Ingeniería Sostenible-Clase 5 -

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Verano de 2013

Viernes Junio Viernes Junio Viernes Junio Viernes Junio 7777, , , , 2013201320132013

Dr. Heidi Taboada

Dr. José Espíritu

Dr. Noé Vargas

Introducción al

Análisis del Ciclo de Vida (ACV) o (LCA)

Producción del material

Fabricacióndel producto

Uso del Producto

Deshecharel producto

Materia

prima

Objetivos

• Familiarizarse con el termino ACV

• Entender como aplicar conceptualmente los

pasos básicos del ACV

• Entender las dificultades y/o limitaciones de

cada paso del ACV.

3

Análisis del Ciclo de vida (ACV) - Definición

Un enfoque sistemático que sirve para evaluar la carga total

emitida hacia el medio ambiente, por un producto, proceso, o

sistema (PPS).

El proceso “de la cuna a la

tumba” empieza con la extracción

de las materias primas necesarias

para crear el producto y finaliza

cuando todos los materiales

retornan a la tierra.

Un ACV completo es aquel análisis llamado “de la cuna a la

tumba”

Desde el

nacimiento del

producto

Hasta la última fase de

vida del producto

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Análisis del Ciclo de Vida (ACV)

Metodología altamente eficaz para llevar a cabo la evaluación

de los impactos ambientales asociados con un producto,

proceso o sistema.

APLICACIONES:

• Toma de decisiones: diseño y desarrollo de productos,

compras, políticas de instrumentacion.

• Exploración y conocimiento: sistema de producción,

indicadores de desempeño ambiental.

• Mercadeo: Eco-etiquetado, declaraciones ambientales,

estrategia de mercadeo.5

Análisis del Ciclo de Vida (ACV) (cont’…)

• Se refiere a todas las actividades en el transcurso

de vida del producto considerando su:

Extracción de la materia prima

Producción

Uso / Reuso / Mantenimiento

Reciclaje / Manejo y/o

disposición de los residuos

Entrada Salida

Materia prima

Energía

Emisiones

Ambientales

Residuos emitidos

al agua

Residuos Sólidos

Coproductos

Otras Emisiones

Límites del Sistema

Principales componentes de un ACV

1. Definición del objetivo y

alcance

2. Análisis de Inventario

3. Valoración del impacto

4. Interpretación

Definición del

objetivo y

alcance

Análisis de

Inventario

Valoración de

impacto

Interpretación

Diagrama de un Análisis de ciclo

de vida

777

PASO 1. Definición del objetivo y alcance

• Definición y descripción del

producto, proceso o sistema.

• Identificación de los límites y

efectos ambientales que

serán estudiados y

valorados.

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PASO 2. Análisis de Inventario

• Identificar y cuantificar: energía, agua, uso

de material y emisiones ambientales (Ej.,

emisiones al aire , desechos sólidos, descargas

de aguas negras )

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PASO 3. Valoración del impacto

• Evaluar y cuantificar los

posibles efectos hacia la

humanidad y el medio

ambiente que los diferentes

tipos de emisiones, y el uso

de distintos materiales

liberan (estos han sido

previamente identificados

en el análisis de inventario)

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PASO 4. Interpretación

• Evaluación de los

resultados del análisis de

inventario y la valoración

del impacto con el

propósito de seleccionar

el producto/proceso con

menor impacto

ambiental.

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Limitaciones en la realización de un ACV

1. La realización del ACV puede consumir

mucho tiempo y recursos.

2. Dependiendo de que tan completo y

extenso se quiere realizar el ACV, la

recopilación de datos puede ser

problemática.

3. La disponibilidad de datos puede afectar la

precisión de los datos finales.

12

ACV: PASO 1 – Definición del objetivo y alcance

Pasos del ACV

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1. Definición del objetivo y

alcance

2. Análisis de Inventario

3. Valoración del impacto

4. Interpretación

Inte

rpre

taci

ón

ISO

14

04

3:2

00

0Fase 1: Definición del objetivo y alcance

ISO 14041:1998

Fase 2: Análisis de inventario

ISO 14041:1998

Fase 3: Valoración del impacto

ISO: 14042:2000

Paso 1. Definición del objetivo y alcance

La siguiente información necesita ser definida antes de

empezar con el ACV:

14

Límites y descripción del

sistema

Procedimientos de

distribución

Función del producto, proceso

o sistema (PPS)

Requerimiento de datos

Unidad Funcional Datos asumidos y limitaciones

Flujos de Referencia

Paso 1. Definición del objetivo y alcance

La siguiente información necesita ser definida antes de

empezar con el ACV:

15

Límites y descripción del

sistema

Datos requeridos

Función del producto, proceso

o sistema (PPS)

Procedimientos de asignación

Unidad Funcional Datos asumidos y limitaciones

Flujos de referencia

Límites del Sistema

• La definición de los limites del sistema requieren de gran cuidado.

• Idealmente se debe de incluir todo lo que económicamente contribuya a la función del sistema.

• Algunos procesos pueden ser excluidos con el propósito de mantener el inventario de ciclo de vida manejable.

– Por ejemplo para la producción de etileno :

Tú elección de los límites del sistema tendrá un gran

impacto en el estudio!16

�El petróleo tiene que ser extraído…

�y transportado en una tanque de acero…

�Por lo tanto, acero es requerido para construir el tanque…

� y la materia prima para producir este acero tiene que

ser extraída también…

Límites del sistema– cont…

– Los límites del sistema son definidos por un criterio

de eliminación:

1. Cualquier producción de material que contribuya 5% o menos

al peso total del producto puede ser excluido.

– Asegúrese de que pequeñas pero importantes cantidades de

contaminantes no sean eliminadas del sistema.

– Hay cuatro opciones para definir el sistema:

1. De la cuna a la tumba

2. De la cuna a la puerta

3. De la puerta a la tumba

4. De la puerta a la puerta

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– De la cuna a la tumba: considera el material y la

energía requeridos en toda la cadena de producción y todos los

procesos desde la extracción de la materia prima, pasando por

producción, transportación , uso y el tratamiento de los desechos.

Límites del Sistema– cont’d…

18

– De la cuna a la puerta: incluye todos los procesos desde la

extracción de la materia prima pasando por la fase de producción y es

usado para determinar el impacto ambiental de la producción del

producto.

Límites del Sistema– cont’d…

19

– De la puerta a la tumba: incluye los procesos que abarcan

desde la fase del uso hasta la eliminación y/o reciclado de desechos

(abarca todo después de la producción). Es usado para determinar los

impactos ambientales de un producto una vez que deja la fábrica.

Límites del Sistema– cont’d…

20

– De la puerta a la puerta: (incluye sólo los procesos de

producción). Es usado para determinar los impactos ambientales sólo del

proceso de producción)

Límites del sistema– cont…

21

Límites del sistema: Diagrama de árbol

• Los diagramas de árbol, son muy útiles para describir el

sistema del producto (Procesos unitarios y flujos) y los

límites del sistema.

• Un buen diagrama de árbol debe:

– Incluir todas las entradas y salidas de energía ,

materiales y desechos (emisiones)

– Identificar todos los flujos

– Identificar todos los procesos requeridos durante el

ciclo de vida del producto.

Diagrama de árbol para una cafetera

Ejemplo de un mejor diagrama de árbol

PROCESO 1

PROCESO 2

PROCESO

3

Paso 1. Definición del objetivo y alcance

25

Límites y descripción del

sistema

Datos requeridos

Función del producto, proceso

o sistema (PPS)

Procedimientos de asignación

Unidad Funcional Datos asumidos y limitaciones

Flujos de referencia

Función del PPS

• Cuál es la función del producto,

proceso o sistema (PPS)?

– Es identificada por la función primordial que

el sistema cumple.

Función primaria del PPS

•Ejemplos:

Lavar

Cuál es la función del “jabón”?

– Los teléfonos portátiles tienen la función de permitir comunicarnos.

– Las pinturas comparten la función de cubrir.

Función secundaria del PPS

•Productos o sistemas pueden ser comparados solo en base a una función similar.

•Nunca se debe olvidar que el sistema o /sistemas en estudio pueden tener

diferentes funciones. Si sus funciones secundarias difieren demasiado, la

validación de la comparación podría ser cuestionada. Por eso es esencial tomar en

cuenta las funciones secundarias también.

– En el teléfono. Una función secundaria podría ser “ verse bien”…

– La pintura tiene como función primaria cubrir y proteger,

y como función secundaria hacer que la pared se “vea mucho mejor”

Perfumar, hidratar, relajar…

Regresando al ejemplo del jabón , enumera sus funciones secundarias:

• Automóvil

• Taza de café

• Laptop (computadora portátil)

• Alfombra

• Refrigerador

• Zapatos

• Paraguas

• Maceta

• Bolsa de plástico

Función del sistema – Ejercicio (5 min)

Enumera las funciones primarias y secundarias de los siguientes

productos:

Paso 1. Definición del objetivo y alcance

30

Límites y descripción del

sistema

Datos requeridos

Función del producto, proceso

o sistema (PPS)

Procedimientos de asignación

Unidad Funcional Datos asumidos y limitaciones

Flujos de referencia

Necesidad de la Unidad Funcional (Functional Unit)

• El ACV nació como una herramienta de

análisis y comparación de productos

• Sin embargo, en un ACV el punto central no

es el producto en términos físicos, sino el

servicio o función que ejerce

• Para poder comparar diferentes productos o sistemas debemos identificar su función y poder cuantificarla

Unidad Funcional (Functional Unit)

•Basados en la función del sistema , es posible definir la unidad funcional

(UF).

•La UF expresa el “desempeño cuantificado” de un PPS y es usada

como unidad de referencia

En la definición de la UF debe de poder reflejarse el uso/propósito para el cual el PPS

fue diseñado

Es un valor que se puede cuantificar y agregar :

– UF para teléfonos puede ser 1000 horas de lapso de conversación,

Un número definido de baños en regadera.Ej: 500 baños “estándar” de regadera.

En el ejemplo del jabón, Cuál puede ser una UF válida?

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1. Detergente para lavar ropa

2. Producto para limpiar las superficies de la cocina.

3. Champú

Unidad Funcional – Ejercicio (5 min)

Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos:

34

Unidad Funcional

Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos:

1. Detergente para lavar ropa

Unidad Funcional: 100 Kg de ropa lavada.

1. Productos para limpiar las superficies de la cocina.

Unidad Funcional: Cantidad de producto usada para

limpiar 100 m2 de superficie

1. Productos de champúUnidad Funcional: 200 lavadas de cabello

Límites y descripción del

sistema

Datos requeridos

Función del producto, proceso

o sistema (PPS)

Procedimientos de asignación

Unidad Funcional Datos asumidos y limitaciones

Flujos de referencia

Paso 1. Definición del objetivo y alcance

• Definición:

–Es la cantidad de producto o de

servicio necesario para satisfacer la

unidad funcional

Flujos de Referencia

• En una comparación de alternativas de

iluminación

• La UF es iluminar cierta área a 9000 lúmenes

de intensidad durante 10,000 horas

• Opción A: Usar 3 bombillas de 3000 lúmenes,

cada bombilla tiene una vida útil de 10,000

horas

• Opción B: Usar 2 bombillas de 4500 lúmenes,

cada bombilla tiene una vida útil de 5,000

horas

• Flujos de referencia:

– 3 bombillas de la opción A, o

– 4 bombillas de la opción B

Ejemplo: Flujos de Referencia

Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia

• Consideren una bolsa del mandado

– Función: cargar las provisiones

• La Unidad Funcional puede ser un volumen definido de provisiones.

• Unidad Funcional: Cargar 2 pies cúbicos de provisiones por semana al

año.

– Entonces para tener una comparación equitativa se pudiera estudiar

lo siguiente:

• 52 bolsas de papel (52 semanas/ año) – carga 2 cu-ft

• 104 bolsas de plástico (asumiendo que cargan 1 cu-ft)

• 1/2 bolsa de tela (asumiendo 2 cu-ft, con una vida de 2 años)

Flujos de

Referencia

• Considera una taza de café

– Función: almacenar (hold) el café para poder beberlo

– Unidad Funcional: almacenar (el liquido equivalente a 1

taza de café) tres veces al día por un año.

– Por lo tanto una comparación razonable a estudiar sería:

• 1095 tazas de plástico (365*3)

• 1095 tazas de poliestireno

• 1/4 taza de cerámica + agua y detergente

(asumiendo que dura 4 años)

Flujos de

Referencia

Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia