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Análisis de Ciclo de Vida Bárbara Civit (UTN FRM/CONICET) Mendoza, 06 y 13 de septiembre de 2023 Contenido 1. Problemas Ambientales 2. Producción y Consumo Responsable 3. Indicadores de impactos 4. Conslusiones Situación regional y local Contexto actual y prospectivo Pensamiento de Ciclo de Vida, Huellas y Etiquetado de productos Acciones concretas y Comunicación Disponibilidad de recursos Desacople Conocer para gestionar Transparencia 1. Problemas Ambientales Problemas Ambientales 1970’s Energía Crisis energética global 1990’s Desarrollo Compromiso Rio ’92; Conservación 2000’s Recursos Objetivos del Milenio; ODS; Agenda 2030 2050 No Retorno Carrera contrarreloj Hotspots Protocolos Acciones … ¿Qué es hacer verde la economía? Se define como baja en carbono, eficiente en el uso de los recursos y socialmente inclusiva. ECONOMÍA VERDE Energías renovables bajas en Carbono Producción Movilidad Generación de energía Aprox 75% 75% emisiones se pueden reducir si: PRODUCCIÓN MOVILIDAD GENERACIÓN EE CO2 Discusión https://www.climatewatchdata.org/2020-ndc-tracker Otros Problemas Ambientales Pérdida de biodiversidad Efecto potencial sobre especies Acceso a recursos minerales Metales raros, críticos Uso del Suelo Cambios en el contenido de carbono Uso del Agua Disponibilidad cantidad y calidad E n tre o tro s Pasar de un modelo lineal a uno circular Diseñar para Circular Cinzia Galimberti 2016 ¿Cuán circular podemos hacer los sistemas productivos? 2. Producción y Consumo Responsable ConsumoProducción INDUSTRIA ACTUAL Administración de recursos e insumos RECURSOS Diseño de sistemas circulares, procesos integrados, simbiosis industrial CIRCULARIDAD Incorporación de tecnología 4.0 e IA TECNOLOGÍA Programas de sellos ambientales, sociales, otros CERTIFICACIÓN CONSUMIDOR ACTUAL B2B Exigencias de clientes y a proveedores B2G Cumplimiento de normativas B2C Exigencias y demandas de las sociedad OC Necesidades internas de la compañía Caso concreto https://levistrauss.com/wp-content/uploads/2015/03/Full-LCA-Results-Deck-FINAL.pdf 3. Indicadores de impacto ¿Qué es el Pensamiento de Ciclo de Vida? El Pensamiento de Ciclo de Vida (LCT) se trata de ir más allá del enfoque tradicional en el sitio de producción y los procesos de fabricación para incluir los impactos ambientales, sociales y económicos de un producto durante todo su ciclo de vida (Iniciativa de Ciclo de Vida). La Gestión de Ciclo de Vida (LCM) es un enfoque de gestión empresarial que puede ser utilizado por todo tipo de empresas (y otras organizaciones) para mejorar su desempeño en sostenibilidad. Herramientas y técnicas, como: • Análisis de Ciclo de Vida (LCA) • Costos de Ciclo de Vida (LCC) • Análisis de Costo-beneficio (CBA) • Análisis de flujo de materiales (MFA) • Análisis de entradas y salidas (IOA) • Entrada de materiales por unidad de servicio (MIPS) • Análisis de energía acumulada (CEPA) • Análisis de producción limpia (CPA) • Análisis de riesgo (RA) • Auditorías Datos, información y modelos, como: • Bases de Datos • Buenas prácticas, por ej: Benchmarks Normas Esquemas de ponderación • Modelos, por ej: Dosis-respuesta Destino y Exposición Escenario Pensamiento de Ciclo de Vida Business case para la sostenibilidad Responsabilidad social y ambiental corporativa Sistemas y procedimientos, como: • Comunicación • Compromiso hacia stakeholders • Eco-etiquetado • Certificación • Compras sostenibles • Sistemas de gestión ambiental producto-orientados • Diseño para la sostenibilidad • Desmaterialización • Evaluación de impactos del ciclo de vida G E S T I Ó N D E C I C L O D E V I D A Adaptada de UNEP/SETAC Life Cycle Management: A Business Guide to Sustainability, Paris 2007 Gestión de Ciclo de Vida La gestión del ciclo de vida conecta varios conceptos y herramientas operativos. Beneficios del LCT El Pensamiento de ciclo de vida trae beneficios a la industria, a la sociedad y los gobiernos. Los impactos de todas las etapas del ciclo de vida deben ser considerados integralmente por los ciudadanos, las empresas y los gobiernos, cuando toman decisiones sobre patrones de consumo y producción, políticas y estrategias de gestión. Industrias Gobierno Consumidores Finalidad Producción y Consumo Sustentable Producción Responsable con más bienes y servicios competitivos Consumidores más seguros y más inteligentes Gestión Ambiental Declaraciones Ambientales de Producto Ecotiquetas, Huellas, Diseño para la Sustentabilidad Tecnologías Ambientales Gestión de Residuos Objetivos sustentables Datos y Modelos de Impacto de Ciclo de Vida P e n s a m ie n to d e C ic lo d e V id a Conclusión Pensamiento de Ciclo de Vida 13/9/2023Bárbara Civit25 PASADO PRESENTE FUTURO Un poco de historia Harry E. Teasley Jr a cargo de la división de packaging de Coca-Cola Company (Atlanta, 1969) Pensamiento de Ciclo de Vida ● 1970s – Crisis energética: LCA de combustibles, materiales derivados y sistemas de energía ● 1980s – Residuos: LCA de productos, especialmente envases y gestión de residuos ● 1990s – Contaminación: LCA de procesos industriales y tecnologías - LCIA ● 2000s – Ambiente Construido: LCA de materiales, edificios. Huellas ● 2010s – Desarrollo Sustentable: LCA Social, ecología industrial, ecoetiquetado de productos ● 2020s – Economía Circular y Verde: reciclaje, plásticos, residuos, Net zero Enfoque de Ciclo de Vida Análisis de Ciclo de Vida Huella de Carbono Huella de Agua Diseño para la Sustentabilidad Costos del Ciclo de Vida Etiquetados Tipo III Análisis Social de Ciclo de Vida Otras 13/9/2023 28Bárbara Civit Análisis de Ciclo de Vida Análisis de Ciclo de Vida ISO 14040 Requisitos y directrices para producto ISO 14044 Etiquetado Ambiental Tipo III ISO 14025 Requisitos y directrices para organizaciones 14072 Principios y lineamientos Ciclo de vida de bienes y servicios 01 02 03 04 05 Ciclo de Vida de un Producto Packaging Uso o consumo ManufacturaMaterias Primas Fin de Vida Perfil ambiental de un producto Montalbo et al, 2011 Indicadores de un solo impacto: huellas Indicadores de un solo impacto: huellas ISO 14064 Huella de Carbono de Producto ISO 14067 Huella de Agua ISO 14046 Huella Hídrica WFN Inventario de emisiones y sumideros de GEI HUELLAS de bienes y servicios 01 02 03 04 05 Ciclo de Vida de un Producto Packaging Uso o consumo ManufacturaMaterias Primas Fin de Vida INFORMACIÓN Recursos Naturales Incineración y relleno Disposición Extracción de Materias Primas Diseño y Producción Uso y Mantenimiento Packaging y Distribución Reuso Reciclo de Materiales y Componentes Recupero Diversifica 13/9/2023 37Bárbara Civit ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Su enfoque holístico y las posibilidades que ofrece a la industria en la producción para un consumo sustentable Es una herramienta de evaluación de impacto ambiental de productos (y organizaciones) diseñada para determinar la contribución de cada etapa y proceso del ciclo de vida completo de un producto a los compartimentos ambientales (aire, suelo y agua), y las consecuencias que tienen sobre la Salud Humana, la Calidad de los Ecosistemas y la Disponibilidad de los Recursos Naturales Ejemplo Envases y embalajes Packaging en el ciclo de vida de un producto Ciclo de vida del packaging 13/9/2023Bárbara Civit39 UNEP, 2013Constantia flexibles Análisis de Ciclo de Vida - ISO 14044 Criterios Datos Impactos Potenciales Recomendaciones Definición de Objetivos y Alcance01 Inventario de Ciclo de Vida02 Evaluación de impactos del Ciclo de Vida 03 Interpretación04 Fases de un LCA FASE 1: Definición de Objetivo y Alcance 1. Definción deobjetivo y alcance ¿Para qué? ¿A quién está dirigido? ¿Se comunicará públicamente? ¿Por qué? ¿Qué tipo de estudio se llevará adelante? ¿Quién solicita el estudio? 01 03 05 02 04 06 Alcance del estudio 01 02 03 04 05 De la cuna a la tumba Packaging Uso o consumo ManufacturaMaterias Primas Fin de Vida Alcance del estudio 01 02 03 04 05 De la cuna a la puerta Packaging ManufacturaMaterias Primas Alcance del estudio 01 02 03 04 05 De la puerta a la puerta Packaging Manufactura Alcance del estudio 01 02 03 04 05 De la cuna a la cuna Packaging Uso o consumo ManufacturaMaterias Primas Fin de Vida UNIDAD FUNCIONAL ● ISO 14044 (sec.3.20): “desempeño cuantificado de un sistema del producto para su utilización como unidad de referencia” ● La unidad funcional se describe claramente en la fase 1 de un LCA, cuando se establece objetivo y el alcance del estudio. Es la unidad de referencia para todas las entradas y salidas del sistema alcanzado. UNIDAD FUNCIONAL Entradas Salidas UNIDAD DECLARADA ● ISO 14044 (NO HABLA DE UNIDAD DECLARADA): Suele definirse la unidad declarada cuando el estudio de ciclo de vida no incluye la etapa de uso/consumo del producto, o cuando es sobre un producto intermedio del que no se conoce con certeza qué producto conformará en el futuro. ● La unidad declarada es común en las Reglas de Categoría de Producto. UNIDAD DECLARADA Entradas Salidas FLUJO DE REFERENCIA ● ISO 14044 (sec.3.29): medida de las salidas de los procesos, en un sistema del producto determinado, requerida para cumplir la función expresada mediante la unidad funcional ● El flujo de referencia es la cantidad de producto para cumplir la unidad funcional definida. Cobra vital importancia en estudios comparativos. FLUJO DE REFERENICA Salidas FLUJOS, PROCESOS UNITARIOS, SISTEMA ● ISO 14044 (sec. 3.21/3.25; 3.34; 3.28): producto, materia o energía que entra/sale de un proceso unitario; elemento más pequeño considerado en el inventario de ciclo de vida para el cual se cuantifican datos de entrada y salida; conjunto de procesos unitarios con flujos elementales y flujos de producto que desempeñan una o más funciones definidas, y que sirve de modelo para el ciclo de vida de un producto PROCESO UNITARIO SalidasEntradas Establecer los límites del Sistema 13/9/2023Bárbara Civit51 ISO, 2006 Asignación • Son muy pocos los procesos industriales que tienen un solo producto como salida de su proceso, muchos de los procesos además reciclan o desechan productos como materias primas. ¿Cuándo asignar? • Se deben tomar en cuenta los procesos de asignación cuando se estudian sistemas que tienen productos múltiples o multifunciones. Adaptado de Suppen, 2013 y del ILCD Handbook Ejemplo a) Dado este caso, analice si la UF está correctamente definida Objetivo Análisis de entradas y salidas en la producción de cerveza Alcance De la cuna a la puerta Producto 1L de cerveza envasada Unidad Funcional cerveza en tanque de acero retornable de 20L y botellas de vidrio no retornables de 330mL Objetivo ● El propósito de este estudio fue analizar los flujos de entrada y salida de la producción de cerveza, para evaluar los impactos que derivan de su ciclo de vida y detectar las etapas críticas. El análisis se llevó a cabo en dos tipos de producto envasado: cerveza en un tanque de acero retornable de 20L y cerveza en botellas de vidrio no retornables de 330mL. ● Esto permitirá en un paso futuro, poder comparar las dos alternativas y elegir la que tenga mejor desempeño ambiental. Finalmente, se sugieren algunas recomendaciones de mejora. Unidad Funcional ● El producto analizado es una cerveza lager italiana producida en una planta pequeña (1880000L/año, aprox). La unidad funcional que se eligió para representar el sistema analizado es 1L de cerveza y su porción de empaque. ● ¿Es coherente esa Unidad Funcional para el objetivo y el alcance del estudio abordado? Flujo de referencia ● ¿Cómo establecerían el flujo de referencia para este caso de la cerveza envasada? 3 botellas de 330mL 1/20 L de tanque de acero FASE 2: Inventario de Ciclo de Vida El inventario es la recopilación de todos los consumos de energía, materiales y recursos que entran al sistema bajo estudio, y de todas las salidas de emisiones, productos y residuos sólidos o líquidos que salen del sistema bajo estudio a lo largo de todo el ciclo de vida del producto considerado. (ISO 14040, 14044 y 14049/TR) Inventario Procesos Unitarios 13/9/2023Bárbara Civit60 Materias primas ConsumoTransporteElaboración Fin de vida ● Los datos para cada proceso unitario que se encuentra dentro de los límites del sistema se pueden clasificar dentro de los siguientes: ● Entradas de energía, entradas de materia prima, y otras entradas físicas. ● Productos, co-productos y desechos. ● Emisiones al aire, descargas al agua y al suelo. ● Otros aspectos ambientales. PROCESO UNITARIO SalidasEntradas 2. Inventario de Ciclo de Vida Algunas consideraciones… ● La determinación de un flujo de referencia apropiado que satisfaga la unidad funcional es clave para esta etapa, ya que la cuantificación de las entradas y salidas de todos los procesos unitarios serán calculados en relación a tal flujo. ● Un análisis de sensibilidad es un procedimiento sistemático que permite estimar los efectos de las elecciones que se hicieron con los datos y los métodos sobre los resultados obtenidos en el estudio Cada profesional arma la planilla a su gusto, pero hay aspectos que deben registrarse para su orden y seguimiento Planilla de recopilación de datos Insumo Identificación del flujo de entrada y/o salida Cantidad/UF Especificación de la cantidad de flujo Fuente Registro de la procedencia del dato Unidad Especificación de la unidad de medida Observaciones Registro de información complementaria Tipo de flujo Identificación del flujo como elemental, intermedio, producto, co- producto, etc ISO 14049 Guías para un ICV (además de la 14040 y 44) Búsqueda de datos secundarios (Ejemplo bizcochuelo) Análisis de Ciclo de Vida 13/9/2023 Bárbara Civit65 ACV Bizcochuelo de vainilla Mendoza Evaluación de Impactos Sistemas Ambientales Ecología industrial Argentina Latinoamérica Mundo Pastelería Panificados Derivados del trigo Bizcochuelo Mendoza Softwares y Bases de Datos ● Un base de datos es un conjunto de información perteneciente a un mismo contexto o categoría, ordenada de modo sistemático para su posterior uso y actualización. Una base de datos puede ser estática o dinámica. ● Diversos softwares para modelar inventarios y obtener perfiles de productos. 13/9/2023Bárbara Civit66 Calidad de Datos 13/9/2023 Bárbara Civit67 FASE 3: Evaluación de impactos de ciclo de vida Intervención ambiental 69 Mecanismo ambiental 70 Compartimentos ambientales 71 AIRE AGUA SUELO Impactos 13/9/2023Bárbara Civit72 Cadena Causa - Efecto Emisión Destino Efecto Exposición Daño Punto medio Punto final Intervención Ambiental Áreas de Protección Figura 1. Cadena causa-efecto CF = Destino (F) x Exposición (X) x Efecto (E) Impactos. Causa - Efecto 13/9/2023Bárbara Civit74 Inventario Puntos medios Puntos finales Cambio Climático Recursos Mineros Ecotoxicidad Eutrofización Acidificación Toxicidad Humana Agotamiento Ozono Uso del Agua Uso del Suelo Intervención ambiental Recursos Salud Humana Ecosistemas Emisiones de SO2 Disminución del pH del agua Desaparición de Especies Impactos. Causa - Efecto 13/9/2023Bárbara Civit75 Cambio Climático Recursos Mineros Ecotoxicidad Eutrofización Acidificación Toxicidad Humana Agotamiento Ozono Uso del Agua Uso del Suelo Flujos Elementales Recursos Salud Humana Ecosistemas Emisiones de NH3, NO2, SO2 Disminución del pH delagua Desaparición de Especies Kg, L, u Kg NH3, NO2, SO2 DALYs MJ PDF Inventario Puntos medios Puntos finales Ejercicio del Biodiesel 13/9/2023Bárbara Civit76 Entrada/Salida Resultado de categoría Factor de caracterización Resultado de inventario Factor de emisión 0,18 kg fert N/UF 2,2 kg CO2/kg fert N 3,96 e-01 kg CO2 1 kg CO2/kg CO2 3,96e-01 kg CO2-eq 7e-05 kg CH4/kg fert N 1,26e-05 kg CH4 25 kg CO2/kg CH4 3,15e-04 kg CO2-eq 7e-03 kg N2O/kg fert N 1,26e-03 kg N2O 310 kg CO2/kg N2O 3,91e-01 kg CO2-eq 9e-03 kg NOx/kg fert N 1,62e-03 kg NOx 0 kg CO2/kg Nox 0,00e+00 kg CO2-eq Resultado de categoría Cambio Climático para kg fert N/UF 7,87e-01 kg CO2-eq KgKg sust. eq/kgKg sust. eq Resultado de Categoría = Dato de Inventario × Factor de Caracterización End points Otros Eco-Indicator 99; Eco- scarcity; EPS LIME; USETox; IMPACT World+ Mid points Harmonizados CML-IA; EDIP; TRACI ReCiPe 2016; IMPACT 2002 Métodos de evaluación de impactos https://www.lifecycleinitiative.org/wp-content/uploads/2021/02/GLAM3-stakeholder-meeting-2020.11.18b.pdf Cambio Climático Cambio Climático Efecto Invernadero Calentamiento Global Formación de Ozono Fotoquímico 81 Acidificación ACIDIFICACIÓN 84 FACTOR DE ACIDIFICACIÓN Factores genéricos (Heijungs et al, 1992)* SO2: 1 Nox: 0.7 NH3: 1.88 Eutrofización 85 Agua dulce: compuestos de fósforo Agua marina: compuestos de nitrógeno Ecosistemas terrestres: compuestos de nitrógeno EUTROFIZACIÓN TERRESTRE Compuest os de N Ecosistema terrestre Ecosistema acuático iEregi mxFSFE i Sustancia Factores dependientes del sitio (Civit, inédito) Factores genéricos (Hauschild and Wenzel, 1998)* NOx -2,7127 0,3048 NH3 -2,9858 0,8219 87 Uso del Suelo 88 El caso del uso del suelo 13/9/2023 16:01 89 USO DEL SUELO. DESERTIFICACIÓN 91 Toxicidad Humana y Ecosistémica 92 Uso del Agua 93 Uso del Agua 94 Otras categorías de impacto 95 Ejemplo clásico 96 97 98 menor mayor Ejemplo de Normalización 99 Pre, 2019 Un litro de leche tiene un impacto de aproximadamente 1 kg CO2eq. En comparación, las emisiones globales de gases de efecto invernadero en 2010 fueron de aproximadamente 7 toneladas de CO2eq/ persona. Por lo tanto, un litro de leche tiene un impacto de 1/7000 = 0.00014 persona-año por litro. En 2007, se considera que cada persona emitió el equivalente a 18000 kg CO2eq. Si el producto A ocasionó la emisión de 180 kg CO2eq, entonces el producto A queda normalizado en 0.01 persona-eq Ejemplo de Ponderación 100 a) Políticas ambientales; b) Mandato científico; c) Valor económico; d) Panel de expertos Pre, 2019 16 16 84 10 8 12 10 10 164 8 Ejemplo de Agrupación 101 Contaminación Agotamiento de recursos FASE 4: Interpretación La interpretación incluye: ● Analizar resultados: identificación de problemas significativos y puntos críticos. ● Evaluar: controles de integridad y consistencia de los resultados obtenidos con el objetivo del estudio. ● Análisis de sensibilidad y de incertidumbre ● Llegar a una conclusión y explicar las limitaciones. ● Proporcionar recomendaciones. 01 02 03 04 05 Resultados de un proceso 13/9/2023 Bárbara Civit104 Resultados de un proceso 13/9/2023 Bárbara Civit105 Incertidumbre ● Hay diversas y variadas fuentes de incertidumbre en un estudio de ACV: Selección de la UF, definición del sistema; selección de los métodos de recopilación de datos; origen o fuente de los datos; cálculos y estimaciones; métodos de evaluación de impacto; entre otras. ● Su tratamiento no es sencillo ni está del todo estudiado, analizado y consensuado en el campo del ACV. ● Algunos softwares, ofrecen el método de Monte Carlo es un método de simulación iterativo, pobabilístico que emplea parámetros estocásticos (aleatorios) y simula cómo se comporta un valor de salida (o variables de salida) que ha sido determinado con diversos parámetros o funciones determinadas. 13/9/2023 Bárbara Civit 106 Muchas gracias *iconos: Freepik and Flaticon
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