therefore the LCA study is specific for

these types of cups and does not cover all EPS or coated paper food packaging

applications, and not non-EPS or non-coated paper alternatives.

4.5 Validation of data

According to ISO 14044 (NMX-SAA-14044-2008), a check on data validity shall be conducted during

the process of data collection to confirm and provide evidence that the data quality requirements

for the intended application have been fulfilled.

Once data were received from production companies, we analyzed the data to identify any

anomalies and check the consistency of the input and output flows by mass and energy balances

36


and comparative analyses of release factors. In case of finding any discrepancy, balances results

were used to appropriate data equalization. Mass and energy provide a useful check on the

validity of a unit process description. Finally, the calculated data were presented to information

providers for validation.

Addressed data quality requirements are specified in the next section. These enable the goal and

scope of the LCA to be met.

4.5.1 Data quality analysis

Time related coverage

In the scope of the study it was established that the reference year would be 2010. For specific

processes data from 2010 are used, other data falls between the 2007 and 2010 period.

Geographical coverage

The study applies to Valley of Mexico and Guadalajara, Jalisco, which are the areas with the

highest sales volume in the country. Information of unit processes from US were either adjusted or

collected so as to be representative of this geographical coverage.

Technology coverage

Collected data applies to average technology situation in Mexico and US.

Precision

For most unit processes a weighted average was calculated. If data could be obtained from

literature, these were used as an extra check.

Completeness

All the relevant information and data needed for interpretation are available and complete.

Representativeness

Data reflects the overall situation of 10 oz paper cups in Mexico. Data collection considered

geographic situation and Mexican context along life cycle stages.

37

Consistency

The LCA methodology was applied consistently in all phases of the study.

Reproducibility

Some data in LCI are confidential; the results reported in the study could be partially reproduced.

Sources of the data

Depending on the type of process different data sources were used: data from a specific process,

average from a specific process, average from all suppliers, or previous LCA information.

Uncertainty

The main causes of uncertainty are the assumptions made. Uncertainty analysis was performed;

the coefficient of variation is less than 11% in all cases, indicating an appropriate model for both

types of cups.

Table 12 summarizes data quality analysis across the life stages of evaluated products.

38


Table 12. Data quality analysis summary.

Life Cycle Stage

Tim

e re

late

d c

ove

rag

e

Geo

gra

ph

ica

l co

vera

ge

Tech

no

log

y co

vera

ge

P

reci

sio

n

Co

mp

lete

nes

s

Rep

rese

nta

tive

nes

s

Co

nsi

sten

cy

Rep

rod

uci

bili

ty

Sou

rces

of

the

da

ta

Un

cert

ain

ty

Initial DQ 2005 – 2010

According place

Average Average

from data suppliers

All relevant

flows included

Overall Mexico

situation

Compliance with LCA standards

According to confidentiality

Companies and

Mexican data

Coefficient of variation less

than 11%

EPS CUPS DATA Raw material production

2010 USA Confidential

Raw material transportation

2010 Mexico

Production 2010 Mexico MEXICANIUH

datasets for

energy

Distribution to wholesalers

2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara

Transport to consumer

2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara


2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara

End of life 2005-

2009

Valley of

Mexico and

Guadalajara

MEXICANIUH

datasets

COATED PAPER CUPS DATA

Raw material production

2005 -

2010

USA Companies

and

previous

LCA

Raw material transportation

2010 Mexico

Production 2005 -

2010

Mexico MEXICANIUH

datasets for

energy

Companies

and

previous

LCA

Distribution to wholesalers

2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara

Transport to consumer

2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara


2010 Valley of

Mexico and

Guadalajara

End of life 2005-

2009

Valley of

Mexico and

Guadalajara

MEXICANIUH

datasets

39

4.5.2 Treatment of missing data

Anomalies in information generate data gaps, which were addressed calculating mass and energy

balances. Other gap in information was distances in distribution and end of life stages, in those

cases an average distance was calculated considering the wholesalers’ site and the main districts

in Valley of Mexico and Jalisco.

4.6 Allocation

The standards ISO 14040 and 14044 (NMX-SAA-14044 and 14044-IMNC-2008) state that allocation

is “partitioning the input or output flows of a process or a product system between the product

system under study and one or more other product systems”.

Based in the fact that most industrial processes have several outputs at their facilities, allocation

procedures must be explained. According to the standards allocation should be avoided wherever

possible, and physical allocation is preferable to other relations as economic value:

4. “Wherever possible, allocation should be avoided by dividing the unit process to be

allocated into two or more sub-processes and collecting the input and output data related

to these sub-processes, or expanding the product system to include the additional

functions related to the co-products…”

5. “Where allocation cannot be avoided, the inputs and outputs of the system should be

partitioned between its different products or functions in a way that reflects the

underlying physical relationships between them…”

6. “Where physical relationship alone cannot be established or used as the basis for

allocation, the inputs should be allocated between the products and functions in a way

that reflects other relationships between them. For example, input and output data might

be allocated between co-products in proportion to the economic value of the products...”

Moreover, the facilities considered in the study, manufacture mainly cups of different sizes, but of

the same material. Therefore, the mass (and raw materials) used for every cup was directly

proportional to the product, and physical allocation was possible. So, following the standards,

mass allocation was chosen. The data provided correspond to total productions, so mass

allocations were made considering the average weight of the cups.

40


5. Life Cycle Impact

Assesment (LCIA)

This chapter presents the results of the life cycle impact assessment.

41

5.1 Impact assessmnet method

According to ISO 14040 and 14044 (NMX-SAA-14040-IMNC-2008 and NMX-SAA-14044-IMNC-

2008), Classification and Characterization are mandatory elements of any LCIA, with specific

considerations for an LCIA intended to be used in comparative assertions intended to be disclosed

to the public:

An LCIA that is intended to be used in comparative assertions to be disclosed to the public

shall employ a sufficiently comprehensive set of category indicators. The comparison shall

be conducted category indicator by category indicator.

An LCIA shall not provide the sole basis of comparative assertion intended to be disclosed

to the public of overall environmental superiority or equivalence, as additional

information will be necessary to overcome some of the inherent limitations in the LCIA.

Value-choices, exclusion of spatial and temporal, threshold and dose-response

information, relative approach, and the variation in precision among impact categories

are examples of such limitations. LCIA results do not predict impacts on category

endpoints, exceeding thresholds, safety margins or risks.

Category indicators intended to be used in comparative assertions intended to be

disclosed to the public shall, as a minimum, be

scientifically and technically valid, i.e. using a distinct identifiable environmental

mechanism and/or reproducible empirical observation, and

environmentally relevant, i.e. have sufficiently clear links to the category

endpoint(s) including, but not limited to, spatial and temporal characteristics.

Category indicators intended to be used in comparative assertions intended to be

disclosed to the public should be internationally accepted.

Weighting, shall not be used in LCA studies intended to be used in comparative

assertions intended to be disclosed to the public.

Considering all the above, the method chosen was CML midpoint: it accomplishes the mandatory

elements of classification and characterization, it doesn’t take into account weighting or other

value choices and the results can be analyzed by each category indicator. CML and the categories

that uses are international accepted, and the methods used are scientific and technically valid. The

ideal method would be one that reflects the local environmental situation, but since there are not

42


yet recognized and scientifically sound LCI methods for the region, it was used the best

methodology available (CML).

All calculations were performed using the SimaPro 7.2 software. SimaPro performs the calculation

of the potential environmental impacts aligned to the ISO 14040 and 14044 requirements. First,

classification is performed. For example, an SO2 emission is classified in the acidification impact

category. The next step is characterization; this involves the conversion of LCI results to common

units and the aggregation of the converted results within the same impact category. This

conversion uses characterization factors included in SimaPro 7.2. The outcome of the calculation is

a numerical indicator result.

5.2 Impact categories analyzed

The impact categories and the factors used are the ones within SimaPro, Table 13 provides the

impact categories analyzed, as well as the reference substance for each potential environmental

impact category.

43

Table 13. Impact categories analyzed in the study (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). Impact category Reference

substance

Description

Abiotic Depletion

Potential (ADP)

Sb eq This impact category is concerned with protection of human welfare, human health and ecosystem health. This impact

category indictor is related to extraction of minerals and fossil fuels due to inputs in the system. The Abiotic Depletion Factor

(ADF) is determined for each extraction of minerals and fossil fuels (kg antimony equivalents/kg extraction) based on

concentration reserves and rate of accumulation. The geographic scope of this indicator is a global scale.

Acidification

Potential (AP)

SO2 eq Acidifying substances cause a wide range of impacts on soil, groundwater, surface water, organisms, ecosystems and materials

(buildings). Acidification Potentials (AP) for emissions to air is calculated with the adapted RAINS 10 model, describing the fate

and deposition of acidifying substances. AP is expressed as kg SO2 equivalents/ kg emission. The time span is eternity and the

geographical scale varies between local scale and continental scale. Characterization factors including fate were used when

available. When not available, the factors excluding fate were used (In the CML baseline version only factors including fate

were used). The method was extended for Nitric Acid, soil, water and air; Sulphuric acid, water; Sulphur trioxide, air; Hydrogen

chloride, water, soil; Hydrogen fluoride, water, soil; Phosphoric acid, water, soil; Hydrogen sulfide, soil, all not including fate.

Nitric oxide, air (is nitrogen monoxide) was added including fate.

Eutrophication

Potential (EuP)

-PO4 eq Eutrophication (also known as nutrification) includes all impacts due to excessive levels of macronutrients in the environment

caused by emissions of nutrients to air, water and soil. Nutrification potential (NP) is based on the stoichiometric procedure of

Heijungs, and expressed as kg PO4 equivalents/ kg emission. Fate and exposure is not included, time span is eternity, and the

geographical scale varies between local and continental scale.

Global Warming

Potential (GWP)

CO2 eq Climate change can result in adverse effects upon ecosystem health, human health and material welfare. Climate change is

related to emissions of greenhouse gases to air. The characterization model as developed by the Intergovernmental Panel on

Climate Change (IPCC) is selected for development of characterization factors. Factors are expressed as Global Warming

Potential for time horizon 100 years (GWP100), in kg carbon dioxide/kg emission. The geographic scope of this indicator is

global scale. Some characterization factors were added from the IPCC 2001 GWP 100a method.

Ozone layer

Destruction

Potential (ODP)

CFC-11 eq Because of stratospheric ozone depletion, a larger fraction of UV-B radiation reaches the earth surface. This can have harmful

effects upon human health, animal health, terrestrial and aquatic ecosystems, biochemical cycles and on materials. This

category is output-related and at global scale. The characterization model is developed by the World Meteorological

Organization (WMO) and defines ozone depletion potential of different gasses (kg CFC-11 equivalent/ kg emission). The

geographic scope of this indicator is a global scale. The time span is infinity.

Human Toxicity

Potential (HTP)

1,4-DB eq This category concerns effects of toxic substances on the human environment. Health risks of exposure in the working

environment are not included. Characterization factors, Human Toxicity Potentials (HTP), are calculated with USES-LCA,

describing fate, exposure and effects of toxic substances for an infinite time horizon. For each toxic substance HTP’s are

expressed as 1,4-dichlorobenzene equivalents/ kg emission. The geographic scope of this indicator determines on the fate of a

substance and can vary between local and global scale.

Fresh Water

Ecotoxicity

Potential (WEcP)

1,4-DB eq This category indicator refers to the impact on fresh water ecosystems, as a result of emissions of toxic substances to air, water

and soil. Eco-toxicity Potential (FAETP) is calculated with USES-LCA, describing fate, exposure and effects of toxic substances.

The time horizon is infinite characterization factors are expressed as 1,4-dichlorobenzene equivalents/kg emission. The

indicator applies at global/continental/ regional and local scale.

Terrestrial

Ecotoxicity

Potential (TEcP)

1,4-DB eq This category refers to impacts of toxic substances on terrestrial ecosystems (see description fresh water toxicity).

Photochemical

Ozone Creation

Potential (POCP)

C2H4 eq Photo-oxidant formation is the formation of reactive substances (mainly ozone) which are injurious to human health and

ecosystems and which also may damage crops. This problem is also indicated with “summer smog”. Winter smog is outside the

scope of this category. Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) for emission of substances to air is calculated with the

UNECE Trajectory model (including fate), and expressed in kg ethylene equivalents/kg emission. The time span is 5 days and

the geographical scale varies between local and continental scale.

44


5.3 Discussion of Results

The outcome of an LCI is the starting point for life cycle impact assessment. The LCI results are

assigned to the selected impact categories (classification) in order to calculate a category indicator

(characterization). The next section presents the results of LCIA.

The comparisons of the LCI results of EPS cups and coated paper cups are quantified by the same

functional unit.

5.3.1 EPS cups LCIA

Figure 11 shows the LCIA of EPS cups. It is observed that the raw materials stage contributes the

most to Abiotic Depletion Potential (ADP), Acidification Potential (AP), Eutrophication Potential

(EuP), Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP), Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP), and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP). The potential impact of the six categories

mentioned is due to the process to obtain styrene required to produce the EPS bead. While the

combustion of natural gas in the production stage of the cup causes the greatest impact in the

categories of Global Warming Potential (GWP) and Human Toxicity Potential (HTP). Most of the

Ozone layer Destruction Potential (ODP) is generated during extraction and transportation of

natural gas used in production. The stages of distribution and end of life are contributing less to

the potential impact, which is due to transport from the production plants to wholesalers and

transport packaging material to its end of life.

45

ADP Abiotic Depletion Potential GWP Global Warming Potential WEcP Fresh Water Ecotoxicity Potential

AP Acidification Potential ODP Ozone layer Destruction Potential TEcP Terrestrial Ecotoxicity Potential

EuP Eutrophication Potential HTP Human Toxicity Potential POCP Photochemical Ozone Creation Potential

Figure 11. EPS cups LCIA.

46


Table 14 shows the percentage contributions of each life cycle stage to each potential impact

category.

Table 14. EPS cups LCIA (1,600,000,000 pieces).

Potencial impact Raw material Production Distribution End of life Total

ADP (kg Sb eq)

213,632 199,489 2,792 325 416,238

51.3% 47.9% 0.7% 0.1% 100%

AP (kg SO2 eq)

59,374 58,823 1,162 186 119,546

49.7% 49.2% 1.0% 0.2% 100%

EuP (kg PO4 eq)

6,269 2,275 207 38 8,789

71.3% 25.9% 2.4% 0.4% 100%

GWP (kg CO2 eq)

18,300,984 22,715,103 391,820 46,127 41,454,033

44.1% 54.8% 0.9% 0.1% 100%

ODP (kg CFC-11 eq)

0.5240 2.7145 0.0617 0.0069 3.3071

15.8% 82.1% 1.9% 0.2% 100%

HTP (kg 1,4, DB eq)

2,662,648 3,011,620 71,328 7,676 5,753,272

46.3% 52.3% 1.2% 0.1% 100%

WEcP (kg 1,4, DB eq)

672,072 89,190 15,812 1,420 778,493

86.3% 11.5% 2.0% 0.2% 100%

TEcP (kg 1,4, DB eq)

17,352 8,407 835 80 26,675

65.0% 31.5% 3.1% 0.3% 100%

POCP (kg C2H4 eq)

3,648 3,157 48 7 6,861

53.2% 46.0% 0.7% 0.1% 100%

47

Figure 12 shows raw materials stage evaluation. It is appreciated that the production of EPS beads

contributes the most to potential impact in seven of the nine categories analyzed. The major

contribution to Abiotic Depletion Potential (ADP), Acidification Potential (AP), Eutrophication

Potential (EuP), Global Warming Potential (GWP), Human Toxicity Potential (HTP), and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) is due to emissions and waste generated in the

production of styrene, which is the main raw material for the manufacture of the beads. While the

greatest impact to Ozone layer Destruction Potential (ODP) and Terrestrial Ecotoxicity Potential

(TEcP) is caused by oil extraction for fuels required in packaging material transportation.

Furthermore, it is observed that the transport of the EPS bead generates the least potential impact

of the stage of raw material in all categories analyzed.




Figure 12. Evaluation of raw materials stage of EPS cup

48


Figure 13 shows production stage evaluation. It is appreciated that the use of natural gas

generates the greatest impact in seven of the nine categories analyzed. The major contribution to

Abiotic Depletion Potential (ADP) is caused by gas extraction. The greatest impact to

Eutrophication Potential (PEu), Global Warming Potential (GWP) and Human Toxicity Potential

(HTP) is generated by burning fuel during cup production, which also contributes to Photochemical

Ozone Creation Potential (POCP). Moreover, the extraction and transport of natural gas contribute

the most to Ozone layer Destruction Potential (ODP). Regarding Fresh Water Ecotoxicity Potential

(WEcP) and Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP) the waste generated during gas production

causes the greatest impact. While the largest contribution to Acidification Potential (AP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) is due to the generation of electrical energy

mainly. In Figure 13, “other”, includes solid waste and water emissions generated during cup

production. These outputs and the water consumption cause the least impact on the production

stage for categories analyzed.




Figure 13. Evaluation of production stage of EPS cups.

49

Figure 14 shows distribution stage evaluation. It shows that transportation to wholesalers

generates the greatest potential impact on all categories analyzed. Abiotic Depletion Potential

(ADP) and Ozone layer Destruction Potential (ODP) are mainly due to the oil extraction for fuel.

Acidification Potential (AP), Eutrophication Potential (PEu), Global Warming Potential (GWP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) are caused by the fuel burning during vehicle

operation. Human Toxicity Potential (HTP), Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP), and

Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP) are due to the manufacturing of the vehicles used in the

distribution.




Figure 14. Evaluation of distribution stage of EPS cups.

50


Figure 15 shows end of life stage evaluation. It is observed that the transport of packaging

materials to end of life (bag to landfill and box to recycling) generates the most impact in six of the

nine categories analyzed. The major contribution to Abiotic Depletion Potential (ADP) and Ozone

layer Destruction Potential (ODP) is due to oil extraction for fuel required. The biggest impact to

Global Warming Potential (GWP) is due to fuel burning during vehicle operation. The biggest

impact to Human Toxicity Potential (HTP), Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP), and

Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP) is caused by the emissions generated in the production of

fuel. While the major contribution to Acidification Potential (AP), Eutrophication Potential (PEu)

and Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) is due to the operation of machinery for cup

disposal in landfill.




Figure 15. Evaluation of end of life stage of EPS cups

51

5.3.2 Coated paper cups LCIA

Figure 16 shows coated paper cups LCIA. It shows that raw materials stage contributes the most in

all categories analyzed, due to coated SBB production. The production and distribution stages

contribute the less to coated paper cups potential impact. The potential impact of manufacturing

stage is due to power consumption, whereas distribution stage impact corresponds to cups

transport from the manufacturing plant to wholesalers. It is appreciated that the end stage of life

has a significant contribution in the categories of Global Warming Potential (GWP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP).




Figure 16. Coated paper cups LCIA.

52


In Table 15 the percentage contribution is shown.

Table 15. Coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces).

Potencial impact Raw material Production Distribution End of life Total

ADP (kg Sb eq)

277,479 16,726 4,188 297 298,689

92.9% 5.6% 1.4% 0.1% 100%

AP (kg SO2 eq)

179,974 25,552 2,040 335 207,901

86.6% 12.3% 1.0% 0.2% 100%

EuP (kg PO4 eq)

34,030 378 388 211 35,007

97.2% 1.1% 1.1% 0.6% 100%

GWP (kg CO2 eq)

58,906,533 1,582,748 585,930 34,734,688 95,809,900

61.5% 1.7% 0.6% 36.3% 100%

ODP (kg CFC-11 eq)

2.5521 0.1625 0.0927 0.0052 2.8126

90.7% 5.8% 3.3% 0.2% 100%

HTP (kg 1,4, DB eq)

11,150,779 153,226 107,127 13,536 11,424,669

97.6% 1.3% 0.9% 0.1% 100%

WEcP (kg 1,4, DB eq)

2,438,439 8,143 23,595 617 2,470,795

98.7% 0.3% 1.0% 0.0% 100%

TEcP (kg 1,4, DB eq)

176,213 712 1,247 29 178,201

98.9% 0.4% 0.7% 0.0% 100%

POCP (kg C2H4 eq)

8,791 1,042 80 8,259 18,172

48.4% 5.7% 0.4% 45.5% 100%

53

Figure 17 shows raw material stage evaluation. It shows that coated SBB generates the greatest

potential impact on all categories analyzed. The largest contribution to t Abiotic Depletion

Potential (ADP) is due to fuel extraction for coated SBB. The biggest impact to Acidification

Potential (AP), Eutrophication Potential (PEu), Human Toxicity Potential (HTP) and Fresh Water

Ecotoxicity Potential (WEcP) is caused by air emissions, water discharges and pulp production for

SBB manufacturing. The largest contribution to Global Warming Potential (GWP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) is due to air emissions and electricity

consumption for SBB production. The biggest impact to Ozone layer Destruction Potential (ODP)

corresponds to oil extraction for fuels required in the manufacture of paper. As for Terrestrial

Ecotoxicity Potential (TEcP), the biggest impact comes from the solid waste generated in SBB

production. It is observed that SBB transport ranks second in terms of contribution to the potential

impact, followed by the manufacturing of packaging material, and finally, the transport of the

latter represents the least impact on raw material stage in all categories analyzed.




Figure 17. Evaluation of the raw material stage of the coated paper cups.

54


Figure 18 shows the production stage evaluation. It is appreciated that the generation and

consumption of electricity for cups manufacture causes the largest potential impact in all

categories analyzed. The largest contribution to Abiotic Depletion Potential (ADP) and Human

Toxicity Potential (HTP) is due to oil extraction for fuel needed to generate electricity. The biggest

impact to Acidification Potential (AP), Eutrophication Potential (PEu), Global Warming Potential

(GWP), Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP), Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP), and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) is due to coal and natural gas burning for

electricity generation. Ozone layer Destruction Potential (ODP) is due to natural gas transport to

power generation sites. It is also observed that the energy for packaging and transport of waste

represents the lowest impact of the production stage in all categories analyzed.




Figure 18. Evaluation of the production stage of the coated paper cups.

55

Figure 19 shows distribution stage evaluation. It shows that transportation to wholesalers

generates the greatest potential impact on all categories analyzed. Abiotic Depletion Potential

(ADP) and Ozone layer Destruction Potential (ODP) are mainly due to the oil extraction for fuel.

Acidification Potential (AP), Eutrophication Potential (PEu), Global Warming Potential (GWP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) are caused by fuel burning during vehicle

operation. Human Toxicity Potential (HTP), Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP), and

Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEcP) are due to the manufacturing of the vehicles used in the

distribution.




Figure 19. Evaluation of the distribution stage of the coated paper cups.

56


Figure 20 shows end of life stage evaluation. It shows that SBB from cups in landfill generates the

greatest potential impact on six of the nine categories analyzed. The greatest impact to Abiotic

Depletion Potential (ADP) and Ozone layer Destruction Potential (ODP) are due to fuel extraction

required in the operation of the landfill. The largest contribution to Acidification Potential (AP) is

caused by fuel burning to operate machinery at the landfill. The greatest impact of Eutrophication

Potential (PEu), Global Warming Potential (GWP), Human Toxicity Potential (HTH) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) are generated by cups emissions in the landfill.

While major contribution to Fresh Water Ecotoxicity Potential (WEcP) and Terrestrial Ecotoxicity

Potential (TEcP) are due to cups transport disposal site. It is also noted that cups’ PE film end of

life, packaging materials and their transport generate the least impact of this stage in all categories

analyzed.




Figure 20. Evaluation of the end of life stage of the coated paper cups.

57

5.3.3 EPS cups and coated paper cups LCIA

Figure 21 presents LCIA of the cups analyzed in the study. It is observed that coated paper cups

have greater potential impact on seven of the nine categories analyzed, which is generated by the

manufacture of coated SBB. EPS cups generate greater impact to Abiotic Depletion Potential

(ADP), caused by obtaining styrene to produce EPS beads and Ozone layer Destruction Potential

(ODP) due to the extraction and transportation of natural gas used in cups manufacture.




Figure 21. EPS cups and coated paper cups LCIA.

58


Table 16. EPS cups and coated paper cups LCIA (1,600,000,000 pieces).

Potencial impact EPS cups Coated paper cups

ADP (kg Sb eq) 416,238 298,689

AP (kg SO2 eq) 119,546 207,901

EuP (kg PO4 eq) 8,789 35,007

GWP (kg CO2 eq) 41,454,033 95,809,900

ODP (kg CFC-11 eq) 3.3071 2.8126

HTP (kg 1,4, DB eq) 5,753,272 11,424,669

WEcP (kg 1,4, DB eq) 778,493 2,470,795

TEcP(kg 1,4, DB eq) 26,675 178,201

POCP (kg C2H4 eq) 6,861 18,172

59

6. Interpretation

This chapter discusses the results of the LCIA, to reach understandable and complete analyses

consistent with the goal and scope of the study. It shows the sensitivity analysis for different

weights of the cup, natural gas and electricity consumption, as well as the percentage of cups

taken to landfill. Finally, it presents the results of the uncertainty analysis.

60


6.1 Summary of results

Figure 22 shows the main results of LCIA. It is observed that coated paper cups have greater

potential impact in seven of nine categories analyzed.




Figure 22. Summary of LCIA results.

Table 17 presents a summary of main LCIA findings of both types of cups.

Table 17. Key findings of LCIA results.

Life cycle stage EPS cups key findings Coated paper cups key findings

Raw materials Stage that generates greater potential environmental impacts mainly due to the styrene production process.

Stage that generates greater potential impact, due to production process of SBB.

Production Use of natural gas causes the greatest potential impacts.

Use of electricity causes the greatest potential impacts.

Distribution Transport from production plants to wholesalers generates the greatest impact of the distribution stage, which is due to fossil fuels required.

Transport from production plants to wholesalers generates the greatest impact of the distribution stage, which is due to fossil fuels required.

End of life Stage that generates less potential impact.

SBB in landfills has significant contributions in Global Warming Potential (GWP) and Photochemical Ozone Creation Potential (POCP).

6.2 Sensitivity analysis

The sensitivity analysis is important to the interpretation of results, because it allows seeing the

way that results may vary or change due to some variables of the study.

Potencial impact EPS cups Coated paper cups

ADP (kg Sb eq) 416,238 298,689

AP (kg SO2 eq) 119,546 207,901

EuP (kg PO4 eq) 8,789 35,007

GWP (kg CO2 eq) 41,454,033 95,809,900

ODP (kg CFC-11 eq) 3.3071 2.8126

HTP (kg 1,4, DB eq) 5,753,272 11,424,669

WEcP (kg 1,4, DB eq) 778,493 2,470,795

TEcP(kg 1,4, DB eq) 26,675 178,201

POCP (kg C2H4 eq) 6,861 18,172

61

The LCIA results show that EPS bead production and natural gas consumption are the aspects that

contribute most to potential impact of EPS cups, in terms of coated paper cups LCIA shows that

coated SBB production, electricity consumption and disposal of paper in landfill are the issues with

greater impact. According to that, it was performed a sensitivity analysis for weight of both types

of cups, consumption of gas and electricity, as well as the number of cups that are carried to the

landfill.

Figure 23 shows sensitivity analysis varying EPS cups weight (between 2.0 and 3.2 g), the dotted

line indicates the mean value considered in the study (2.6 g) and the orange line shows the paper

cup impact without variation (9.2 g). The limits of the range were selected according to EPS cups

(10 oz.) weight variation in Mexican market. It is noted that in case cup weighs less than 2.0 g

Abiotic Depletion Potential (ADP) would be lower than paper cups, regarding Ozone layer

Destruction Potential (ODP) is noted that if EPS cup weighs less than 2.2, then impact is smaller

than the other cups. For other impact categories, EPS cups potential impact remains below paper

cup impact along parameter variation.

Figure 24 shows sensitivity analysis varying natural gas consumption in EPS cups production

(between 0.09 and 0.36 MJ/cup), the dotted line indicates the average value considered in the

study (0.18 MJ/cup) and the orange line shows coated paper cups impact without variation, as a

reference. The limits of the range were selected according to variation of natural gas consumption

reported in other sources. It is appreciated that if EPS cup production consumes less than 0.09

MJ/cup Abiotic Depletion Potential (ADP) would be lower than paper cups, regarding Ozone layer

Destruction Potential (ODP) shows that if EPS cups production consumes less than 0.13 MJ/cup

the impact is less than that of other cups. For other impact categories, EPS cups potential impact

remains below paper cups impact along parameter variation.

Figure 25 shows sensitivity analysis varying paper cup weight (between 8.6 and 9.8 g), the dotted

line indicates the average value considered in the study (9.2 g) and the blue line shows EPS cups

impact without variation in the weight (2.6 g). The limits of the range were selected according to

coated paper cups (10 oz.) weight variation in Mexican market. It is appreciated that in all the

categories, coated paper cups potential impact remains above EPS cups impact along parameter

variation.

Figure 26 shows sensitivity analysis of electrical energy consumption for SBB coating (between 1.0

and 4.0 Wh /cup), the dotted line indicates the mean value considered in the study (2.0 Wh /cup)

and the blue line shows EPS cups impact without variation. The limits of the range were selected in

62


order to verify effect in results reducing 50% or increasing 100% electric consumption. It is

appreciated that in all the categories, paper cups potential impact remains above EPS cups impact

along parameter variation.

Figure 27 shows sensitivity analysis varying electric consumption in coated paper cups production

(between 5.0 and 20.0 Wh/cup), the dotted line indicates the average value considered in the

study (10.0 Wh/cups) and the blue line shows the impact of EPS cups without variation, as a

reference. The limits of the range were selected in order to verify effect in results reducing 50% or

increasing 100% electric consumption. It is appreciated that if paper cup production consumes

more than 16.25 Wh/cup Abiotic Depletion Potential (ADP) would be greater than EPS cups,

regarding Ozone layer Destruction Potential (ODP) shows that if paper cup production consumes

over 12.5 Wh/cup the impact is greater than that of other cups. For other impact categories,

coated paper cups potential impact remains above EPS cups impact along parameter variation.

Figure 28 shows sensitivity analysis varying percentage of cups carried to landfill and considering

that the amount not disposed at this site was sent to recycling. In the study was considered that

99.5% of EPS cups are carried to landfill, whereas in the case of paper cups 100% are disposed

there. It is observed that in all the categories, coated paper cups potential impact remains above

EPS cups impact along parameter variation, but there is a substantial reduction of potential impact

decreasing the amount of cups carried to landfill and increasing the number of cups sent to

recycling.

63




Figure 23. Sensitivity analysis for EPS cup weight (1,600,000,000 pieces).

64





Figure 24. Sensitivity analysis for natural gas consumption in EPS cups production (1,600,000,000 pieces).

65




Figure 25. Sensitivity analysis for paper cup weight (1,600,000,000 pieces).

66





Figure 26. Sensitivity analysis for electricity consumption in SBB coating (1,600,000,000 pieces).

67




Figure 27. Sensitivity analysis for electricity consumption in coated paper cups production (1,600,000,000 pieces).

68






69

6.3 Uncertainty analysis

Uncertainty analysis is a systematic procedure to find and quantify the uncertainty introduced into

a LCI, due to the cumulative effects of the inaccuracy of the model inputs and data variability

(IMNC, 2008).

The uncertainty in the data can be expressed as a standard deviation. The Monte Carlo statistical

method is used to assess the uncertainty of the results of an LCA, establishing a range for the

potential impact values calculated. Figure 29 shows graphically the results of the uncertainty

analysis for EPS cups, where 100% represents the average result of the analysis and the blue lines

the magnitude of the variation range.




Figure 29. EPS cups uncertainty analysis.

Table 18 shows numerical results of EPS cups uncertainty analysis, which shows that the average

result obtained with the Monte Carlo method is similar to LCIA, moreover, the coefficient of

variation for all impact categories is less than 10%. Also it shows minimum (2.50%) and maximum

(97.50%) of the result with a confidence interval of 95%.

70


Table 18. Uncertainty analysis results of EPS cups (1,600,000,000 pieces).

Impact Category LCIA result Mean Standard Deviation

Coefficient of variation

2.50% 97.50%

ADP 416,766 432,000

31,200 7.23%

396,000

453,000

AP 119,658 118,386

4,725 3.99%

112,922

121,801

EuP 8,807

8,720

492 5.64%

8,350

9,280

GWP 41,487,930 41,300,000 2,130,000 5.17%

40,000,000

43,700,000

ODP 3.3104 3.3100

0.1567 4.73%

3.1286

3.4234

HTP 5,778,247 5,759,416

261,010 4.53%

5,468,209

5,985,909

WEcP 779,856 776,719

51,125 6.58%

725,831

827,607

TEcP 26,759 26,675

1,190 4.46%

25,463

27,888

POCP 6,873

6,791

481 7.08%

6,274

7,226

Figure 30 shows graphically results of uncertainty analysis for paper cups, where 100% represents

the average result of the analysis and the orange lines the magnitude of the variation range.




Figure 30. Coated paper cups uncertainty analysis.

71

Table 19 shows numerical results of coated paper cups uncertainty analysis, which shows that the

average result obtained with the Monte Carlo method is similar to LCIA, moreover, the coefficient

of variation for all impact categories is less than 11%. Also it shows minimum (2.50%) and

maximum (97.50%) of the result with a confidence interval of 95%.

Table 19. Uncertainty analysis results of coated paper cups (1,600,000,000 pieces).

Impact Category LCIA result Mean Mediana StandarD deviation

Coefficient of variation

2.50% 97.50%

ADP 298,689

299,625

265,000

31,590 10,5%

263,814

319,919

AP 207,901

205,972

196,000

10,347 5,02%

194,047

212,476

EuP 35,007

34,619

33,000

1,909 5,51%

32,476

36,013

GWP 95,809,900

94,400,000

93,700,000

2,680,000 2,84%

92,200,000

97,400,000

ODP 2.8126

2.8536

2.9000

0.1996 6,99%

2.6490

3.0479

HTP 11,424,669

11,307,048

11,000,000

762,092 6,74%

10,538,608

12,075,488

WEcP 2,470,795

2,468,799

2,500,000

245,989 9,96%

2,197,096

2,676,768

TEcP 178,201

181,772

185,000

14,641 8,05%

168,385

197,272

POCP 18,172

19,500

20,300

1,850 9,49%

17,300

20,700

Finally, Figure 31 shows uncertainty analysis for both types of cups. It notes that it is more likely

that EPS cups potential impact be less in eight categories of impact, while Abiotic Depletion

Potential (ADP) is more likely to be lesser for paper cups.

72





Figure 31. Uncertainty analysis of both EPS and coated paper cups.

6.4 Evaluation

The objective of evaluation element within Life Cycle Interpretation is to establish and enhance

confidence and reliability of the results of the LCA. The following techniques were considered in

the study:

Completeness: All the relevant information and data needed for interpretation are available and

complete.

Sensitivity: uncertainties in the data like variation in cups weight, natural gas consumption,

electric energy consumption and percentage of recycling at end of life stage do not affect the

overall LCIA results. Sensitivity analysis was performed on detected key parameters like: amount

of raw material (cups weight), fuel and energy, and end of life recycling. Uncertainty analysis was

performed; the coefficient of variation is less than 11% in all cases, indicating an appropriate

model for both types of cups.

73

Consistency: The assumptions, methodology and data are consistent with the goal and scope of

the study. Data quality is consistent along the product system life cycle and between different

products analyzed.

74


7. Conclusions, limitations

and recommendations

This chapter sets out the findings of the study, limitations related to the interpretation of results

and recommendations from the analysis.

75

Conclusions

EPS cups

• The production of raw materials is the stage of the life cycle of EPS cups that generates greater

potential environmental impacts mainly due to the styrene production process.

In the EPS production, the use of natural gas contributes to the greatest potential impact.

• Transport of EPS cups from the production plants to the central distribution center is what

generates the greatest impact of the distribution stage, which is due to fossil fuels required to

transport the product.

• The end of life of EPS cups is the stage of the cycle that generates less potential impact

Coated paper cups

• For coated paper cups, raw material procurement is the life cycle stage that generates greater

potential impact, which is due to production process SBB.

• In the production stage of laminated paper, the use of electricity causes the greatest potential

impacts.

• The transport of coated paper cups from the production plant to the central distribution center

causes the greatest impacts, due to fossil fuels required to transport the product.

• SBB in landfills has significant contributions in Global Warming Potential (GWP) and

Photochemical Ozone Creation Potential (POCP).

Overall the coated paper cup presents higher potential impacts on seven of the nine categories

evaluated, while the EPS cup is higher in Abiotic Depletion Potential (ADP), due to the EPS bead

production and in Ozone layer Destruction Potential (ODP), caused by the extraction and transport

of natural gas.

It is observed that the conclusions of this LCA study are similar to other studies:

d. The conclusion that no system has total environmental advantages over others

(VITO,2006; Vercalsteren, Spirinckx, & Geerken, 2010)). In this study, neither EPS cups nor

coated paper cups stands out in all the categories evaluated with CML method. However,

EPS cups have less impact in seven of nine categories analyzed.

76


e. The important role of end of life scenarios in the results, (Horvath & Chester,2009;

Häkkinen & Vares, 2010). Results of this study considering solely Global Warming category

show that the less coated paper disposed in landfill impact in Global Warming potential

decreases.

f. Relevance of energy and water consumption. Franklin Associates LTD (2011) evaluated

foam polystyrene, paper based and PLA foodservice products. The overall results show EPS

products use much less energy and water when compared to their paper and PLA versions.

This study shows energy consumption in the production stage is greater for EPS cups.

However, considering all stages coated paper cups require more energy than EPS cups.

Concerning to water, coated paper cups do not have water consumption in the production

stage. Nevertheless, in the same way as with energy, coated paper cups consume more

water across their life cycle.

The limitations associated with the interpretation of results

LCA results are based on a relative approach, they indicate potential environmental effects, and do

not predict actual impacts on category endpoints, the exceeding thresholds or safety margins or

risks.

The main limitations associated with the interpretation of results reside in the uncertainties

generated in LCI. Table 20 presents the limitations associated to uncertainty in the models.

Table 20. Summary of limitations associated with interpretation.

Life cycle stage EPS cups limitations Coated paper cups limitatiosn

Raw materials EPS beads LCI was adapted to US conditions.

Data related with SBB production was obtained of international data bases.

Production Data obtained for modeling this stage has variations on fuel consumptions, thus sensitivity analysis was performed.

Data were obtained with less detail than EPS cups data, and some was adapted from literature.

Distribution Average distances were calculated to main sites in areas considered.

Average distances were calculated to main sites in areas considered.

Recommendations

After the findings of the present study, it is strongly recommended to promote recycling for both

EPS cups and coated paper cups.

77

8. Critical review

78


Critical Review Panel Comments – March 18, 2013

“Life Cycle Assessment of Disposable Cups in Mexico (Expanded Polystyrene and Coated Paper)”

Commissioned by ANIQ, Report 2012

Key Findings: Are the methods used to carry out the study scientifically and technically valid?

Yes, though more documentation throughout the report is needed

Are the data used appropriate and reasonable in relation of the goal of the study?

Yes

Do the interpretations reflect the limitations identified and the goal of the study

Yes

Is the report transparent and consistent?

No, the information given in the report is incomplete Practitioner response- Key findings: Our team at the Center for LCA and Sustainable Design (CADIS), as practitioners of the study: “Life Cycle Assessment of disposable cups in Mexico -Expanded polystyrene (EPS) and coated paper”, greatly appreciate the critical review panel feedback and comments. As one of the key findings relates to information presented in the report of the study, we have made all the necessary inclusions and explanations so that transparency, consistency and quality are assured, while the confidentiality of the information provided by many sources is also considered. The report has been updated following each specific comment and recommendation received; you will find the answers below. General Comments:

If in addition to evaluating the environmental performance of EPS cups the study also proposes to do an LCA of paper cups covered with PE, it would be important to include in topic 1.3 some data on the marketing of this product, as well as statistics on the acquisition of PE nationwide. Practitioner’s response: Current section 1.1.1 “Description and current status of

disposable cups market in Mexico” includes only general statistics of sales of

disposable EPS cups in México, unfortunately information for paper cups was not

found. The section does not include statistics on raw materials, as per specific

comments from review panel regarding the removal of these statistics tables.

Since this is a comparative assertion study, extra care should be done in explaining in clear terms the steps taken to meet the ISO requirements in doing such a comparison. This would not be an endorsement of results necessarily, but a validation that the process followed was consistent with ISO.

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Practitioner’s response: Careful review of wording and explanations has been

carried out.

While this is a “Presentation” issue – many of the tables/data can perhaps be summarized or shown in either a reordered or summarized format (see Specific Comments). Practitioner’s response: The specific comments have been followed regarding this

general comment.

An LCA really doesn’t get into any marketing or legislative issues – so we need to make sure that is stated so as not to confuse the audience. We’re also limited in scope of two material substrates (EPS, coated paper) and two cup applications – hot and cold. So the comparisons should be made clear to the reader that this is what this particular report covers – not all EPS or coated paper food packaging applications, and not non-EPS or non-coated paper alternatives. Practitioner’s response: We agree that LCA does not get into marketing or

legislation, but for these study these is important background information. Also, it

has been clearly stated that the focus of the report and the results are only for the

two cup applications.

Overall, an excellent effort. In general, more data transparency would be helpful. Practitioner’s response: We appreciate this general comment, and have ensured

transparency to the level possible to not compromise confidentiality from the

sources.

It would be interesting to indicate what kind of advantages Mexican industry of plastics aims to provide with the innovative products as compared to traditional materials – but is probably outside the scope of this study. Practitioner’s response: This is indeed outside of the scope of the study.

Indicate that for the phase of goal definition of a LCA study it should be clearly established. The reasons for carrying out the study; its intended applications; its target audience; and statement of intent to support comparative assertion to be disclosed to the public. As for scope definition, the text must to be complemented by pointing that some other essential elements the study - such as functional unit; data quality requirements; the selected life cycle impact assessment (LCIA) model, and limitations of the study - are also established; Practitioner’s response: We have carefully followed all the specific comments

regarding the goal and scope, although the mentioned essential elements were

already included in the report, as mandatory elements of an LCA.

Add that the LCI comprises the quantification of input and output flows of material and energy which cross the boundaries of the product system. Practitioner’s response: this sentence has been added.

Replace the term "significance" for "effect"; Practitioner’s response: It has been replaced.

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Indicate all the bibliography of which were collected laws, amendments, and legal provisions established for EPS. Not sure if the legislative history is applicable – the study is primarily a straight LCA regardless of policy. Practitioner’s response: the legislative situation in the country is one of the main

reasons the study was commissioned, and it was also an important background for

the commissioner. The bibliography was referenced in the report, Muñoz, et.al,

2012. (Muñoz, G. & Albarrán, F., 2012)

In Hanna Ziada (2009) it were not informed the “Functional unit" and the "Impact categories" analysed in that study.

This gap contradicts the text of the introduction of the topic 1.5. It is suggested to remove the citation. Practitioner’s response: although the study was included, it was stated that it was

not an LCA study, therefore no information on the functional unit and impact

categories was found. It has been removed from the literature review, as

suggested.

If in addition to evaluating the environmental performance of EPS cups, the study also proposes to do an LCA of paper cups covered with PE, it would be important to include in topic 1.3 . Practitioner’s response: the section with market information has been updated, now

1.1.1 and care has been taken to provide as much information for each type of cup

as it was possible to find in the literature and statistics.

It is suggested a general review of expression to the English language be performed on the text. Practitioner’s response: the report has been translated into English for critical

review purposes, but following this suggestion the general review English language

was done.

Topic 4.3 was not found in the text that comprises chapter 4, entitled "Life Cycle Inventory Analysis" Practitioner’s response: the numbering has been corrected, there was no section

missing but a numbering issue.

Practitioner response - General: General comments are attended through specific comments. In general we have included the formatting requested. It is important to mention that the section related to market and legislation is an important one for ANIQ and as background to the study, although we understand it is not part of the normative requirements, it is included for this purpose. Additionally, and with respect to language and use of clear terminology to express the results of the study, extra care has been taken; it is important to clarify that the report has been written in both English and Spanish, and that some lack of clarity might have been lost in the English translation; this general comment and recommendation has been carefully followed throughout the report in both languages.

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Specific Comments: ISO Requirement: General Aspects - LCA Commissioner, practitioner of LCA (internal or external)

Background, page 2: it is not clear why the study was commissioned by ANIQ: to support internal decision on innovations and production decisions, or to provide regulatory mechanisms with sound information for policy making regarding EPS, or both?: Please clarify the intended audience and potential uses for this study (independent if this is clarify later in the report, it should be also included here to provide the reader with a more specific perspective of the work done)

Practitioner response: The intended audience and potential uses for the study are further

clarified and explained in the Introduction section. “The primary intended use of the study is to provide ANIQ with more complete information about the environmental burdens from the life cycle of disposable EPS and coated paper cups. The intended audience of the study is ANIQ associates and consumers (including regulators)”.

Dissemination – private. Will this study be publicly available on either ANIQs or CADIS website? If so, should take off “dissemination – private” statement

Practitioner response: The dissemination status is changed to “Public”. ANIQ is

responsible for the dissemination procedure.

ISO Requirement: General Aspects - date of the report

Change report date from 2012 to April 2013 – Title is okay (perhaps include “EPS” after term, expanded polystyrene)

Practitioner response: The study concluded in 2012 and due to contract requirements it is

important to keep the date. Clear indication of the date of report after critical review is

included in page i, as April 2013. EPS acronym has been added in the title.

We suggest incorporating an Introduction section after the Background one, in which the purpose of the report, as well as the intended audience (see previous comments), its potential uses, methodology (according to the ISO standards ) and other important issues, such as this study underwent critical review and the date of completion, is clearly stated (and not in the background section).

Practitioner response: Introduction section is incorporated, including the suggested items

(new Section 1.3 of report).

The completion date of the report does not appear indicated in the document. We suggest adding this information in a suitable and visible place at the end of Chapter 1.

Practitioner response: The completion date of the report is included in page i, and it was

previously indicated in the front page - December 2012.

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ISO Requirement: General Aspects - statement that the report has been conducted

according to the requirements of ISO applicable standards (14040/14044)

Met requirement by stating the report is conducted under the requirements and framework by ISO 14040 and 14044

Include this statement in the Introduction

Practitioner response: The report had the statement in the Background section, but now it is incorporated in 1.3 Introduction, as suggested.

The statement that the report has been conducted according to the requirements of ISO applicable standards (14040/14044) does not appear indicated in the text. We also suggest adding this information in a suitable and visible place at the introduction of Chapter 3.

Practitioner response: The statement was included but it is now it is placed according to

reviewers’ suggestion, and also in Chapter 3.

ISO Requirement: Goal of the study – reasons for carrying out the study.

Reason for study could be more clear – what and who exactly are the target audiences. It is only slightly mentioned in the paragraph “critical review”. Include this in a standalone point in the section Goal of the study.

Practitioner response: A section specifying the reasons for carrying out the study is added.

We suggest the statement of the purpose of the study, which is indicated at the introduction of Chapter 2, should be complemented with other normative elements of "Goal definition" phase of an LCA: the Reasons for carrying out the study; its target audience; and the statement of intent to support comparative assertion to be disclosed to the public.

Practitioner response: The statement of the purpose of the study is complemented with the

suggested items.

We suggest title of this section be, “Laws and regulations – EPS packaging initiatives”

Practitioner response: Title is changed as suggested.

ISO Requirement: Goal of the study – its intended applications

If we are just focusing on EPS cups, do we need Table 3 which would show all EPS imports to U.S.?

Practitioner response: The section has been rearranged and tables were removed

according reviewer´s comments.

Do we have a similar table for coated paper cups either imported or manufactured in Mexico? If not, perhaps the tables should be removed if only for one material.

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Practitioner response: Unfortunately our country statistics did not include information for

paper cups, therefore tables are removed following the suggestion.

ISO Requirement: Goal of the study – its target audience

There needs to be a clear statement as to the intended audience – which could be multiple stakeholders – regulators, consumers, food vendors, and NGO groups – logical place would be on page 4 before 1.3 or perhaps on page 11... The line on top of page 11 – “The goal of study is to determine the potential impacts in the life cycle of EPS cups and coated papers” should be expanded – perhaps we can suggest language like this, “… The primary intended use of the study results is to provide ANIQ with more complete information about the environmental burdens and greenhouse gas impacts from the life cycle of disposable EPS and Coated Paper products. A secondary intended use is public release of the study. The LCA has been conducted following internationally accepted standards for LCI methodology. Before the study is made publicly available, the completed report will be peer reviewed by an independent critical review panel in accordance with ISO standards for life cycle assessment”….

Practitioner response: The intended audience and uses are further explained in an

additional section “2.2 Reasons to carry out the study”.

It’s not clear that this report might have been commissioned by ANIQ for evaluating future regulation of disposables. For example (from past studies involving the copper industry), this report produces a lot of information – will governments do something with the results? There should be a description of all the intended audiences – including the government – and a path for communication on how to deliver and publish this study.

Practitioner response: As mentioned above this has been further explained, since the path

for communication or publications is not responsibility of the practitioner, it has been

clearly stated that ANIQ will plan and decide on their communication strategy.

ISO Requirement: Goal of the study – statement of intent to support comparative assertion to be disclosed to the public

It is fine as it is mentioned in the paragraph regarding the critical review process. Could be interesting to link this purpose to the many studies done and included in table 4, for it will give a context about the contribution of the present study and then what is expected out from the intended comparative assertions.

Practitioner response: A paragraph is added in section 2.2, in order to incorporate this

suggestion.

We also suggest there be a statement this study does include comparative assertion information, and follows the ISO 14040 additional standards with respect to comparative assertions.

Practitioner response: The statement is included.

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ISO Requirement: Scope of the study – function, including performance characteristics and any omission of additional functions in comparisons.

Perhaps Sections 3.2 and 3.3 can be combined and shortened – “Functional Unit and Reference Flow”. It’s not clear whether the functional unit is number of cups (1.6 billion) or 10 ounces hot and cold (equivalent amount of liquid). Need to be clearer on the functional unit - … “The function of a disposable foodservice cup is to hold a serving, 10 ounces in this case, of food or beverage for a single use application. “Is it 2009 or 2010 10 oz, not total # cups of cups data.

Practitioner response: Sections 3.2 and 3.3 are reorganized as suggested in order to be

clearer on the functional unit and reference flow.

It is important to clarify the reasons for the Period of Time employee in the definition of "function" (shown in Table 5) has been determined as 2009-2010. Likewise, it is necessary to explain the reason for that year 2010 was selected as the measurement period for consumption of EPS cups. For this, we recommend to use information shown in Figure 5.

Practitioner response: This item is clarified.

ISO Requirement: Scope of the study – functional unit, including consistency with goal and scope, definition, result of performance measurement

Yes, It is consistent with the goal and scope of the study

Practitioner response: We appreciate the comment.

1.3 – first line. Suggest edit .. .”During 2011, 9% of plastics consumption in Mexico was in the single use products market application, such as disposable cups (Conde, 2012) …

Practitioner response: Edited as suggested.

Page 5 – Table 1. EPS – formatting in table, “also known as “unicel” Thermal – just need to make that a uniform sentence.

Practitioner response: Format is added.

General comment – table is good addition

Practitioner response: Appreciate this general comment.

ISO Requirement: Scope of the study – system boundary including omissions of life cycle stages, processes or data needs, quantification of energy and material inputs and outputs, assumptions about electricity production.

Product system boundary section should be organized a bit more clear. Also, Figure 4. Has a picture of an EPS foam cup instead of a coated paper cup.

Practitioner response: The product system boundary is organized as suggested. Although

the picture was a coated paper cup, the image is changed to avoid confusion.

Reorganize the text – doesn’t follow steps of scope definition

Practitioner response: The mandatory elements of scope definition were outlined. Text

was reorganized as suggested in the comment below by reviewers, but still the order is

different from the order provided by the LCA ISO standard.

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In Topic 3.1: "Product system and system boundaries definition" it is important that the hypotheses and assumptions considered for the definition of the product system be better founded. We suggest that chapter 3 should be reordered placing topic 3.4 – "Cut-off criteria” right after "topic 3.1". We also suggest that the content of # 3.4 is expanded. It should be included in this topic the constraints that guided the modelling of systems of study product: cut off criteria for initial inclusion of inputs and outputs, including description of cut-off criteria and assumptions, effect of selection on results, inclusion of mass, energy and environmental cut-off criteria.

Practitioner response: Text was reorganized as suggested, although the order of elements

is different from the standard.

ISO Requirement: Scope of the study – cut off criteria for initial inclusion of inputs and outputs, including description of cut-off criteria and assumptions, effect of selection on results, inclusion of mass, energy and environmental cut-off criteria

This cut off section cannot just be one line. You should explain how much (for instance, 95%) of all mass and energy and various toxic/hazardous materials would be in included in the analysis. Also, where is their cut-off? Some studies state, “No flow representing more than 1% of the total mass or energy of the system was excluded”.

Practitioner response: Cut-off criteria have been stated as required.

There is not information about the criteria used for cut-off material and energy, nor regarding upstream processes information (this is considered or not?).

Practitioner response: Cut-off criteria for material and energy are further clarified.

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – data collection procedures

Perhaps a discussion under 4.1 should include the types of inventory data collected – process-related data (for EPS and coated paper cups), and fuel-related data.

Practitioner response: A brief discussion is included.

How much data is from Mexico, vs. from global sources?

Practitioner response: Most of the information was from Mexican sources. All the

information related to EPS cups was obtained from Mexican companies. Coated paper

production data was adjusted to Mexican conditions although following the description of

international processes that are used in the country, distribution and end of life stages

were modeled with Mexican information. This discussion is added in section 4.1.

Application of uncertainty or sensitivity or Monte Carlo analysis?

Practitioner response: Uncertainty and sensitivity analysis was performed since the initial

report; results are presented in Chapter 6.

How data gaps were addressed?

Practitioner response: This is discussed in section 4.5.2 Treatment of missing data.

What about materials used in the production phase that were not produced in Mexico (chemicals, others): have you taken this information also from Ecoinvent?

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Practitioner response: This item is explained in section 4.1.

If this is the case, how you handled the eventual consistency problems between different data sources? How have you handled the use of Ecoinvent in the end-of-life stage (disposal/recycling) in terms of the geographical representation for the applications of this database: this should be mentioned at the end of the report in the discussion section, after the uncertainty analysis, as limitation of the study, and opportunities to improve the results.

Practitioner response: Landfill LCI for paper and plastic was modeled according to the

Mexican context

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – qualitative and quantitative description of unit processes

EPS Cups LCI – should explain procedure for using/adjusting data outside of Mexico, and how that is integrated with data collected from EPS resin and converter companies in Mexico.

Practitioner response: EPS beads used for cups production are imported from USA, in

order to adapt data obtained from Mexican sources, CADIS verified the information with

representative producers from the US.

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – sources of published literature

Please clarify, how did you fill data gaps?

Practitioner response: This is discussed in section 4.5.2 Treatment of missing data.

Also, please indicate which information comes from primary sources, from mass and energy balances, as well as which data that were coming from secondary sources were used in the energy and mass balances (if any).

Practitioner response: This is discussed in section 4.3 Sources of data.

Part of this information was provided, but it is scattered through the LCI chapter: please provide this information in a more structured way

Practitioner response: This information is provided in section 4.3 Sources of data.

We suggest grouping the Tables 6, 8, 9, and 10 in a single table entitled: “Average LCI for the production of EPS cups”.

Practitioner response: Tables are grouped as suggested.

It must provide a source of data that quantify material flows released into the environment (= liquid effluents) from the production stage of EPS cups.

Practitioner response: As previously described, water emissions data was obtained from

water discharge analyses performed by EPS cups producers.

We suggest grouping the Tables 15, 17 and 18 in a single table entitled: "Average LCI of the production of coated paper cups." This table should bring environmental burdens (and their amounts) corresponding to emissions to water and air if they exist. If such losses do not occur, we suggest to add this information to the description of the process as well as the reasons for that.

Practitioner response: Tables are grouped as suggested.

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Finally, the destination of the other materials that are used in the process - in addition to the SSB - needs to be clarified. Likewise it is important to present as were modelled environmental burdens of these activities.

Practitioner response: This comment is clarified in section 4.2.4.

Met requirement – 10 good reference studies

Practitioner response: Thank you, this is an important feedback.

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – calculation procedures for relating data to unit process and functional unit

Mass balance data gaps and consistency is an issue

Practitioner response: In order to provide the reviewers with more detail and details on

consistency, an excel file is provided. This file contains confidential information, which is

not possible to show in the report.

Please provide the necessary information: only the final results are available. This must be explicitly incorporated. It would be useful to have access to the excel files used in the calculations.

Practitioner response: An excel file is presented to the panel in order to clarify calculations.

According confidentiality agreements, it is not possible to incorporate this information to

the report.

All calculation procedures must be documented explicitly and the assumptions used in them must be clearly stated and justified. It is also desirable that calculation procedures be applied in a uniform and consistent manner throughout the whole study.

Practitioner response: A general explanation related to calculation procedures was

included in order to keep the confidentiality and aggregated nature of the data, however

explicit calculation is presented in an additional excel file to the panel.

Data source should include a listing of how primary (collected data) and published data were used together. Calculation procedures should also be better documented and stated more clearly.

Practitioner response: This information is provided in section 4.3 Sources of data.

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – validation of data including data quality assessment and treatment of missing data.

This is where a short write-up on “Data quality goals” for the study would be good. ISO 14044:2006 states that “Data quality requirements listed include time-related coverage, geographical coverage, technology coverage, and more.”… Section 4.6 dies address some of these issues. I’m not clear on their statement about missing data.

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Practitioner response: Data quality requirements are specified in 4.5.1, section 4.5.2

discuss treatment of missing data.

It is important to better detail the steps made in the process of data validation. Indicate whether material and/or energy balances were carried out, as well as if other mechanisms for checking the validity of a process unit were applied.

Practitioner response: The steps made in the process of data validation have been

described in more detail, as suggested.

Anomalies evident in the data, identified by such validation procedures require that other data should be collected in order to correct the problem. These data must to be in accordance with the set of data that already composes the inventory. It is important that the process for detecting anomalies and the equalization of such differences be highlighted in the report.

Practitioner response: The process for detecting anomalies is explained, as suggested.

ISO Requirement: Life Cycle Inventory Analysis – sensitivity analysis for refining the system boundary

Why was mass allocation chosen and not other allocation methods (like economic) – some discussion should be included here

Practitioner response: A discussion about this topic is included as suggested.

The allocation procedures and principles adopted at the study must to be better justified and documented.

Practitioner response: Allocation procedures are described and documented.

If the allocation procedures have been applied on more than one occasion throughout the study, it is recommended that such application has been made uniformly. In situations where this did not happen, we recommend to be displayed suitable justifications.

Practitioner response: Allocation procedures were applied uniformly throughout the study.

Allocation section could be explained a bit more than “mass allocation”. Co-product credit, energy of material resource, and post-consumer recycling are areas of allocation that could be

Practitioner response: Allocation procedures are described and documented.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - the LCIA procedures, calculations and results of the study

No procedures for conducting the LCIA were included – and should be inserted before 5.2

Practitioner response: Procedures for conducting LCIA are inserted as suggested.

Why was CML used – what was the justification (for comparing other studies made on cups?) justify why CML) - under 5.1

Practitioner response: Justification is explained as suggested.

There was no presentation or description of LCIA procedures and calculations. Only the final results for the studies were presented and discussed. In this context.

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we suggest that these gaps are complemented, at least, with a general description of these operations that could be supplemented by an explanatory example.

Practitioner response: LCIA procedures and calculations are explained.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - limitations of the LCIA results to the defined goal and scope

If this kind of kind of LCI is to be objective, it would be beneficial to have some explanation of how the output in terms of impact assessment can be comparative

Practitioner response: An explanation is included in section 5.3.

This seems adequate (midpoint is adequate for the study)

Practitioner response: We followed the ISO 14040 requirement.

There were no presented limitations of the LCIA results to the defined goal and scope. If such limitations actually occurred, we strongly recommend that they be reported in the text that comprises chapter 5. Otherwise, just register their nonexistence.

Practitioner response: Limitations are described in Table 13.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - relationship of LCIA results to the defined goal and scope

This seems adequate

Practitioner response: Thanks

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - relationship of the LCIA results to the LCI results

These were not presented – a table would be needed to summarize assumptions and limitations of each impact assessment factor/model

Practitioner response: A table with suggested items is included.

It’s not quite clear who the LCIA results are related to the LCI results. Practitioner response: Relation between LCI results and LCIA is further explained

according ISO 14044.

There were no presented LCIA descriptions/reference to all characterization models, characterization factors and methods used including assumptions and limitations. I suggest that these gaps are complemented, by the construction of a table in which all requirements and limitation could be presented clearly, objectively and synoptic.

Practitioner response: A brief description was included in the report, but as suggested a

table is included.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - impact categories and category indicators considered, including a rationale for their selection and a reference to their source.

No explanation included in study

Practitioner response: Explanation is included in section 5.2.

We suggest that a more detailed reference to the source of the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method selected to the study be presented in topic 5.1

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Practitioner response: A more detailed reference is presented.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - descriptions/reference to all characterization models, characterization factors and methods used including assumptions and limitations

These were not presented – a table would be needed to summarize assumptions and limitations of each impact assessment factor/model


There were not presented LCIA descriptions/reference to all characterization models, characterization factors and methods used including assumptions and limitations. I suggest that these gaps are complemented, by the construction of a table in which all requirements and limitation could be presented clearly, objectively and synoptic.


ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment - descriptions of or reference to all value-choices

Not applicable. The LCIA was carried out only until the Characterization step.

Practitioner response: As established by the ISO 14040.

ISO Requirement: Life Cycle Impact Assessment – a statement that the LCIA results are relative expressions and do not predict impacts on category endpoints, the exceeding of thresholds, safety margins or risks.

Not relevant for this study, because it refers to midpoint impacts. A mention of this topic regarding the potential use of the report in endpoint calculation could be made.

Practitioner response: Noted

Not applicable. The statement was done in Topic 5.1 with the expression by of the team of practitioners that a midpoint Life Cycle Impact Assessment method would be used in the study.


It should be noted this is a limitation for use by regulators – regulations should not be based on midpoints.

Practitioner response: The comment by the reviewer is not clear. The intended use of the

study is to provide ANIQ stakeholders with information about the potential environmental

impacts of the two types of cups assessed, not a direct use for regulations. Also, as

established in the ISO 14040 standards, and considering the uncertainty of endpoint

models and applicability to the local context, the best option for LCIA is a midpoint model,

as recognized in many of the above comments by the expert panel.

ISO Requirement: Life Cycle Interpretation – summary of the results

We recommend changing the word “arguments” in the first line of this statement of Interpretation to the word “analyses”. A summary table of the results would be very helpful here.

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Practitioner response: The word is changed and a summary section is added.

We suggest that a summary of the results be included in the introduction of Chapter 6 in order to present the elements that will be evaluated and verified both by Sensitivity and Uncertainty Analysis.

Practitioner response: A summary is added at the beginning of Chapter 6.

ISO Requirement: Life Cycle Interpretation – assumptions and limitations associated with the interpretations of results, both methodology and data related

This chapter should either be expanded to include Chapter 6, or beefed up with a similar table. The summary, conclusions, and limitations might be able to be combined.

Practitioner response: Chapter is expanded.

Important to take into account what is purpose of difference done – a discussion of the general result of studies to this one

Practitioner response: A discussion of general results of studies is included.

We recommend to include an analysis regarding similar studies published in scientific literature, in terms of the results achieved, limitations of the inventory and applicability of the results, uncertainties, and the LCIA method used.

Practitioner response: A discussion of general results of studies is included.

Please include full references.

Practitioner response: References were included in Table 4 for the LCA studies, but are

now added in the reference list. Other references were cross checked and were already

included in the list.

We suggest that Chapter 7, entitled "Conclusions, limitations and recommendations" is broadened in terms of their contents. This will allow that assumptions and limitations associated with the interpretations of results, both methodology and data related could be reported.

Practitioner response: Chapter is broadened.

ISO Requirement: Life Cycle Interpretation – data quality assessment

Perhaps a data quality assessment can be extracted from the 6.1 sensitivity analysis section to summarize the DQ issues

Practitioner response: A section is added to discuss completeness, sensitivity and

consistency.

We suggest that justified limits of variation ranges of the parameters which were considered in the Sensitive Analysis be explained.

Practitioner response: Selection of variation ranges is explained.

Regarding Uncertainty analysis, there are no comments.


ISO Requirement: Critical Review – name and affiliation of reviewers

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Met requirement.

Practitioner response: Thank you

Claudia Pena – list as Chair of the Ibero-American Network of LCA.

Practitioner response: Corrected and updated with current position as co-chair of the

network.

Edits to Mike Levy write-up – “… Director within the American Chemistry Council (ACC) Plastics Division for the Plastics Foodservice Packaging Group (PFPG, representing producers and manufacturers of plastics foodservice packaging, and Director, Life Cycle Issues for all plastics within the Plastics Division. “ rest is okay, staring with Franklin Associates,

Practitioner response: Edited

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July 1, 2013 Juan Pablo Chargoy Amador Center for Life Cycle Assessment and Sustainable Design (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de Mexico RE: Critical Review Panel Final Sign-Off: Life Cycle Assessment of disposable cups in Mexico.

Expanded polystyrene and coated paper (Report 2012 for ANIQ) – revised report with Critical Review Panel comments included (pages 77-92)

Dear Juan Pablo, On behalf of our Critical Review Panel (Luiz Alexandre Kulay, PhD, Escola Politecnia da Universidade de Sao Paulo/LCA expert; Claudia Pena, Chair of the Ibero-American Network of LCA; and Mike Levy, Director, Life Cycle Issues, American Chemistry Council/ACC Plastics Division), we are pleased to provide you with our final sign-off on the review and recommendations regarding the ISO peer review of the above referenced report. The Critical Review Panel has reviewed the revised April 2013 report which includes and addresses all of our comments and suggestions (as outlined in our March 18, 3012 Critical Review Panel Comments), including the transparency of data issues and respect of addressing industry confidential business information (CBI), and we give you our approval that this report was conducted according to the requirements of ISO applicable LCA standards (14040/14044). All conclusions of the study are consistent and appropriate to the results of the analysis. Again, please thank your team for conducting this comprehensive study on disposable cups. We hope you found the comments constructive in nature, and the Panel appreciates the changes you made in the final report. Regards,

Mike Levy, Critical Review Panel chair Dr. Luiz Kulay and Claudia Pena, Critical Review Panel members

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9. Annexes

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Annex A. Analytic Hierarchy Process

The AHP is a discrete multicriteria decision methodology used for complex decision making,

through a one to one comparison process, to measure the agreement between decision makers

and the uniformity of the alternatives in group decision making.

The AHP method has been used to validate the decisions at different stages of the life cycle, but

mainly at the stage of weighting of the impact categories (Swarr, et.al, 2005). The combination of

the two methodologies has been applied successfully in LCA studies comparing solid waste

management technologies, (Shoou, 2005) (Fujita, 2005) (Ni, et.al, 2002). The "green productivity"

arises through a combination of AHP and LCA method, where different technological alternatives

are evaluated based on their performance in life cycle assessment (Pineda, 2005), in the United

States, the value of the decisions business through AHP also linked to stroke (Reisdorph, 2008) and

design strategies are strengthened with this binomial (Heo, 2002). Several LCA studies have relied

on the AHP to support decision making by sensitivity analysis (Swarr, et.al, 2005, Shoenoung,

2009).

In the context of this study, the AHP is used to document and validate the decision-making stage

of the goal and scope definition, mainly for functional unit. Under the AHP, the decision model is

structured by defining objectives to consider several facets of the goal, if necessary more subgoals

that describe in detail each of the objectives and finally alternatives to meet the objectives. The

evaluation method used in AHP, and described below, facilitates the identification of decision

criteria and findings significantly reducing decision cycle.

Once the decision model methodology requires that the different objectives are prioritized in

order to determine their relative importance between functions. Experts must then evaluate

comparisons one to one each of the functions, in the case of subfunctions exist performs the same

type of comparison between the subfunctions of a function.

With one to one evaluations the MSk matrix is filled, where

uk ,1

uk , 2 is obtained with the evaluation of

function 1 related to function 2 with the next scale:

ui,j = 1 if both functions have the same relevance

ui,j = 3 if function i is moderately more relevant than function j

ui,j = 5 if function i is strongly more relevant than function j

96


and so on until "extremely" with a value of 9.

The term

uk , 2

uk ,1 is always the inverse of

uk ,1

uk , 2 , therefore if function j is moderately more relevant

that i, then ui,j =1/3.

In an overall way, the matrix for one expert evaluation is:

Where

uk ,1

uk , 2 is defined as the relative relevance given by the expert k of function 1 vs function 2.

The AHP methodology is based on the calculation of Eigen vectors (Satty, 1994) of the evaluation

matrix to determine the relative importance between the functions. Subsequently be an

integrated expert result, which is obtained from the eigenvectors in each individual evaluation.

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Análisis de Ciclo de Vida de vasos desechables en México.

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