Evaluación del ciclo de vida - Life-cycle assessment

Ilustración de las fases generales de una evaluación del ciclo de vida, como se describe en ISO 14040

La evaluación del ciclo de vida o LCA (también conocida como análisis del ciclo de vida ) es una metodología para evaluar los impactos ambientales asociados con todas las etapas del ciclo de vida de un producto, proceso o servicio comercial. Por ejemplo, en el caso de un producto manufacturado, los impactos ambientales se evalúan desde la extracción y procesamiento de la materia prima (cuna), pasando por la fabricación, distribución y uso del producto, hasta el reciclaje o disposición final de los materiales que lo componen (sepultura).

Un estudio de LCA implica un inventario completo de la energía y los materiales que se requieren en la cadena de valor de la industria del producto, proceso o servicio, y calcula las emisiones correspondientes al medio ambiente. Por lo tanto, LCA evalúa los impactos ambientales potenciales acumulativos. El objetivo es documentar y mejorar el perfil medioambiental general del producto.

Procedimientos ampliamente reconocidos para la realización de ACV se incluyen en la serie 14000 de estándares de gestión ambiental de la Organización Internacional de Normalización (ISO), en particular, en ISO 14040 e ISO 14044. ISO 14040 proporciona los 'principios y marco' de la Norma, mientras que ISO 14044 proporciona un esquema de los 'requisitos y directrices'. Generalmente, ISO 14040 fue escrito para una audiencia gerencial e ISO 14044 para profesionales. Como parte de la sección introductoria de ISO 14040, LCA se ha definido como lo siguiente:

LCA estudia los aspectos ambientales y los impactos potenciales a lo largo del ciclo de vida de un producto (es decir, de la cuna a la tumba) desde la adquisición de materias primas hasta la producción, uso y eliminación. Las categorías generales de impactos ambientales que deben considerarse incluyen el uso de recursos, la salud humana y las consecuencias ecológicas.

Se han formulado críticas contra el enfoque de LCA, tanto en general como con respecto a casos específicos (por ejemplo, en la consistencia de la metodología, particularmente con respecto a los límites del sistema, y ​​la susceptibilidad de LCA particulares al sesgo de los profesionales con respecto a las decisiones que toman. buscan informar). Sin un conjunto formal de requisitos y pautas, una LCA se puede completar con base en las opiniones y metodologías creídas de un profesional. A su vez, un LCA completado por 10 partes diferentes podría producir 10 resultados diferentes. El estándar ISO LCA tiene como objetivo normalizar esto; sin embargo, las pautas no son demasiado restrictivas y aún se pueden generar 10 respuestas diferentes.

Definición, sinónimos, objetivos y propósito

La evaluación del ciclo de vida (LCA) a veces se denomina como sinónimo de análisis del ciclo de vida en la literatura de informes académicos y de agencias. Además, debido a la naturaleza general de un estudio de LCA para examinar los impactos del ciclo de vida desde la extracción de la materia prima (cuna) hasta la eliminación (tumba), a veces se lo denomina "análisis de la cuna a la tumba".

Según lo declarado por el Laboratorio Nacional de Investigación de Gestión de Riesgos de la EPA , "LCA es una técnica para evaluar los aspectos ambientales y los impactos potenciales asociados con un producto, proceso o servicio, mediante:

  • Compilar un inventario de los insumos de energía y materiales relevantes y las liberaciones ambientales.
  • Evaluar los impactos ambientales potenciales asociados con las entradas y liberaciones identificadas.
  • Interpretar los resultados para ayudarlo a tomar una decisión más informada ".
Ejemplo de diagrama de etapas de evaluación del ciclo de vida (LCA)

Por lo tanto, es una técnica para evaluar los impactos ambientales asociados con todas las etapas de la vida de un producto, desde la extracción de la materia prima hasta el procesamiento, fabricación, distribución, uso, reparación y mantenimiento de los materiales , y eliminación o reciclaje. Los resultados se utilizan para ayudar a los responsables de la toma de decisiones a seleccionar productos o procesos que tengan el menor impacto en el medio ambiente al considerar un sistema de productos completo y evitar la suboptimización que podría ocurrir si solo se usara un proceso.

Por lo tanto, el objetivo de LCA es comparar la gama completa de efectos ambientales asignables a productos y servicios cuantificando todas las entradas y salidas de los flujos de materiales y evaluando cómo estos flujos de materiales afectan el medio ambiente. Esta información se utiliza para mejorar los procesos, respaldar las políticas y proporcionar una base sólida para tomar decisiones informadas.

El término ciclo de vida se refiere a la noción de que una evaluación justa y holística requiere la evaluación de la producción, fabricación, distribución , uso y eliminación de la materia prima, incluidos todos los pasos de transporte necesarios o causados ​​por la existencia del producto.

A pesar de los intentos de estandarizar el LCA, no es realista asumir que los LCA entregarán un resultado objetivo único. En consecuencia, no debe considerarse un método único y único, sino más bien una familia de métodos que intentan cuantificar los resultados a través de un punto de vista diferente. Entre estos métodos hay dos tipos principales: LCA atribucional y LCA consecuente. Las LCA atribucionales buscan atribuir las cargas asociadas con la producción y el uso de un producto, o con un servicio o proceso específico, durante un período temporal identificado. Las ACV consecuentes buscan identificar las consecuencias ambientales de una decisión o un cambio propuesto en un sistema en estudio y, por lo tanto, están orientadas al futuro y requieren que se tomen en cuenta las implicaciones económicas y de mercado. En otras palabras, la LCA atribucional "intenta responder '¿cómo fluyen las cosas (es decir, contaminantes, recursos e intercambios entre procesos) dentro de la ventana temporal elegida?', Mientras que la LCA consecuente intenta responder '¿cómo fluirá más allá del cambio inmediato del sistema en respuesta a las decisiones? "

Un tercer tipo de LCA, denominado "LCA social", también está en desarrollo y es un enfoque distinto para evaluar las posibles implicaciones e impactos sociales y socioeconómicos. La Evaluación del ciclo de vida social (SLCA) es una herramienta útil para que las empresas identifiquen y evalúen los posibles impactos sociales a lo largo del ciclo de vida de un producto o servicio en varias partes interesadas (por ejemplo: trabajadores, comunidades locales, consumidores). La SLCA está enmarcada por las Directrices para la evaluación del ciclo de vida social de productos de UNEP / SETAC publicadas en 2009 en Quebec. La herramienta se basa en las Directrices para la Responsabilidad Social ISO 26000 : 2010 y las Directrices de la Global Reporting Initiative (GRI).

Las limitaciones de LCA para enfocarse únicamente en los aspectos ecológicos de la sustentabilidad, y no en los aspectos económicos o sociales, lo distingue del análisis de línea de productos (PLA) y métodos similares. Esta limitación se hizo deliberadamente para evitar la sobrecarga de métodos, pero reconoce que estos factores no deben ignorarse al tomar decisiones sobre el producto.

Algunos procedimientos ampliamente reconocidos para LCA se incluyen en la serie ISO 14000 de estándares de gestión ambiental, en particular, ISO 14040 y 14044. Las evaluaciones del ciclo de vida de los productos de gases de efecto invernadero (GEI) también pueden cumplir con especificaciones como la Especificación disponible al público (PAS) 2050 y el Estándar de Informes y Contabilidad del Ciclo de Vida del Protocolo de GEI .

Principales fases ISO de LCA

De acuerdo con las normas de la ISO 14040 y 14044, un ACV se lleva a cabo en cuatro fases distintas, como se ilustra en la figura que se muestra arriba a la derecha (en la apertura del artículo). Las fases son a menudo interdependientes, en el sentido de que los resultados de una fase informarán cómo se completan otras fases. Por lo tanto, ninguna de las etapas debe considerarse finalizada hasta que se complete todo el estudio.

Objetivo y alcance

La Norma ISO LCA requiere que una serie de parámetros se expresen cuantitativa y cualitativamente, que ocasionalmente se denominan parámetros de diseño de estudio (SPD). Los dos DOCUP principales de un ACV son el objetivo y el alcance, y ambos deben indicarse explícitamente. Se recomienda que un estudio use las palabras clave representadas en el Estándar al documentar estos detalles (por ejemplo, "El objetivo del estudio es ...") para asegurarse de que no haya confusión y asegurarse de que el estudio se interprete para el uso previsto.

Por lo general, un estudio de LCA comienza con una declaración explícita del objetivo, que establece el contexto del estudio y explica cómo y a quién se comunicarán los resultados. Según las pautas de ISO, el objetivo debe indicar de manera inequívoca los siguientes elementos:

  1. La aplicación prevista
  2. Razones para realizar el estudio
  3. La audiencia
  4. Si los resultados se utilizarán en una afirmación comparativa publicada públicamente.

El objetivo también debe definirse con el comisionado para el estudio, y se recomienda que se obtenga del comisionado una descripción detallada de por qué se está llevando a cabo el estudio.

Siguiendo el objetivo, el alcance debe definirse destacando la información cualitativa y cuantitativa incluida en el estudio. A diferencia del objetivo, que puede incluir solo unas pocas oraciones, el alcance a menudo requiere varias páginas. Se establece para describir el detalle y la profundidad del estudio y demostrar que el objetivo se puede lograr dentro de las limitaciones establecidas. Según las pautas de la Norma ISO LCA, el alcance del estudio debe describir lo siguiente:

  • Producto Sistema , que es una colección de procesos (actividades que transforman entradas en salidas) que son necesarios para realizar una función específica y están dentro de los límites del sistema del estudio. Es representativo de todos los procesos del ciclo de vida de un producto o proceso.
  • Unidad funcional , que define con precisión lo que se está estudiando, cuantifica el servicio prestado por el sistema, proporciona una referencia con la que se pueden relacionar las entradas y salidas y proporciona una base para comparar / analizar bienes o servicios alternativos. La unidad funcional es un componente muy importante de LCA y debe definirse claramente. Se utiliza como base para seleccionar uno o más sistemas de productos que pueden proporcionar la función. Por tanto, la unidad funcional permite tratar diferentes sistemas como funcionalmente equivalentes. La unidad funcional definida debe ser cuantificable, incluir unidades, considerar la cobertura temporal y no contener entradas y salidas del sistema de productos (por ejemplo, kg CO
    2
    emisiones). Otra forma de verlo es considerando las siguientes preguntas:
    1. ¿Qué?
    2. ¿Cuánto cuesta?
    3. ¿Por cuánto tiempo / cuántas veces?
    4. ¿Dónde?
    5. ¿Que tan bien?
  • Flujo de referencia, que es la cantidad de producto o energía que se necesita para realizar la unidad funcional. Normalmente, el flujo de referencia es diferente cualitativa y cuantitativamente para diferentes productos o sistemas en el mismo flujo de referencia; sin embargo, hay casos en los que pueden ser iguales.
  • Límite del sistema , que delimita qué procesos deben incluirse en el análisis de un sistema de productos, incluido si el sistema produce coproductos que deben tenerse en cuenta mediante la expansión o asignación del sistema. El límite del sistema debe estar de acuerdo con el objetivo declarado del estudio.
  • Supuestos y limitaciones, que incluye cualquier supuesto o decisión tomada a lo largo del estudio que pueda influir en los resultados finales. Es importante que se transmitan, ya que la omisión puede dar lugar a una mala interpretación de los resultados. Las suposiciones y limitaciones adicionales necesarias para lograr el proyecto a menudo se hacen a lo largo del proyecto y deben registrarse según sea necesario.
  • Requisitos de calidad de datos , que especifican los tipos de datos que se incluirán y las restricciones. De acuerdo con ISO 14044, las siguientes consideraciones sobre la calidad de los datos deben documentarse en el alcance:
    1. Cobertura temporal
    2. Cobertura geográfica
    3. Cobertura Tecnológica
    4. Precisión, integridad y representatividad de los datos
    5. Coherencia y reproducibilidad de los métodos utilizados en el estudio.
    6. Fuentes de datos
    7. Incertidumbre de la información y lagunas de datos reconocidas
  • Procedimiento de asignación , que se utiliza para dividir las entradas y salidas de un producto y es necesario para los procesos que producen múltiples productos o coproductos. Esto también se conoce como multifuncionalidad de un sistema de producto. ISO 14044 presenta una jerarquía de soluciones para tratar los problemas de multifuncionalidad, ya que la elección del método de asignación de coproductos puede afectar significativamente los resultados de un LCA. Los métodos de jerarquía son los siguientes:
    1. Evitar la asignación por subdivisión: este método intenta desagregar el proceso unitario en subprocesos más pequeños para separar la producción del producto de la producción del coproducto.
    2. Evitar la asignación a través de la expansión (o sustitución) del sistema: este método intenta expandir el proceso del coproducto con la forma más probable de proporcionar la función secundaria del producto determinante (o producto de referencia). En otras palabras, expandiendo el sistema del coproducto en la forma alternativa más probable de producir el coproducto de forma independiente (Sistema 2). Los impactos resultantes de la forma alternativa de producir el coproducto (Sistema 2) se restan luego del producto determinante para aislar los impactos en el Sistema 1.
    3. Asignación (o partición) basada en la relación física: este método intenta dividir las entradas y salidas y asignarlas en función de las relaciones físicas entre los productos (por ejemplo, masa, uso de energía, etc.).
    4. Asignación (o partición) basada en otra relación (no física): este método intenta dividir las entradas y salidas y asignarlas basándose en relaciones no físicas (por ejemplo, valor económico).
  • Evaluación de Impacto , que incluye un esquema de las categorías de impacto identificadas como de interés para el estudio, y la metodología seleccionada utilizada para calcular los impactos respectivos. Específicamente, los datos del inventario del ciclo de vida se traducen en puntajes de impacto ambiental, que pueden incluir categorías tales como toxicidad humana , smog , calentamiento global y eutrofización . Como parte del alcance, solo se debe proporcionar una descripción general, ya que el análisis principal sobre las categorías de impacto se discute en la fase de evaluación del impacto del ciclo de vida (LCIA) del estudio.
  • Documentación de datos, que es la documentación explícita de las entradas / salidas (flujos individuales) utilizadas dentro del estudio. Esto es necesario ya que la mayoría de los análisis no consideran todas las entradas y salidas de un sistema de producto, por lo que proporciona a la audiencia una representación transparente de los datos seleccionados. También proporciona transparencia sobre por qué se eligió el límite del sistema, el sistema de producto, la unidad funcional, etc.

Inventario de ciclo de vida (LCI)

Un ejemplo de un diagrama de inventario de ciclo de vida (LCI)

El análisis del Inventario del ciclo de vida (LCI) implica la creación de un inventario de los flujos desde y hacia la naturaleza (ecosfera) para un sistema de productos. Es el proceso de cuantificar los requisitos de materia prima y energía, las emisiones atmosféricas, las emisiones a la tierra, las emisiones al agua, el uso de recursos y otras liberaciones durante el ciclo de vida de un producto o proceso. En otras palabras, es la agregación de todos los flujos elementales relacionados con cada proceso unitario dentro de un sistema de productos.

Para desarrollar el inventario, a menudo se recomienda comenzar con un modelo de flujo del sistema técnico utilizando datos sobre entradas y salidas del sistema de productos. El modelo de flujo generalmente se ilustra con un diagrama de flujo que incluye las actividades que se evaluarán en la cadena de suministro relevante y brinda una imagen clara de los límites técnicos del sistema. Generalmente, cuanto más detallado y complejo es el diagrama de flujo, más precisos son el estudio y los resultados. Los datos de entrada y salida necesarios para la construcción del modelo se recopilan para todas las actividades dentro de los límites del sistema, incluida la cadena de suministro (lo que se conoce como entradas de la tecnosfera).

De acuerdo con ISO 14044, un LCI debe documentarse mediante los siguientes pasos:

  1. Preparación de la recopilación de datos en función de la meta y el alcance.
  2. Recopilación de datos
  3. Validación de datos (incluso si se utilizan los datos de otro trabajo)
  4. Asignación de datos (si es necesario)
  5. Relacionar datos con el proceso unitario
  6. Relacionar datos con la unidad funcional
  7. Agregación de datos

Como se hace referencia en la norma ISO 14044, los datos deben estar relacionados con la unidad funcional, así como con el objetivo y el alcance. Sin embargo, dado que las etapas de LCA son de naturaleza iterativa, la fase de recopilación de datos puede hacer que el objetivo o el alcance cambien. Por el contrario, un cambio en el objetivo o el alcance durante el curso del estudio puede provocar una recopilación adicional de datos o la eliminación o datos recopilados previamente en el LCI.

El resultado de un LCI es un inventario compilado de flujos elementales de todos los procesos en los sistemas de productos estudiados. Los datos generalmente se detallan en gráficos y requieren un enfoque estructurado debido a su naturaleza compleja.

Al recopilar los datos para cada proceso dentro de los límites del sistema, la norma ISO LCA requiere que el estudio mida o estime los datos para representar cuantitativamente cada proceso en el sistema del producto. Idealmente, al recopilar datos, un profesional debería aspirar a recopilar datos de fuentes primarias (por ejemplo, medir las entradas y salidas de un proceso en el sitio u otros medios físicos). Los cuestionarios se utilizan con frecuencia para recopilar datos en el sitio e incluso se pueden enviar al fabricante o compañía respectivos para que los completen. Los elementos del cuestionario que se registrarán pueden incluir:

  1. Producto para la recopilación de datos
  2. Recopilador de datos y fecha
  3. Periodo de recopilación de datos
  4. Explicación detallada del proceso
  5. Insumos (materias primas, materiales auxiliares, energía, transporte)
  6. Salidas (emisiones al aire, agua y tierra)
  7. Cantidad y calidad de cada entrada y salida

A menudo, la recopilación de datos primarios puede ser difícil y el propietario la considera confidencial o patentada. Una alternativa a los datos primarios son los datos secundarios, que son datos que provienen de bases de datos de LCA, fuentes bibliográficas y otros estudios anteriores. Con fuentes secundarias, a menudo se encuentran datos que son similares a un proceso pero no exactos (por ejemplo, datos de un país diferente, un proceso ligeramente diferente, una máquina similar pero diferente, etc.). Como tal, es importante documentar explícitamente las diferencias en dichos datos. Sin embargo, los datos secundarios no siempre son inferiores a los datos primarios. Por ejemplo, hacer referencia a los datos de otro trabajo en el que el autor utilizó datos primarios muy precisos. Junto con los datos primarios, los datos secundarios deben documentar la fuente, la confiabilidad y la representatividad temporal, geográfica y tecnológica.

Al identificar las entradas y salidas para documentar para cada proceso unitario dentro del sistema de productos de un LCI, un profesional puede encontrarse con la instancia en la que un proceso tiene múltiples flujos de entrada o generar múltiples flujos de salida. En tal caso, el profesional debe asignar los flujos según el "Procedimiento de asignación" descrito en la sección anterior "Objetivo y alcance" de este artículo.

Un área donde es probable que el acceso a los datos sea difícil son los flujos de la tecnosfera. La tecnosfera se define más simplemente como el mundo creado por el hombre. Considerados por los geólogos como recursos secundarios, estos recursos son en teoría 100% reciclables; sin embargo, en un sentido práctico, el objetivo principal es el salvamento. Para un LCI, estos productos de tecnosfera (productos de la cadena de suministro) son aquellos que han sido producidos por humanos y, desafortunadamente, aquellos que completen un cuestionario sobre un proceso que utiliza un producto hecho por humanos como un medio para un fin no podrán especificar cuánto de una determinada entrada que utilizan. Por lo general, no tendrán acceso a los datos relacionados con las entradas y salidas de los procesos de producción anteriores del producto. La entidad que realiza el ACV debe recurrir a fuentes secundarias si aún no tiene esos datos de sus propios estudios previos. Las bases de datos o conjuntos de datos nacionales que vienen con herramientas para profesionales de ACV, o a los que se puede acceder fácilmente, son las fuentes habituales de esa información. Luego, se debe tener cuidado para asegurar que la fuente de datos secundaria refleje adecuadamente las condiciones regionales o nacionales.

Los métodos de LCI incluyen "LCA basados ​​en procesos", LCA de insumo-producto económico ( EIOLCA ) y enfoques híbridos. El LCA basado en procesos es un enfoque de LCI de abajo hacia arriba que construye un LCI utilizando el conocimiento sobre los procesos industriales dentro del ciclo de vida de un producto y los flujos físicos que los conectan. EIOLCA es un enfoque de arriba hacia abajo para LCI y utiliza información sobre flujos elementales asociados con una unidad de actividad económica en diferentes sectores. Esta información generalmente se obtiene de las estadísticas nacionales de las agencias gubernamentales que rastrean el comercio y los servicios entre sectores. El LCA híbrido es una combinación de LCA y EIOLCA basados ​​en procesos.

Evaluación del impacto del ciclo de vida (LCIA)

El análisis del inventario del ciclo de vida va seguido de una evaluación de impacto del ciclo de vida (LCIA). Esta fase de la LCA tiene como objetivo evaluar los posibles impactos ambientales y en la salud humana resultantes de los caudales elementales determinados en la LCI. Las normas ISO 14040 y 14044 requieren los siguientes pasos obligatorios para completar una LCIA:

Obligatorio

  • Selección de categorías de impacto, indicadores de categoría y modelos de caracterización. La Norma ISO requiere que un estudio seleccione múltiples impactos que abarquen "un conjunto integral de problemas ambientales". Los impactos deben ser relevantes para la región geográfica del estudio y se debe discutir la justificación de cada impacto elegido. A menudo, en la práctica, esto se completa eligiendo un método LCIA ya existente (por ejemplo, TRACI, ReCiPe, AWARE, etc.).
  • Clasificación de resultados de inventario. En este paso, los resultados de LCI se asignan a las categorías de impacto elegidas en función de sus efectos ambientales conocidos. En la práctica, esto a menudo se completa utilizando bases de datos de LCI o software LCA. Las categorías de impacto comunes incluyen el calentamiento global, el agotamiento del ozono, la acidificación, la toxicidad humana, etc.
  • Caracterización, que transforma cuantitativamente los resultados de ICV dentro de cada categoría de impacto a través de "factores de caracterización" (también denominados factores de equivalencia) para crear "indicadores de categoría de impacto". En otras palabras, este paso tiene como objetivo responder "¿cuánto contribuye cada resultado a la categoría de impacto?" Un objetivo principal de este paso es convertir todos los flujos clasificados para un impacto en unidades comunes para la comparación. Por ejemplo, para el Potencial de calentamiento global, la unidad se define generalmente como CO 2 -equiv o CO 2 -e (CO 2 equivalente) donde al CO 2 se le da un valor de 1 y todas las demás unidades se convierten según su impacto relacionado.

En muchas LCA, la caracterización concluye el análisis LCIA, ya que es la última etapa obligatoria de acuerdo con ISO 14044. Sin embargo, la Norma ISO proporciona los siguientes pasos opcionales que se deben tomar además de los pasos obligatorios antes mencionados:

Opcional

  • Normalización de resultados. Este paso tiene como objetivo responder "¿Eso es mucho?" expresando los resultados de la LCIA con respecto a un sistema de referencia elegido. A menudo se elige un valor de referencia separado para cada categoría de impacto, y la justificación del paso es proporcionar una perspectiva temporal y espacial y ayudar a validar los resultados de la LCIA. Las referencias estándar son impactos típicos por categoría de impacto por: zona geográfica, habitante de la zona geográfica (por persona), sector industrial u otro sistema de producto o escenario de referencia de referencia.
  • Agrupación de resultados de LCIA. Este paso se logra clasificando o clasificando los resultados de LCIA (ya sea caracterizados o normalizados según los pasos previos elegidos) en un solo grupo o varios grupos según se define dentro del objetivo y alcance. Sin embargo, la agrupación es subjetiva y puede ser inconsistente entre los estudios.
  • Ponderación de las categorías de impacto. Este paso tiene como objetivo determinar el significado de cada categoría y qué tan importante es en relación con las demás. Permite que los estudios agreguen puntajes de impacto en un solo indicador para comparar. La ponderación es muy subjetiva y, como a menudo se decide en función de la ética de las partes interesadas. Hay tres categorías principales de métodos de ponderación: el método de panel, el método de monetización y el método de destino. La ISO 14044 generalmente desaconseja la ponderación, afirmando que "la ponderación no se utilizará en estudios de LCA destinados a ser utilizados en afirmaciones comparativas destinadas a ser divulgadas al público". Si un estudio decide ponderar los resultados, los resultados ponderados siempre deben informarse junto con los resultados no ponderados para mayor transparencia.

Los impactos del ciclo de vida también se pueden clasificar en las diversas fases del desarrollo, producción, uso y eliminación de un producto. En términos generales, estos impactos se pueden dividir en primeros impactos, impactos de uso e impactos al final de la vida útil. Los primeros impactos incluyen la extracción de materias primas, la fabricación (conversión de materias primas en un producto), el transporte del producto a un mercado o sitio, la construcción / instalación y el inicio del uso u ocupación. Los impactos del uso incluyen los impactos físicos del funcionamiento del producto o la instalación (como energía, agua, etc.) y cualquier mantenimiento, renovación o reparación que se requiera para continuar utilizando el producto o la instalación. Los impactos al final de la vida útil incluyen la demolición y el procesamiento de desechos o materiales reciclables.

Interpretación

La interpretación del ciclo de vida es una técnica sistemática para identificar, cuantificar, verificar y evaluar la información de los resultados del inventario del ciclo de vida y / o la evaluación del impacto del ciclo de vida. Los resultados del análisis del inventario y la evaluación de impacto se resumen durante la fase de interpretación. El resultado de la fase de interpretación es un conjunto de conclusiones y recomendaciones para el estudio. Según ISO 14043, la interpretación debe incluir lo siguiente:

  • Identificación de problemas importantes basados ​​en los resultados de las fases LCI y LCIA de un LCA
  • Evaluación del estudio considerando controles de integridad, sensibilidad y consistencia
  • Conclusiones, limitaciones y recomendaciones

Un propósito clave de realizar la interpretación del ciclo de vida es determinar el nivel de confianza en los resultados finales y comunicarlos de manera justa, completa y precisa. Interpretar los resultados de una LCA no es tan simple como "3 es mejor que 2, por lo tanto, la Alternativa A es la mejor opción". La interpretación comienza con comprender la precisión de los resultados y asegurarse de que cumplan con el objetivo del estudio. Esto se logra identificando los elementos de datos que contribuyen significativamente a cada categoría de impacto, evaluando la sensibilidad de estos elementos de datos significativos, evaluando la integridad y consistencia del estudio y extrayendo conclusiones y recomendaciones basadas en una comprensión clara de cómo se llevó a cabo el ACV. y se desarrollaron los resultados.

Específicamente, como lo expresó MA Curran, el objetivo de la fase de interpretación de la LCA es identificar la alternativa que tiene el menor impacto ambiental negativo de principio a fin en los recursos terrestres, marinos y aéreos.

Usos de LCA

En el momento de una encuesta a los profesionales de LCA en 2006, LCA se estaba utilizando para respaldar la estrategia comercial y la I + D (18% cada una, del total de aplicaciones encuestadas); otros usos incluyeron el ACV como insumo para el diseño de productos o procesos (15%), su uso en educación (13%) y su uso para etiquetado o declaraciones de productos (11%).

Se ha sugerido que la LCA se integrará continuamente en las prácticas de construcción mediante el desarrollo y la implementación de herramientas adecuadas, por ejemplo, las directrices del proyecto europeo ENSLIC Building, que guían a los profesionales en la aplicación de métodos de datos de LCI a la planificación, el diseño y la construcción.

Las principales corporaciones de todo el mundo están realizando LCA internamente o encargando estudios, mientras que los gobiernos apoyan el desarrollo de bases de datos nacionales para respaldar la LCA. De particular interés es el uso creciente de LCA para etiquetas ISO Tipo III llamadas Declaraciones Ambientales de Producto, definidas como "datos ambientales cuantificados para un producto con categorías preestablecidas de parámetros basados ​​en la serie de normas ISO 14040, pero sin excluir información ambiental adicional. ". La certificación de terceros juega un papel importante en la industria actual, y las etiquetas basadas en LCA certificadas por terceros proporcionan una base cada vez más importante para evaluar los méritos ambientales relativos de los productos de la competencia. En particular, dicha certificación independiente se describe como una indicación de la dedicación de una empresa a proporcionar a los clientes productos seguros y respetuosos con el medio ambiente.

La LCA también tiene funciones importantes en la evaluación del impacto ambiental , la gestión integrada de residuos y los estudios de contaminación. Entre los estudios recientes importantes que aplican la LCA se incluyen:

  • Un estudio que evalúa el ACV de una planta a escala de laboratorio para la producción de aire enriquecido con oxígeno junto con su evaluación económica desde el punto de vista del ecodiseño.
  • Una evaluación de los impactos ambientales de las actividades de mantenimiento, reparación y rehabilitación de pavimentos.

Análisis de los datos

Un análisis del ciclo de vida es tan preciso y válido como su conjunto básico de datos . Hay dos tipos fundamentales de datos de LCA: datos de proceso de la unidad y datos ambientales de entrada y salida (EIO). Los datos del proceso unitario se derivan de encuestas directas de empresas o plantas que producen el producto de interés, realizadas a un nivel de proceso unitario definido por los límites del sistema para el estudio. Los datos de EIO se basan en datos de insumos y productos económicos nacionales.

La validez de los datos es una preocupación constante para los análisis del ciclo de vida. Para que las conclusiones de LCA sean válidas, los datos utilizados en el inventario de LCA deben ser precisos y válidos y, por lo tanto, en lo que respecta a la validez, deben ser recientes. Además, al comparar un par de LCA para diferentes productos, procesos o servicios, es crucial que los datos de calidad equivalente estén disponibles para el par que se está comparando. Si uno del par, por ejemplo, un producto, tiene una disponibilidad mucho mayor de datos precisos y válidos, no se puede comparar con justicia con otro producto que tiene menor disponibilidad de tales datos.

Con respecto a la puntualidad de los datos, se ha observado que la validez de los datos puede estar reñida con el tiempo que lleva la recopilación de datos. Debido a la globalización y al ritmo de la investigación y el desarrollo , continuamente se están introduciendo en el mercado nuevos materiales y métodos de fabricación, lo que hace que sea importante y difícil identificar y aplicar información actualizada. Por ejemplo, en el sector de la electrónica de consumo , los productos como los teléfonos móviles pueden rediseñarse cada 9 a 12 meses, creando la necesidad de una recopilación de datos rápida y continua.

Como se señaló anteriormente, el inventario en el LCA generalmente considera una serie de etapas que incluyen: extracción, procesamiento y fabricación de materiales, uso del producto y eliminación del producto. Si se puede determinar la más dañina para el medio ambiente de estas etapas, entonces el impacto en el medio ambiente se puede reducir de manera eficiente concentrándose en realizar cambios para esa fase en particular. Por ejemplo, la etapa más intensiva en energía en el LCA de un producto de aeronave o automóvil es durante su uso, como resultado del consumo de combustible durante la vida útil del producto. Una forma eficaz de aumentar la eficiencia del combustible es reducir el peso del vehículo; por lo tanto, los fabricantes de aviones y automóviles pueden reducir el impacto ambiental mediante el reemplazo de materiales más pesados ​​por otros más livianos (por ejemplo, elementos reforzados con fibra de carbono o aluminio), siendo iguales todas las especificaciones y otros costos.

Las fuentes de datos que se utilizan en las LCA suelen ser grandes bases de datos. No es apropiado comparar dos opciones si se han utilizado diferentes fuentes de datos para obtener los datos. Las fuentes de datos comunes incluyen:

  • soca
  • EuGeos '15804-IA
  • NECESIDADES
  • ecoinvento
  • PSILCA
  • ESU World Food
  • GaBi
  • ELCD
  • LC-Inventories.ch
  • Puntos de acceso social
  • ProBas
  • bioenergía
  • Agribalyse
  • USDA
  • Ökobaudat
  • Huella agrícola
  • Archivo integral de datos ambientales (CEDA)

Los cálculos de impacto se pueden realizar a mano, pero es más habitual agilizar el proceso mediante el uso de software. Esto puede variar desde una simple hoja de cálculo, donde el usuario ingresa los datos manualmente hasta un programa completamente automatizado, donde el usuario no conoce los datos de origen.

Variantes

Cuna a la tumba

De la cuna a la tumba es la evaluación completa del ciclo de vida desde la extracción de recursos ('cuna') hasta la fase de uso y la fase de eliminación ('tumba'). Por ejemplo, los árboles producen papel, que puede reciclarse en aislamiento de celulosa (papel fibrado) de baja producción de energía , y luego usarse como un dispositivo de ahorro de energía en el techo de una casa durante 40 años, ahorrando 2000 veces la energía de combustibles fósiles utilizada. en su producción. Después de 40 años, las fibras de celulosa se reemplazan y las fibras viejas se eliminan, posiblemente incineradas. Todas las entradas y salidas se consideran para todas las fases del ciclo de vida.

De la cuna a la puerta

Cradle-to-gate es una evaluación de un ciclo de vida parcial del producto desde la extracción de recursos ( cuna ) hasta la puerta de la fábrica (es decir, antes de que se transporte al consumidor). En este caso se omiten la fase de uso y la fase de eliminación del producto. Las evaluaciones de la cuna a la puerta son a veces la base de las declaraciones ambientales de productos (EPD) denominadas EPD de empresa a empresa. Uno de los usos importantes del enfoque de la cuna a la puerta compila el inventario del ciclo de vida (LCI) utilizando la cuna a la puerta. Esto permite que la LCA recopile todos los impactos que conducen a la compra de recursos por parte de la instalación. Luego, pueden agregar los pasos involucrados en su transporte a la planta y al proceso de fabricación para producir más fácilmente sus propios valores de principio a fin para sus productos.

Producción de la cuna a la cuna o de circuito cerrado

Cradle-to-cradle es un tipo específico de evaluación desde el principio hasta la tumba, donde el paso de eliminación del producto al final de la vida útil es un proceso de reciclaje . Es un método utilizado para minimizar el impacto ambiental de los productos mediante el empleo de prácticas sostenibles de producción, operación y eliminación y tiene como objetivo incorporar la responsabilidad social en el desarrollo de productos. Del proceso de reciclaje se originan productos nuevos e idénticos (por ejemplo, pavimento de asfalto de pavimento de asfalto desechado, botellas de vidrio de botellas de vidrio recolectadas) o productos diferentes (por ejemplo, aislamiento de lana de vidrio de botellas de vidrio recolectadas).

La asignación de la carga de los productos en los sistemas de producción de circuito abierto presenta desafíos considerables para el ACV. Se han propuesto varios métodos, como el enfoque de carga evitada, para abordar los problemas involucrados.

Puerta a puerta

Puerta a puerta es un ACV parcial que analiza solo un proceso de valor agregado en toda la cadena de producción. Los módulos puerta a puerta también se pueden vincular posteriormente en su cadena de producción adecuada para formar una evaluación completa de la cuna a la puerta.

Bien a la rueda

Well-to-wheel es el LCA específico que se utiliza para el transporte de combustibles y vehículos. El análisis a menudo se divide en etapas denominadas "pozo a estación" o "pozo a tanque" y "estación a rueda" o "tanque a rueda" o "enchufe a rueda ". La primera etapa, que incorpora la producción y procesamiento de materia prima o combustible y el suministro de combustible o transmisión de energía, se denomina etapa "aguas arriba", mientras que la etapa que se ocupa de la operación del vehículo en sí se denomina a veces etapa "aguas abajo". El análisis de pozo a rueda se usa comúnmente para evaluar el consumo total de energía, o la eficiencia de conversión de energía y el impacto de las emisiones de embarcaciones , aeronaves y vehículos de motor , incluida su huella de carbono y los combustibles utilizados en cada uno de estos modos de transporte. El análisis WtW es útil para reflejar las diferentes eficiencias y emisiones de las tecnologías energéticas y los combustibles tanto en las etapas ascendente como descendente, lo que brinda una imagen más completa de las emisiones reales.

La variante de pozo a rueda tiene una contribución significativa en un modelo desarrollado por el Laboratorio Nacional de Argonne . El modelo de gases de efecto invernadero, emisiones reguladas y uso de energía en el transporte (GREET) se desarrolló para evaluar los impactos de los nuevos combustibles y tecnologías de vehículos. El modelo evalúa los impactos del uso de combustible mediante una evaluación de pozo a rueda, mientras que se utiliza un enfoque tradicional de la cuna a la tumba para determinar los impactos del propio vehículo. El modelo informa el uso de energía, las emisiones de gases de efecto invernadero y seis contaminantes adicionales: compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido de carbono (CO), óxido de nitrógeno (NOx), material particulado con un tamaño menor a 10 micrómetros (PM10), material particulado con tamaño menor de 2,5 micrómetros (PM2,5) y óxidos de azufre (SOx).

Los valores cuantitativos de las emisiones de gases de efecto invernadero calculados con el método WTW o con el método LCA pueden diferir, ya que el LCA está considerando más fuentes de emisión. Por ejemplo, al evaluar las emisiones de GEI de un vehículo eléctrico de batería en comparación con un vehículo con motor de combustión interna convencional, el WTW (que solo contabiliza los GEI para la fabricación de combustibles) descubre que un vehículo eléctrico puede ahorrar entre el 50 y el 60% de los GEI. , mientras que un método híbrido LCA-WTW, considerando también los GEI debido a la fabricación y al final de la vida útil de la batería, arroja ahorros de emisiones de GEI entre un 10 y un 13% más bajos, en comparación con el WTW.

Evaluación económica del ciclo de vida de insumos y productos

El LCA de insumo-producto económico ( EIOLCA ) implica el uso de datos agregados a nivel de sector sobre cuánto impacto ambiental se puede atribuir a cada sector de la economía y cuánto compra cada sector a otros sectores. Dicho análisis puede dar cuenta de cadenas largas (por ejemplo, construir un automóvil requiere energía, pero producir energía requiere vehículos, y construir esos vehículos requiere energía, etc.), lo que alivia de alguna manera el problema de alcance del proceso LCA; sin embargo, EIOLCA se basa en promedios a nivel de sector que pueden o no ser representativos del subconjunto específico del sector relevante para un producto en particular y, por lo tanto, no es adecuado para evaluar los impactos ambientales de los productos. Además, la traducción de cantidades económicas en impactos ambientales no está validada.

ACV de base ecológica

Si bien un LCA convencional utiliza muchos de los mismos enfoques y estrategias que un Eco-LCA, este último considera una gama mucho más amplia de impactos ecológicos. Fue diseñado para proporcionar una guía para el manejo inteligente de las actividades humanas mediante la comprensión de los impactos directos e indirectos sobre los recursos ecológicos y los ecosistemas circundantes. Desarrollado por el Centro de Resiliencia de la Universidad Estatal de Ohio, Eco-LCA es una metodología que considera cuantitativamente los servicios de regulación y apoyo durante el ciclo de vida de los bienes y productos económicos. En este enfoque, los servicios se clasifican en cuatro grupos principales: servicios de apoyo, de regulación, de aprovisionamiento y culturales.

ACV basado en exergía

La exergía de un sistema es el trabajo útil máximo posible durante un proceso que equilibra el sistema con un depósito de calor. Wall establece claramente la relación entre el análisis de exergía y la contabilidad de recursos. Esta intuición confirmada por DeWulf y Sciubba condujo a la contabilidad Exergo-económica y a métodos específicamente dedicados al LCA como el insumo de material exergético por unidad de servicio (EMIPS). El concepto de entrada de material por unidad de servicio (MIPS) se cuantifica en términos de la segunda ley de la termodinámica , lo que permite calcular tanto la entrada de recursos como la salida del servicio en términos de exergía. Este insumo de material exergético por unidad de servicio (EMIPS) ha sido elaborado para la tecnología del transporte . El servicio no solo tiene en cuenta la masa total a transportar y la distancia total, sino también la masa por transporte individual y el tiempo de entrega.

Análisis energético del ciclo de vida

El análisis de energía del ciclo de vida (LCEA) es un enfoque en el que se contabilizan todas las entradas de energía a un producto, no solo las entradas de energía directa durante la fabricación, sino también todas las entradas de energía necesarias para producir componentes, materiales y servicios necesarios para el proceso de fabricación. Un término anterior para el enfoque fue análisis energético . Con LCEA, se establece la entrada de energía total del ciclo de vida .

Producción de energía

Se reconoce que se pierde mucha energía en la producción de los propios productos energéticos, como la energía nuclear , la electricidad fotovoltaica o los productos petrolíferos de alta calidad . El contenido energético neto es el contenido energético del producto menos el aporte energético utilizado durante la extracción y conversión , directa o indirectamente. Un resultado temprano controvertido de LCEA afirmó que la fabricación de células solares requiere más energía de la que se puede recuperar con el uso de la célula solar. El resultado fue refutado. Actualmente, el tiempo de recuperación de la energía de los paneles solares fotovoltaicos varía de unos meses a varios años. El reciclaje de módulos podría reducir aún más el tiempo de recuperación de la energía a alrededor de un mes. Otro concepto nuevo que surge de las evaluaciones del ciclo de vida es el canibalismo energético . El canibalismo energético se refiere a un efecto en el que el rápido crecimiento de toda una industria intensiva en energía crea una necesidad de energía que utiliza (o canibaliza) la energía de las centrales eléctricas existentes. Por lo tanto, durante el rápido crecimiento, la industria en su conjunto no produce energía porque se utiliza nueva energía para alimentar la energía incorporada de las futuras centrales eléctricas. Se ha trabajado en el Reino Unido para determinar los impactos del ciclo de vida de la energía (junto con el LCA completo) de una serie de tecnologías renovables.

Recuperación de energía

Si los materiales se incineran durante el proceso de eliminación, la energía liberada durante la quema se puede aprovechar y utilizar para la producción de electricidad . Esto proporciona una fuente de energía de bajo impacto, especialmente en comparación con el carbón y el gas natural. Si bien la incineración produce más emisiones de gases de efecto invernadero que los vertederos , las plantas de desechos están bien equipadas con equipos regulados de control de la contaminación para minimizar este impacto negativo. Un estudio que comparó el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero de los vertederos (sin recuperación de energía) con la incineración (con recuperación de energía) encontró que la incineración es superior en todos los casos, excepto cuando el gas de vertedero se recupera para la producción de electricidad.

Crítica

Podría decirse que la eficiencia energética es solo una consideración a la hora de decidir qué proceso alternativo emplear, y no debe elevarse como el único criterio para determinar la aceptabilidad ambiental. Por ejemplo, un análisis energético simple no tiene en cuenta la renovabilidad de los flujos de energía o la toxicidad de los productos de desecho. La incorporación de "LCA dinámicas", por ejemplo, con respecto a las tecnologías de energía renovable, que utilizan análisis de sensibilidad para proyectar mejoras futuras en los sistemas renovables y su participación en la red eléctrica, puede ayudar a mitigar esta crítica.

En los últimos años, la literatura sobre la evaluación del ciclo de vida de la tecnología energética ha comenzado a reflejar las interacciones entre la red eléctrica actual y la tecnología energética futura . Algunos artículos se han centrado en el ciclo de vida de la energía , mientras que otros se han centrado en el dióxido de carbono (CO 2 ) y otros gases de efecto invernadero . La crítica esencial que dan estas fuentes es que al considerar la tecnología energética , se debe tener en cuenta la naturaleza creciente de la red eléctrica. Si no se hace esto, una tecnología energética de una clase determinada puede emitir más CO 2 durante su vida útil de lo que inicialmente pensó que mitigaría, y esto está mejor documentado en el caso de la energía eólica .

Un problema que el método de análisis de energía no puede resolver es que las diferentes formas de energía ( calor , electricidad , energía química , etc.) tienen diferente calidad y valor como consecuencia de las dos leyes principales de la termodinámica . De acuerdo con la primera ley de la termodinámica , todas las entradas de energía deben contabilizarse con el mismo peso, mientras que según la segunda ley , las diversas formas de energía deben contabilizarse utilizando valores diferentes. El conflicto puede resolverse de varias formas: las diferencias de valor entre las entradas de energía pueden ignorarse, una relación de valores puede asignarse arbitrariamente (por ejemplo, que un julio de entrada de electricidad es 2,6 veces más valioso que un julio de calor o combustible), el análisis puede complementarse con un análisis económico / de costos , o la exergía , una medida termodinámica de la calidad de la energía, puede usarse como métrica para el ACV (en lugar de la energía).

Críticas

La evaluación del ciclo de vida es una herramienta poderosa para analizar aspectos conmensurables de sistemas cuantificables. Sin embargo, no todos los factores pueden reducirse a un número e insertarse en un modelo. Los límites rígidos del sistema dificultan la contabilización de los cambios en el sistema. Esto a veces se denomina crítica de límites al pensamiento sistémico . La precisión y disponibilidad de los datos también pueden contribuir a la inexactitud. Por ejemplo, los datos de procesos genéricos pueden basarse en promedios , muestreo no representativo o resultados desactualizados. Este es especialmente el caso de las fases de uso y final de la vida útil del LCA. Además, las LCA generalmente carecen de implicaciones sociales de los productos. El análisis comparativo del ciclo de vida se utiliza a menudo para determinar un mejor proceso o producto a utilizar. Sin embargo, debido a aspectos como límites de sistemas diferentes, información estadística diferente, usos de productos diferentes, etc., estos estudios pueden inclinarse fácilmente a favor de un producto o proceso sobre otro en un estudio y lo contrario en otro estudio basado en parámetros variables y diferentes datos disponibles. Existen pautas para ayudar a reducir tales conflictos en los resultados, pero el método aún ofrece mucho espacio para que el investigador decida qué es importante, cómo se fabrica normalmente el producto y cómo se utiliza habitualmente.

Una revisión en profundidad de 13 estudios de LCA de productos de madera y papel encontró una falta de consistencia en los métodos y supuestos utilizados para rastrear el carbono durante el ciclo de vida del producto . Se utilizó una amplia variedad de métodos y suposiciones, lo que llevó a conclusiones diferentes y potencialmente contrarias, particularmente con respecto al secuestro de carbono y la generación de metano en los vertederos y con la contabilidad del carbono durante el crecimiento forestal y el uso de productos.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

  1. Crawford, RH (2011) Evaluación del ciclo de vida en el entorno construido, Londres: Taylor y Francis.
  2. J. Guinée, ed :, Handbook on Life Cycle Assessment: Operational Guide to the ISO Standards , Kluwer Academic Publishers, 2002.
  3. Baumann, H. och Tillman, AM. La guía del autoestopista sobre LCA: una orientación en la metodología y aplicación de la evaluación del ciclo de vida. 2004. ISBN  91-44-02364-2
  4. Curran, Mary A. "Evaluación del ciclo de vida ambiental", McGraw-Hill Professional Publishing, 1996, ISBN  978-0-07-015063-8
  5. Ciambrone, DF (1997). Análisis del ciclo de vida ambiental . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-214-3 .
  6. Horne, Ralph. Y col. "LCA: Principios, Práctica y Perspectivas". Publicaciones CSIRO, Victoria, Australia, 2009., ISBN  0-643-09452-0
  7. Vallero, Daniel A. y Brasier, Chris (2008), "Diseño sostenible: la ciencia de la sostenibilidad y la ingeniería verde", John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, Nueva Jersey, ISBN  0470130628 . 350 páginas.
  8. Vigon, BW (1994). Evaluación del ciclo de vida: principios y directrices de inventario . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-015-9 .
  9. Vogtländer, JG, "Una guía práctica de LCA para estudiantes, diseñadores y directores de empresas", VSSD, 2010, ISBN  978-90-6562-253-2 .

enlaces externos

Medios relacionados con la evaluación del ciclo de vida en Wikimedia Commons