Programa de movilidad en Educación
Superior para América del Norte
Módulo 14.“Evaluación del Ciclo de Vida (LCA)” : 4 pasos
para la LCA, enfoques, software, base de datos,
subjetividad, análisis de sensibilidad, aplicación a un
ejemplo clásico.
Creado por:
École Polytechnique de Montréal, Instituto Mexicano del Petróleo
& Universidad Autónoma de San Luis Potosí.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
REFERENCIAS
 Salazar
E. Munnoch K. Samson R. Stuart P. “Assessment of opportunities for environmental impact
reduction from newsprint production using Life Cycle Assessment (LCA)”, Tappi journal
 Salazar
E. Munnoch K. Samson R. Stuart P. “Development of a LCA Baseline Model for Newsprint
Production”, Int J LCA
 HUIJBREGTS M (1998a): “Application of Uncertainty and Variability in LCA. Part I: A General
Framework for the Analysis of Uncertainty and Variability in Life Cycle Assessment”. Int J LCA 3:5, 273280
 HUIJBREGTS M (1998b): “Application of Uncertainty and Variability in LCA. Part II: Dealing with
Parameter Uncertainty and Uncertainty due to Choices in Life Cycle Assessment”. Int J LCA 3:6, 343-351
 Maurice B. et al; Uncertainty Analysis in Life Cycle Inventory. “Application to the Production of
Electricity with French Coal Power Plants”; J. Cleaner Prod 8 95- 108 (2000)
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Propósito
Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del
Ciclo de Vida. Demuestra la aplicación de la LCA en un
caso de estudio de la industria de la Pulpa y el Papel
incluyendo la etapa de interpretación.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
T i e r II
ANTECEDENTES
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Introducción
La ideología del ciclo de vida está siendo promovida entre los
diferentes sectores que involucran las cadenas de producto. Este
concepto implica que los impactos de todas las etapas del ciclo
de
vida
sean
consideradas
comprehensivamente
al
tomar
decisiones informadas en patrones de producción y consumo,
políticas y estrategias de gestión. Una de las más efectivas
maneras de aplicar el concepto de Ideología del ciclo de vida en
la industria de la pulpa y el papel es usando la LCA en la
evaluación de las variantes del proceso.
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Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Descripción del estudio
La producción estándar de papel periódico en una planta
integrada TMP/DIP es el sistema en estudio. La principal cadena
de producción (i.e. bosques, aserraderos y plantas fabricadoras de
papel periódico) está localizada en Northern Ontario y es manejada
por la misma compañía.
La producción de bosques incluye
(en volumen): 75% abeto y 25% aspen.
Durante el invierno los troncos de abeto son
transportados a la planta integrada en camiones,
mientras el Aspen es vendido para contrachapado;
Por tanto éste no es incluido como parte del sistema.
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Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Descripción del estudio
Los maderos son producidos de troncos de abeto en aserraderos
"en sitio" y son vendidos para la industria de la construcción; este
producto también es excluido del sistema. Los aserraderos "en
sitio" proveen alrededor del 70% de las astillas para TMP
("Thermo-Mechanical Pulping" o fabricación termomecánica de
pulpa)
y 55% del combustible quemado en la caldera. Astillas
adicionales y combustible requerido para cubrir
las necesidades de la planta son comprados en
los aserraderos locales y transportadas en
camiones a la planta integrada.
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Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Descripción del estudio
El rendimiento del TMP es cercano al 95%. La refinación consume
70% de la electricidad total de la planta, pero parte de esta energía
es recuperada como vapor, lo que constituye 20% de la cantidad total del
vapor consumido en la planta. La fibra secundaria suministrada al
proceso DIP incluye viejos periódicos (old newspaper, ONP) y aserrín
recubierto especial (Coated Groundwood Specialty, CGS); éstos son
comprados principalmente en Ontario y USA y transportados a la planta
por camión o ferrocarril. El rendimiento del proceso DIP por flotación con
aire disuelto es cercano a 85%. Las pulpas de los procesos TMP y DIP
son suministradas a cuatro máquinas de papel a razón de 4 a 1
respectivamente, para producir papel periódico estándar. Este papel
periódico es distribuido a Ontario, Québec y ciudades de EUA por camión
o ferrocarril.
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Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Descripción del estudio
El vapor requerido para el proceso es producido "en sitio" por las
siguientes fuentes de energía: combustible hog (44%), gas natural
(48%) y lodos (8%). La mayoría del vapor se consume en las máquinas
de papel (70% del vapor total del proceso). Los efluentes de la planta
integrada reciben tratamiento primario y secundario, los lodos
producidos en el efluente de la planta de tratamiento son combinados
con aquellos del proceso DIP y después deshidratados, 50% del lodo
es quemado en la caldera y el resto es enviado a rellenos sanitarios
"en sitio".
Casi toda la electricidad consumida en la planta integrada (casi el
98%) es obtenida de la red de suministro, donde la mezcla de energía
"en la fuente" es la siguiente: 33% fósil (carbón), 39% nuclear y 28%
hidro.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Definición de meta y alcance
Principios y marco de referencia (ISO 14040)
Definición de
meta y alcance
(ISO 14041)
Evaluación de
inventario
(ISO 14041)
Evaluación de
Impacto
Interpretación
del ciclo
de vida
(ISO 14043)
•
•
•
•
Objetivos del estudio
Unidad funcional
Límites del Sistema
Unidades de proceso
incluidas y excluidas
• Categorías de datos
• Asignación de
Sub-productos
• Requerimientos de
calidad de datos
(ISO 14042)
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Definición de meta y alcance
El objetivo del estudio es construir un modelo base que pueda ser
usado para demostrar mejoras ambientales continuas y para evaluar
modificaciones futuras mayores.
La unidad funcional fue definida como la producción y distribución
de 1 tonelada de papel periódico con 10% de contenido de humedad
(tonelada métrica de aire seco); los límites del sistema incluyen la
cadena de producción, desde la extracción de madera hasta la
distribución del papel periódico (de origen a destino final). La
siguiente figura representa los límites del sistema.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
El transporte de papel de desecho de almacenes y su disposición
en los rellenos municipales como alternativa de reciclaje en la
planta fueron modelados con el objetivo de evaluar los cambios
potenciales en el contenido DIP del periódico.
El
transporte
de
materias
primas
(i.e.
troncos,
astillas,
combustible y papel de desecho) está comprendido. El transporte de
papel de desecho de las calles a las instalaciones de recuperación
de material así como el transporte de químicos a la planta de papel
periódico están excluidos ya que es insignificante en comparación
con el transporte de materias primas (Terrachoice 1997).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de papel periódico
Definición de meta y alcance
Ciclo de Vida de Origen a Destino final de la Producción de Papel Periódico
Silvicultura
Papel de desecho
Troncos
Planta integrada
Operaciones
De aserradero
Astillas
Elaboración
Thermomecánica de pulpa
Vapor a unidad de recuperación de calor
Producción de
electricidad
Generación de
Vapor en sitio
Producción de
químicos
Producción de
Combustibles
fósiles
lavado
espesado
Precalentamiento
Limpieza
Presión de
refinación
Tamizado
Refinación
atmosférica
Deinking
Pulping
Cleaning
Limpieza
Screening
Tamizado
Deflaking
Producción de
químicos
Latencia
Flotation
Flotación
Cleaning
Limpieza
desechos
Pulpa TM
Producción de
electricidad
Desechos
De refinado
Producción de
Combustibles
fósiles
Pulpa sin tinta
Fabricación de papel
MÁQUINA DE PAPEL
Preparacion
Stock
Del Stock
Preparation
Forming
prensado
secado
Calendering
/embobinado/
/Reeling/
arrollamiento
Winding
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Papel
Periódico a
imprenta
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
La impresión de papel periódico, su uso y disposición están
excluidos también porque se asume que las variantes del proceso no
afectan significativamente los impactos ambientales de estas etapas.
Por ejemplo, el incremento de contenido reciclado del papel
periódico afecta la facilidad de impresión y la apariencia de los
periódicos en las imprentas y, en consecuencia, más tinta es
requerida
(Smook
1992).
Sin
embargo
estos
efectos
son
insignificantes comparados con otros involucrados en este tipo de
modificaciones (e.g. más transporte de papel de desecho, menos
consumo de electricidad, menos papel de desecho para rellenos
sanitarios, etc.).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
La manufactura, mantenimiento y desmontaje de activos no se
incluyen en los límites del sistema ya que éstos son usados para
un gran número de unidades funcionales durante sus ciclos de vida
y su impacto para una unidad funcional es insignificante.
Categorías de datos usadas en el estudio:
• Por tipo: medida, calculada, estimada
• Por fuente: primaria (del sitio/compañía estudiado) y secundaria
(de bases de datos comerciales)
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
De acuerdo a ISO, para procesos con efluentes que son
parcialmente subproductos y parcialmente desechos, las cargas
ambientales pueden ser destinados solo a los subproductos (ISO
1999). En este caso de estudio, las cargas ambientales se asignan
entre maderos, astillas y combustible porque la producción de papel
periódico depende de los últimos dos efluentes para cubrir sus
requerimientos de fibra y energía, respectivamente, y de otra
manera éstos deberían ser sustituidos por otros materiales vírgenes.
Sin embargo, el efecto de enfoques de asignación alternativa en los
resultados es evaluado en la fase de interpretación.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
Fuentes de Datos y Requerimientos de Calidad de los Datos
Para el análisis de inventario se usan datos primarios para el
proceso
con
mayores
contribuciones
(i.e.
planta
integrada,
producción de electricidad) y datos secundarios para los sistemas
de respaldo con menos contribución (i.e. producción de combustible
y químicos, rellenos sanitarios industriales). Modelamos el sistema
en el software para LCA, SIMAPRO 5.1.
La producción de químicos y combustibles así como los rellenos
sanitarios son modelados usando bases de datos comerciales. Los
siguientes requerimientos de calidad de datos fueron establecidos
inicialmente:
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
 Tiempo : El año de colecta del inventario es 2001. Son deseables
aquellos datos de cinco años antes.
 Geografía : El sistema bajo estudio está localizado en Northern
Ontario. Datos de América del norte son deseables.
 Tecnología : Tecnología promedio es deseable.
Sin embargo, solo las bases de datos para la producción de
combustibles coincidieron con estos criterios (i.e. base de datos
Franklin: Promedios Americanos 1995-1999). Para la producción
de químicos se usaron bases de datos europeas (i.e. IVAM y
BUWAL: Promedios Europeos 1990-1994; KCLECO: promedios
finlandeses 1992).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Definición de Meta y Alcance
En el caso de químicos para los que no se disponían bases de
datos específicas (e.g. quelantes, coagulantes, floculantes y
polímeros), bases de datos generales (e.g. químicos orgánicos
ETH: promedios Europeos 1990-1994) son usadas en su lugar.
Los modelos para rellenos sanitarios están apoyados también en
bases de datos europeas (i.e. KCLECO).
El efecto de huecos entre los requerimientos de calidad de los
datos iniciales y la calidad real de los datos usados en el modelo
base es evaluado en la fase de interpretación.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Principios y marco de referencia (ISO 14040)
Definición de
meta y alcance
• Datos primarios para
la producción de papel
(ISO 14041)
periódico y electricidad
Evaluación de
inventario
(ISO 14041)
Interpretación
del ciclo
de vida
(ISO 14043)
• Datos secundarios para
la producción de
combustibles y químicos
• Modelo en SIMAPRO
Evaluación de
Impacto
(ISO 14042)
• Inventario agregado
por 1 entrada
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Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Los resultados del inventario por 1 entrada de papel periódico,
incluyen cientos de sustancias, de las cuales, las más importantes
en términos de masa están presentadas y serán discutidas en esta
sección. Con el objetivo de tener una mejor visualización, hemos
agrupado las sustancias del inventario y presentado los resultados
en gráficas, mostrando la contribución de diferentes sistemas de
proceso a la cantidad total de sustancia emitida. Note que en
algunos casas las escalas han sido modificadas para mostrar todas
las sustancias de un grupo en la misma gráfica.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Modelo de Aserradero
Cerca del 30% de las astillas y 40% del hogfuel consumido por la
planta de papel periódico es suministrado por aserraderos locales, con
sistemas de suministro independiente (i.e. astillas y hogfuel usualmente no son
suministradas por el mismo aserradero).
En este estudio, un modelo de aserradero "en sitio" es considerado como
promedio para la producción de la cantidad total de astillas y hogfuel requerido
para 1 entrada de papel periódico. De hecho, el consumo de electricidad y
vapor son similares entre aserraderos involucrados, la única diferencia puede
ser las fuentes de energía, especialmente para el vapor ya que la
descomposición del combustible en la caldera de la planta de papel periódico
tal vez no sea representativa para todos los aserraderos locales. Sin embargo,
esta diferencia puede ser considerada insignificante si tomamos en cuenta que
el consumo de vapor de un aserradero es solo el 5% del consumo total del
sistema.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Modelos de Transporte
Para el transporte de troncos se considera el viaje redondo y el consumo
de combustible está basado en datos primarios. El viaje en un sentido es
considerado solo para astillas, hogfuel y para el suministro de papel de desecho,
así como para la distribución de el papel periódico; el regreso no está incluido
porque usualmente el cargamento de otras compañías o sistemas es transportado
en el viaje redondo. El consumo de combustible está basado en masa
transportada (t o número de cargas) y distancias promedio, usando factores de
eficiencia de combustible (L/km or L/t-km)
para camión y locomotora
recomendados en las normas EPDS (Terrachoice 1997).
Las emisiones al are están calculadas en base al consumo de combustible
usando factores de emisión de las referencias recomendadas por las normas
EPDS (Terrachoice 1997); y de la base de datos Franklin, que tiene su origen en
el modelo USEPA AP-42 MOBILE, para el caso de partículas.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones de CO2 resultantes de la combustión de Biomasa
Existe un debate entre los profesionales del ciclo de vida sobre si
incluir emisiones de CO2 provenientes de la combustión de biomasa en
el análisis de inventario, especialmente cuando se comparan dos
fuentes de energía alternativas (Reijnders et al. 2003).
En este caso de estudio, se aplicó el enfoque natural recomendado
por el International Council of Forest and Paper Association, que es
compatible
con
la
mayoría
de
los
protocolos
internacionales,
incluyendo el de IPPC. Este enfoque está basado en la suposición de
que el CO2 emitido por la combustión de biomasa es el mismo CO2
atmosférico que fue absorbido durante el crecimiento del árbol; por
tanto, no existe una contribución neta al nivel de CO2 atmosférico
(NCASI 2001).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al aire
Las siguientes figuras presentan los resultados del inventario para
gases de efecto invernadero (Green House Gases, GHG), gases y
partículas, respectivamente. Para todas las emisiones al aire, la
contribución de la producción química es insignificante comparada con
la de otros procesos (<5%), por tanto, no se muestra en las gráficas.
De la siguiente figura: el CO2 es producido en cantidades mucho
más grandes que el metano y el N2O. La mayoría del CO2 (i.e. 79%)
es emanado por la producción de electricidad; note sin embargo, que
los datos de emisiones de GHG de la producción de electricidad
fueron colectados como CO2 eq. Para metano y N2O, las emisiones
directas de la planta presentan contribuciones más importantes: 88%
de metano es emitido por el relleno sanitario industrial y 55% de N2O
por la combustión de biomasa en la caldera.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Aire
6
5
4
3
2
1
0
CO2(200 kg)
CH4(kg)
N2O(10g)
Producción de Electricidad
Combustión de biomasa
Combustión de Gas Natural
Producción de combustibles
Transporte
Relleno sanitario industrial
Emisiones de GHG por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Aire
La siguiente figura muestra que hay menos variabilidad en la
cantidad de gases emitidos en comparación con los resultados de
los GHG. El SO2 es el gas despedido en mayor cantidad,
principalmente por la producción de electricidad (57%) y la
producción de combustibles (38%). CO y NOX son emitidos casi en
cantidades
iguales;
sus
principales
contribuidores
son
la
combustión de biomasa (43% de CO) y la producción de
electricidad (45% de NOX). Los VOCs son emanados en menor
cantidad, principalmente por la producción de combustible (69%).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Aire
6
5
kg
4
3
2
1
0
CO
NOX
SO2
VOC
Sustancia
TMP
Producción de electricidad
Combustión de biomasa
Combustión de gas Natural
Producción de combustibles
Transporte
Emisiones de Gas por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al aire
La siguiente figura muestra las emisiones de partículas de
acuerdo a su tamaño. La contribución de la electricidad es la más
importante para TSP (60%) y PM10 (52%); sin embargo para PM2.5,
que son las partículas de mayor preocupación, la contribución del
transporte se vuelve más importante (45%) que la de la producción
de electricidad (32%). La combustión de biomasa en caldera es el
tercer contribuidor más importante con cerca de 10% en TSP y
PM10; y 16% en PM2.5.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Aire
450
400
350
300
g
250
200
150
100
50
0
TSP
PM 10
Tamaño de Partícula
Producción de electricidad
Combustión de biomasa
Combustión de Gas Natural
Producción de combustible
PM 2.5
Transporte
Emisión de partículas por 1 entrada
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al agua
Las
siguientes
figuras
muestran
las
emisiones
al
agua
respectivamente: sólidos, descargas orgánicas, nutrientes y metales.
De la siguiente figura: Las principales contribuciones de sólidos
suspendidos provienen de la planta de papel periódico (65%) y, en
menor extensión, de la producción de electricidad (33%); las
aportaciones de la producción de químicos y combustibles son
despreciables. Por otro lado, la producción de combustible tiene una
contribución significativa
en los resultados de sólidos disueltos
(93%).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
4.0
3.5
kg
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Suspendido
Disuelto
Tipo
Producción de papel periódico
Producción de electricidad
Producción de químicos
Producción de combustible
Emisiones sólidas al agua por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
La siguiente figura muestra los resultados de dos indicadores
de carga orgánica: BOD5 y COD. Cerca del 99% de la carga
orgánica (para ambos indicadores) proviene de la planta
productora de papel periódico. Emisiones indirectas se muestran
por separado para una mejor visualización y se observa que
entre los emisores indirectos, la producción de combustibles
tiene la contribución más alta.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
8
7
6
5
4
3
2
1
0
BOD (g)
BOD (100g)
COD (10g)
COD (kg)
Tipo
Producción de papel
periódico
Producción de electricidad
Producción química
Producción de
combustibles
Carga orgánica al agua por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
La siguiente figura muestra la carga de nutrientes en
dos indicadores: N-t y P-t. Como en el caso de la carga
orgánica, la mayor contribución proviene de la producción
de papel periódico: 99% de N-t y 93% de P-t. El segundo
mayor contribuidor de emisiones de P-t es la producción
de electricidad con 7%.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
N-t (g)
N-t (100g)
P-t (g)
P-t (100g)
Tipo
Prod. de papel periódico Prod. de electricidad
Prod. de químicos
Prod. De combustible
Rellenos
sanitarios ind.
Carga de nutrientes al agua por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
La figura a continuación muestra los metales más
significativos en términos de masa (i.e. >1 g/admt). Solo
para Zn y Mn que son constituyentes naturales de la
madera, la producción de papel periódico presenta la
contribución más alta (alrededor de 98%); mientras que
para el resto de los metales, el principal contribuidor es la
producción de químicos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Inventario de Ciclo de Vida
Emisiones al Agua
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Na(2.5g)
Zn(g)
Zn(50mg)
Mn(g)
Mn(50mg)
Fe(g)
Al(g)
Mg(g)
Sustancia
Prod. de papel periódico
Prod. de electricidad
Prod. de químicos
Prod. De combustible
Emisiones metálicas al agua por 1 entrada de papel periódico
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Principios y marco de referencia (ISO 14040)
Definición de
meta y alcance
(ISO 14041)
Evaluación de
inventario
(ISO 14041)
Evaluación de
Impacto
(ISO 14042)
Interpretación
del ciclo
de vida
(ISO 14043)
• Modelado Linear
• Sitios y tiempos
genéricos
• Impactos Globales,
regionales y "locales"
• Herramienta para la
reducción y evaluación
de otros impactos
químicos y ambientales
(TRACI)
• Resultados agregados
por categoría de impacto
• Elementos opcionales
discutidos
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Principales suposiciones y Simplificaciones:
Para este estudio, las categorías de impacto relacionadas de salida
propuestas por SETAC han sido incluidas.
La mayoría de los indicadores de categoría han sido elegidos en
punto medio, excepto por las partículas de salud humana que son
evaluadas en punto final.
TRACI es usado para la evaluación después de verificar que se
cumplan los requerimientos de ISO y las recomendaciones de SETAC.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
La selección de categorías de impacto, indicadores de categoría y modelos
de caracterización fue realizada de acuerdo a los objetivos y el contexto del
estudio y basada en las mejores prácticas disponibles de SETAC que son
compatibles con ISO (Udo de Haes et al. 1999a). La siguiente tabla resume
los resultados de este proceso.
Las categorías de impacto relacionadas con la entrada (i.e. recursos
abióticos y uso del suelo) no están incluidas en el estudio principalmente
porque los mejores métodos disponibles no han sido identificados aún (Udo
de Haes et al. 2002). Además, el impacto de los recursos bióticos no es
relevante en este estudio ya que el recurso maderero en el sistema (i.e.
abeto) es de culturas controladas por el hombre y por tanto no es agotado
(Udo de Haes et al. 2002).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
Categorías de Impacto
Cambios climáticos
Desgaste del ozono
Escala
Global
Acidificación
Eutroficación
Regional
Formación foto-oxidante
Eco-toxicidad
Salud humana - cancerígenos
Salud humana - no cancerígenos
Salud humana. Criterios de contaminantes
Local
Indicadores de
Categoría
Modelos de Caracterización
g CO 2eq
IPCC
g CFC11 eq
WMO
mol H+ eq
TRACI – Michigan
g N eq
TRACI – Michigan
g NO xeq /m
TRACI – Michigan
g 2,4D eq
TRACI – USA
g C 6H6eq
TRACI – USA
g C 7H7eq
TRACI – USA
DALY
TRACI – Michigan
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
En el caso del uso del suelo, algunos métodos disponibles fueron revisados
(Weidema 2001, Lindeijer et al 2002), sin embargo, la falta de datos
específicos para las actividades relacionadas con el sistema estudiado fue una
restricción para caracterizar este impacto. No obstante, los datos del
inventario son incluidos en el modelo base con el objetivo de analizar los
resultados en el nivel de inventario e incorporar los modelos apropiados
cuando estén disponibles.
Todas las categorías de impacto relacionadas con las salidas recomendadas
por SETAC están incluidas (Udo de Haes et al. 1999b). Los impactos globales
están modelados a punto medio usando los factores de caracterización para
calentamiento global y desgaste del ozono del International Panel on Climate
Change (IPCC, time horizon: 100y) y del World Meteorological Organization
(WMO, time horizon: infinite) respectivamente.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
Los impactos regionales son modelados a punto medio usando el
método de mortalidad de Reducción y Evaluación de Químicos y
Otros Impactos Ambientales (TRACI) de EPA en Estados Unidos.
Este método fue seleccionado porque incluye diferenciación espacial
en destino y la sensibilidad recomendada por SETAC (Udo de Haes
et al. 1999b) y porque se ha demostrado la importancia de la
influencia potencial de la ubicación de la descarga sobre la fortaleza
esperada del impacto (Norris 2003, Hauschild et al. 2003).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
Para los impactos locales, también fueron seleccionados los modelos
TRACI. Ecotoxicidad, salud humana-cancerígenos y salud humana-no
cancerígenos son modelados a punto medio usando modelamiento de destino
multimedia para condiciones promedio en EUA mientras que salud humanapartículas es modelada a punto final y los factores de caracterización están
disponibles por estado (Bare et al. 2003). Michigan fue seleccionado como
estado de referencia en el último caso.
La compatibilidad con las recomendaciones de SETAC también fue
identificada para estos impactos, incluyendo el uso de indicadores de
toxicidad de punto medio para la composición de especies de ecosistemas
terrestres y acuáticos y la división de impactos a la salud humana en
categorías tipo incapacidad (Udo de Haes et al. 1999b).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y
Modelos de Caracterización
La siguiente tabla muestra los resultados de la evaluación de impacto para las
categorías de impacto. Como consecuencia de la evaluación de impacto, hemos
reducido los cientos de indicadores de inventario en 9 indicadores de categoría de
impacto, lo que permite un mejor análisis del desempeño ambiental del sistema
estudiado.
Categorías de Impacto
Cambios climáticos
Desgaste del ozono
Acidificación
Eutroficación
Formación foto-oxidante
Eco - toxicidad
Salud Humana - cancerígenos
Salud Humana - no cancerígenos
SH Criterios de contaminantes
Indicadores de categoría
Total
g CO
2eq
g CFC11
eq
mol H+
eq
gN
eq
g NO /m
xeq
g 2,4D
eq
gCH
6 6eq
gCH
7 7eq
DALY
1.19e+6
6.06e-3
3.01e+2
4.53e+2
2.54e00
3.19e+3
7.61e+1
3.75e+5
1.18e-4
Indicadores de categoría resultantes
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Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Distribución de tamaño de Partícula
Las siguientes consideraciones y modelos fueron aplicados para
calcular la distribución del tamaño de partícula para estos
procesos:
 Combustión y pre-combustión de Gas Natural: Las partículas
emitidas de la combustión de gas natural son menores a 1
micrómetro (USEPA 1998). En el proceso de producción del gas
natural, las partículas son producidas por los motores del
compresor que queman gas natural (USEPA 1995a); por tanto, se
usa la misma distribución de tamaño de partícula.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Distribución de tamaño de Partícula
Pre-combustión de Diesel: La distribución de tamaño para calderas
industriales que queman aceite residual (USEPA 1995b) fue incluida
en el modelo. En realidad, en el proceso de producción de diesel
también existe emisión de partículas de los procesos de cracking; sin
embargo, debido a la falta de información sobre la distribución del
tamaño de partículas de esta operación, la distribución para calderas
industriales es considerada representativa para todo el proceso.
 Transporte por carretera/ferrocarril: La distribución de tamaño de
partícula para vehículos diesel (USEPA 2003) fue incluida en el
modelo.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Distribución de tamaño de Partícula
Los datos de emisión de procesos con contribución pequeña en el
inventario de partículas por 1 entrada de papel periódico no fueron
redefinidos para incluir la distribución del tamaño de partícula (i.e.
producción de químicos así como gasolina, combustión de propano y
queroseno y pre-combustión).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Caracterización de Sólidos Totales Suspendidos (Total
Suspended Solids, TSS)
TSS se refiere a la cantidad de fibra en los efluentes de una
planta productora de pulpa y papel y es regulada por el Canadian
Pulp
and
Paper
Effluent
Regulation
según
Fisheries
Act
(Environmental Canada 2002).
Los TSS no son caracterizados por modelos de evaluación de
ciclo de vida existentes. Sin embargo, debido a su naturaleza
biológica, se puede asumir que los impactos de los TSS ya han sido
considerados por la caracterización de BOD en la categoría de
impacto de eutroficación.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Caracterización de la Carga Orgánica
El modelo de eutroficación TRACI incluye factores individuales de
caracterización para BOD y COD
(i.e. Demanda de Oxígeno Químico o
Chemical Oxygen Demand, COD) y recomienda caracterizar solo COD
cuando ambos parámetros están disponibles para cualquier proceso
unitario, con el objetivo de evitar una doble consideración (Norris 2003).
Esta recomendación ha sido aplicada en todos los procesos unitarios del
sistema estudiado excepto en la planta de papel periódico porque las
características del efluente (i.e. baja biodegradabilidad de los sólidos
suspendidos orgánicos y contenido de nutrientes) concuerdan con las de
aquellas para las que el COD es una sobreestimación de la demanda
ambiental total de oxígeno (Norris 2003).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Normalización
Se evaluaron dos referencias recomendadas por ISO (ISO 2001a)
para normalizar los resultados de la caracterización con el propósito
de comprender mejor la magnitud relativa de los impactos de la
producción de papel periódico. Sin embargo, la falta de datos
representativos fue una restricción para la cuantificación.
 Escenario base para el sistema en estudio: El ciclo de vida
promedio de origen a destino final de la producción de papel periódico
en el contexto de América del Norte es el mejor escenario de
referencia para este caso en particular. No obstante, éste no está
disponible aún.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Normalización
 Emisiones per cápita: Datos para calcular los factores de normalización
para esta referencia están disponibles: sin embargo, algunos datos
faltantes referidos a emisiones significativas del sistema (e.g. BOD) no
permitieron calcular un perfil de normalización representativo.
Para las aplicaciones pretendidas (i.e. evaluación de modificaciones de
proceso, demostración de mejoras continuas y diseño de configuración de
mínimo impacto de la planta), se recomienda usar los resultados de
caracterización de este modelo base como referencia de normalización.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Ponderación
La pregunta de ponderación surge cuando se efectúan un balance entre
categorías de impacto (i.e. cuando no se puede decidir deliberadamente
que una opción es ambientalmente preferible a otra por todas las
categorías de impacto incluidas en el estudio). Este paso opcional, por
tanto, no es aplicado en este estudio descriptivo pero muy probablemente
será necesario incluirlo en las aplicaciones previstas.
Varios métodos de ponderación se cubren en la literatura y se ha
mostrado que pueden llevar a diferentes resultados. Sin embargo, siguen
siendo un tema controversial y no existe ningún método de ponderación
favorecido para su uso en LCA (Udo de Haes et al 2002, Hofstetter 1999,
Finnveden 1999).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Caracterización de la Carga Orgánica
Para los casos de estudio referidos a las aplicaciones
previstas, la definición de factores de ponderación debe ser
transparente; un análisis de sensibilidad debe ser realizado
para ilustrar los efectos de esta opción y el perfil ponderado
debe considerarse como material de entrada a la fase de
interpretación en comparación a la respuesta final, según lo
recomendado (Bengtsson et al. 2000).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
Proceso de evaluación por pares
Una evaluación formal interna por pares de este caso de
estudio está siendo llevada a cabo por expertos en LCA del
Interuniversity Reference Centre for the Life Cycle Assessment,
Interpretation and Management of Products, Processes and
Services
(CIRAIG)
de
Ecole
Polytechnique
siguiendo el protocolo ISO (ISO 1997).
de
Montreal,
Ésta evaluación o
revisión incluye la metodología para cada una de las cuatro
etapas de la LCA así como los procedimientos de cálculo, datos
de entrada y resultados.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
2.
3.
4.
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de
mejora ambiental.
Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo
de Vida":
* En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas.
* En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales.
* Para planeación estratégica.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Principios y marco de referencia (ISO 14040)
Definición de
meta y alcance
(ISO 14041)
Evaluación de
inventario
(ISO 14041)
Evaluación de
Impacto
(ISO 14042)
Interpretación
del ciclo
de vida
(ISO 14043)
• Caracterización de
incertidumbre
• Evaluación de parámetros
de incertidumbre
semi-cuantitativos
• Identificación de parámetros clave de entrada
• Análisis de Sensibilidad
• Desarrollo de escenarios
y análisis
• Conclusiones y
recomendaciones
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Discusión
Se seleccionaron 26 parámetros como "clave". La mayoría de las
categorías de impacto mostraron sensibilidad significativa (>10%) en
consumo de energía en la planta de papel periódico, incluyendo consumo de
electricidad y gas natural. La eutroficación mostró sensibilidad significativa
solo en emisiones N-t en el efluente de la planta de papel periódico.
Entre los parámetros de fondo, sensibilidades mayores a 20% fueron
encontradas para datos de emisiones de reducción de ozono de la
producción de DTPA (i.e. quelante), descargas de arsénico al agua de la
producción de soda, emisiones de arsénico y mercurio al aire por la
producción de electricidad y emisiones de metano de rellenos industriales.
Las categorías de impacto afectadas por estos parámetros fueron
calentamiento global, desgaste de ozono, ecotoxicidad y toxicidad a
humanos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Discusión
Para la evaluación de opciones metodológicas, el análisis de
dos enfoques alternativos de distribución de sub-productos en
las operaciones de aserraderos, muestra una variación en los
resultados indicadores de categoría de 2% a 13% cuando las
cargas totales están asignadas al producto principal (i.e.
maderos).
También
se
encontró
que
la
exclusión
de
recopilación de papel de desecho del sistema no afecta los
resultados finales.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Un gran número de parámetros es introducido en la fase de
inventario del ciclo de vida, dependiendo del alcance y la complejidad
del sistema en estudio. Por tanto, es importante seleccionar
sistemáticamente los parámetros clave en que se enfocará el análisis
de interpretación.
Se ha recomendado un análisis de sensibilidad amplio usando
estimados de incertidumbre estándar (Sakai et al. 2002, Heijungs et
al. 2001, Heijungs 1996). Sin embargo, una desventaja de usar un
rango de sensibilidad estándar es que resultan parámetros con menor
contribución a la LCA, pero con un gran rango desconocido de
incertidumbre son eliminados del análisis (Huijbregts 1998b). Un
enfoque alternativo es identificar los parámetros clave de entrada en
base a la contribución de datos de entrada a los resultados y una
evaluación cualitativa de la incertidumbre de los datos (Maurice et al
2000).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Éste último enfoque es aplicado en el modelo base, con algunas
modificaciones. El procedimiento es llevado a cabo por categoría de
impacto
y
se
explica
abajo,
ilustrándolo
con
el
ejemplo
del
Calentamiento Global (Global Warming, GW).
Paso 1: Calcular la contribución por sustancia y hacer un corte (e.g.
1%) para reducir el análisis solo para aquellas sustancias con
aportaciones importantes al resultado indicador.
Ej: De 13 gases de efecto invernadero (GHG) incluidos en el estudio,
99.2% del resultado indicador del calentamiento global total representa
la contribución de CO2 (90.6%) y metano (8.6%).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Paso 2: Calcular la contribución de procesos unitarios a la emisión
total de cada sustancia seleccionada en el paso 1.
Ej: La siguiente tabla muestra la contribución de procesos unitarios
en emisiones totales de CO2 (solo se muestran contribuciones
mayores a 1%, sin embargo ningún corte fue aplicado en este paso).
Proceso Unitario
Contribución (%)
Producción de Electricidad
79.02
Caldera - combustión de gas natural
11.57
Transporte en camión
3.62
Caldera - precombustión de gas natural
1.54
Transporte en ferrocarril
1.06
Contribución de procesos unitarios a las emisiones totales de CO2
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Paso 3: Calcular la contribución de cada par proceso unitario/emisión a la
categoría de resultado indicador multiplicando las contribuciones calculadas
en los pasos 1 y 2.
Ej: La siguiente tabla 3 muestra la contribución de procesos unitarios al GW
potencial total debido a las emisiones de metano y CO2 (sólo contribuciones
mayores a 1% son mostradas, sin embargo ningún corte fue aplicado en este
paso).
Proceso Unitario
Emisión
Contribución (%)
Producción de Electricidad
CO2
71.59
Caldera- combustión de gas natural
CO2
10.48
Relleno Industrial
Metano
7.51
Transporte en camión
CO2
3.28
Caldera- precombustión de gas natural
CO2
1.39
Contribución de pares proceso unitario/emisión al GW potencial total
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Paso 4: Definir Indicadores de Calidad de Datos (Data Quality Indicators,
DQI) apropiados al estudio para evaluar cuantitativamente la incertidumbre
de los pares proceso unitario/emisiones.
Ej: Cuatro DQI fueron definidos para este estudio: fuente de datos,
correlación temporal, correlación geográfica y correlación tecnológica. La
matriz mejorada de DQI de Weidema (Weidema 1998) fue usada como
referencia, sin embargo consideramos que la confiabilidad de la fuente y
los indicadores de integridad no eran completamente adecuados para el
estudio. La confiabilidad de los indicadores involucra la evaluación de los
procesos de verificación los cuales no están disponibles en las bases
comerciales usadas y el indicador de integridad es más apropiado para el
grupo de datos (i.e. el proceso unitario completo) que para un flujo
elemental (e.g. CO2 de la producción de electricidad).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
Por tanto, estos dos últimos indicadores fueron reemplazados por la
fuente de indicadores de datos y las descripciones de las pruebas 1 a
5 fueron definidas como sigue, de manera que representan las
diferentes fuentes usadas:
 Prueba 1: Promedio de medidas continuas
 Prueba 2: Promedio de medidas puntuales
 Prueba 3: Calculado de datos medidos
 Prueba 4: Calculado de referencias literarias
 Prueba 3: Estimado de fuentes desconocidas
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave
A pesar de la recomendación de Weidema de no agrupar de ninguna
manera los DQIs, aplicamos el enfoque de Maurice al cálculo del promedio
de los mismos para simplificar el procedimiento, tomando en cuenta que
éstos son "indicadores intermedios" usados para seleccionar parámetros
clave
para
los
que
posteriormente
se
calculará
la
incertidumbre
cuantitativa.
Paso 5: Definir los niveles bajos y altos de contribución e incertidumbre
para aplicar el enfoque propuesto por Heijungs (Heijungs 1996) ilustrado en
esta figura. .
Ej: Para este estudio se definió un límite entre contribución baja y alta de
10% y para incertidumbre baja y alta, un DQI de 2.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Si hay más de uno,
se elige el de mayor
% de contribución
Todos los
parámetros clave
se eligen por
análisis de
sensibilidad
Categorías
de
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros Clave por
Impacto
Incertidumbre
Alta
Posible parámetro
clave
No es un
parámetro
clave
Parámetros clave
Posible parámetro
clave
Baja
Baja
Contribución
Si hay mas de
Alta
uno, se elige el
de mayor DQI
B. Maurice et al.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros clave
Paso 6: Encontrar los "parámetros clave" (cuadrante II), calculando el
DQI promedio de todos los pares proceso unitario/emisión con una
contribución al indicador de impacto resultante mayor a 10% y
seleccionando aquellos para los que el DQI es mayor a 2.
Ej: Se calcularon DQIs promedio para emisiones de CO2 resultantes de
la producción de electricidad (71.6% de contribución al GW) y de la
combustión de gas natural en caldera (10.5% de contribución al GW). Los
resultados son 1.4 y 2.3 respectivamente. Por tanto la emisión de CO2
de la combustión de gas natural para producir vapor en la caldera fue
seleccionada como "parámetro clave".
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros clave
Paso 7: Seleccionar "posibles parámetros clave" representativos del
cuadrante
I
y
III.
Este
paso
es
importante
porque
parámetros
significativos pueden ser localizados en estos cuadrantes.
En el cuadrante I podemos encontrar parámetros de proceso para los que
los datos son obtenidos en sitio y que por tanto tienen buena calidad de
datos y, al mismo tiempo, contribución elevada al indicador total de
categoría resultante ya que están más cerca a la unidad funcional en la
cadena de producto. Oportunidades de mejorar el desempeño ambiental
pueden ser pasadas por alto al no considerar todos estos parámetros
basados en la buena calidad de los datos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
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Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros clave
Por otro lado, en el cuadrante III podemos encontrar parámetros de
fondo (e.g. emisiones de la producción de químicos) para los que se
obtienen
datos
de
bases
comerciales
y
por
tanto
con
mayor
incertidumbre que los parámetros anteriores, pero también con menos
contribución a los indicadores de categoría resultantes. Oportunidades
para mejorar la calidad de los datos pueden ser omitidas al no considerar
todos los parámetros basados en su baja contribución.
Proponemos la selección de "posibles parámetros clave" en base a su
contribución la cual es un indicador cuantitativo más certero que el DQI.
Los DQIs pueden ser usados como criterio secundario de selección, por
ejemplo cuando se encuentran contribuciones iguales para dos pares
proceso unitario/emisión diferentes, se selecciona el de mayor DQI.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros clave
Ej: La emisión de CO2 por producción de electricidad (contribución de
71.7% y DQI de 1.5) es seleccionada del cuadrante I. Del cuadrante III se
selecciona la emisión de metano de rellenos industriales (contribución de
7.4% y DQI de 3.5)
Paso 8: Para todos los pares proceso unitario/emisión seleccionados,
identificar los flujos elementales e intermedios que los afectan. Éstos
parámetros son analizados en el próximo paso de procedimiento de
interpretación.
Ej: La tabla 4 muestra la lista de los pares proceso unitario/emisión
seleccionados con los flujos elementales e intermedios relacionados (i.e.
parámetros clave) así como sus unidades.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Identificación de Parámetros clave
Proceso Unitario/emisión
Producción de
Electricidad/CO2
Combustión de gas
natural en caldera /CO2
Relleno Industrial/metano
Tipo de flujo
Parámetro clave
Unidad
Intermedio
Consumo de
Electricidad
kWh/admt
Elemental
CO2 de la producción
De electricidad
kg/kWh
Intermedio
Consumo de
Gas Natural
m3/admt
Elemental
CO2 de la combustión
de gas natural
kg/m3
Intermedio
Desechos de proceso
a rellenos
kg/admt
Elemental
Metano de rellenos
kg/kg
Parámetros clave seleccionados por análisis de sensibilidad de resultados potenciales de GW
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Definición de Rangos de Incertidumbre para Parámetros Clave
Seleccionados
Los rangos de incertidumbre para parámetros clave seleccionados
fueron calculados para realizar análisis de sensibilidad. Las directrices
propuestas por Maurice (Maurice et al. 2000) fueron consideradas
para el cálculo o estimado de los rangos de incertidumbre, como sigue:
 Para datos primarios en bosques, aserraderos y plantas de papel
periódico, los valores mínimos y máximos de estadísticas mensuales
para el año 2001 definieron el rango de incertidumbre.
 Para datos primarios de producción de electricidad, solo se disponía
de los promedios de la producción en sitio, se aplicó la consideración
de ±20% para medidas continuas y ±50% para medidas puntuales
(Hanssen et al. 1996).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Definición de Rangos de Incertidumbre para Parámetros Clave
Seleccionados
 Para datos secundarios de la base de datos Franklin: Un
porcentaje de variación fue aplicado de acuerdo a la información
de los fabricantes de las bases de datos.
 Para datos secundarios de otras bases de datos donde no se
cuenta
con
información
de
incertidumbre,
el
rango
de
incertidumbre esta basado en la comparación de procesos
similares de diferentes bases de datos. .
 Para datos secundarios donde no se tiene información de
procesos similares de otras bases de datos, el rango de
incertidumbre esta basado en los intervalos propuestos por
Finnveden (Finnveden et al. 1998).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
La técnica para el análisis de sensibilidad fue seleccionada de un estudio
donde se compararon catorce métodos en términos del esfuerzo de cálculo
requerido, la clasificación de sensibilidad de los parámetros y el método
relativo de desempeño (Hamby 1995). El estudio concluye que el método
de Índice de Sensibilidad (SI) es "el método más fácil y confiable que se
puede realizar sin conocimiento detallado del parámetro de distribución".
El índice de sensibilidad es un método uno-a-la-vez donde un parámetro
es variado cada vez de su valor mínimo al máximo (rango de
incertidumbre) mientras que los otros se mantienen fijos y la diferencia
porcentual de salida resultante es calculada y expresada como SI.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
Los Índices de Sensibilidad fueron calculados por los parámetros
clave seleccionados y los resultados son analizados de manera
separada para los parámetros de primer plano y de fondo, esto con la
finalidad de identificar oportunidades de mejora para el desempeño
ambiental y la calidad de los datos respectivamente.
Las siguientes dos figuras muestran
los resultados para los
parámetros de primer plano y de fondo. Veintiséis parámetros clave
fueron analizados en total, pero solo se muestran aquellos con SI mayor
a 10%. Se puede observar que los parámetros de fondo tienen por lo
general, mayor sensibilidad que los parámetros de primer plano debido
a su alta incertidumbre.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
Sensibilidad de Indicadores de Categoría Resultantes en Parámetros de Procesos Clave de la Planta
28
26
SI (%)
24
22
20
18
16
14
12
10
Calentamiento Acidificación
Global
Eutroficación
Smog
Ecotoxicidad
SH
SH
fotoquímico
Cancerígenos No Cancerígenos
SH
Partículas
Categorías de Impacto
Consumo de Electricidad
Consumo de gas natural
N-t del efluente de la planta
de papel periódico
Consumo de diesel
Resultados del Análisis de Sensibilidad de Parámetros de Primer Plano
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
De esta figura se puede concluir que los esfuerzos de la planta
para mejorar el desempeño del ciclo de vida de la producción de
papel periódico debe enfocarse en los problemas de energía,
especialmente consumo de electricidad y gas natural para producir
vapor, que tiene una sensibilidad importante en la mayoría de las
categorías de impacto. También, los resultados de la categoría de
eutroficación pueden ser reducidos significativamente tomando
acciones para reducir las emisiones de N-t de los efluentes de la
planta de papel periódico.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
Sensibilidad de Indicadores de Categoría Resultantes en Parámetros de Procesos Clave de la Planta
80
SI (%)
70
60
50
40
30
20
Calentamiento
Deterioro del Ozono
Global
Ecotoxicidad
SH
Cancerígenos
Categorías de Impacto
CH4 de rellenos ind.
CO2 prod. De electricidad
Hg de prod. De elect.
Halon-1301 prod de DTPA
CFC-114 de prod. de DTPA
As-w de prod. de NaOH
SH
No Cancerígenos
As de prod. de elec.
Resultados del Análisis de Sensibilidad de Parámetros de fondo
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de
Fondo
De esta figura se puede concluir que los esfuerzos para mejorar la
calidad de los datos debe enfocarse en las emisiones de la
producción de DTPA que deterioran el ozono (i.e. quelante), las
emisiones de arsénico al agua de la producción de soda, emisiones de
mercurio y arsénico al aire de la producción de electricidad y las
emisiones de metano de rellenos industriales. Las acciones deben
orientarse primero a mejorar los rangos de incertidumbre estimados
y después a evaluar por un análisis de sensibilidad complementario si
se requiere mejor calidad de datos de producción.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Evaluación de Incertidumbres debido a Elecciones
Metodológicas
Ejemplos de elecciones metodológicas que presentan incertidumbre en
los modelos de LCA son: La selección de unidad funcional, los límites del
sistema, reglas de asignación, la opción de usar datos promedio o
tecnología promedio y selección de métodos de caracterización (Bjorklund
2002). Para reducir este tipo de incertidumbre, se ha recomendado usar
procedimientos estandarizados (i.e. familia ISO 14040), así como realizar
procesos evaluados por iguales al juzgar las opciones (Huijbregts 1998a).
En el desarrollo de modelos base, además de la aplicación de medidas
recomendadas para reducir la incertidumbre debido a elecciones, se
analizaron los efectos de dos opciones metodológicas, para las que se
discuten diferentes enfoques entre profesionistas.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Asignación por Producto en un Aserradero
Los enfoques presentados previamente fueron modelados y las
categorías de impacto resultantes son comparadas con aquellas del
modelo base en la siguiente figura. Los perfiles están normalizados
contra los resultados del modelo base.
Enfoque Alternativo 1: Las cargas ambientales son asignadas solo a
maderos y astillas.
Enfoque Alternativo 2: Las cargas ambientales son asignadas solo a
maderos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Asignación de subproductos en un Aserradero
Valor Normalizado
1.1
Análisis de Sensibilidad en Enfoques Alternativos de Asignación
1.0
0.9
0.8
0.7
Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH
SH
SH
Deterioro
Cancerigeno Partícula No Cancerígenode Ozono
Global
Smog
Fotoquímico
Categorías de Impacto
Enfoque Alternativo 1
Enfoque Alternativo 2
Resultados del Análisis de Sensibilidad con Enfoques alternativos de Asignación para operaciones
en un Aserradero
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Asignación de subproductos en un Aserradero
Los resultados muestran que, asignemos o no las cargas al hog
fuel, los resultados son los mismos. Pero cuando las cargas
ambientales son exclusivamente asignadas a maderos, los resultados
de caracterización difieren del modelo base de 2% a 13%, con
valores mayores para salud humana-partículas y smog fotoquímico
donde el transporte tiene una contribución significativa porque el
consumo de diesel para el transporte de troncos y operaciones del
aserradero representa cerca del 75% del consumo total para el
transporte en camión.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Modelo de Interpretación
Exclusión de Recopilación de Papel de Desecho
Durante la definición del alcance, el transporte de papel de desecho de la
calle a las instalaciones de recuperación de material en las ciudades fue
considerada insignificante en comparación con otras actividades de transporte
(i.e. transporte de troncos, transporte de papel de desecho de las instalaciones
de recuperación de material a la planta, etc.) y por tanto excluida del sistema.
En la fase de interpretación esta consideración fue verificada usando el
modelo de un camión de desecho municipal de la base de datos IVAM,
modelado por tiempo donde la distancia no es relevante; y datos promedio de
velocidad de recopilación de papel periódico durante el año 1998 en la
provincia de Ontario. Los resultados muestran que la contribución de la
recopilación de papel de desecho es insignificante para todas las categorías de
impacto (<<1%), siendo la mayor de 0.00435% para salud humana-partículas.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
2.
Evaluación de Oportunidades para mejorar el Desempeño Ambiental de la
producción de papel periódico usando la Evaluación del Ciclo de Vida
(LCA)
3.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Esta sección muestra la evaluación de oportunidades de mejora,
dividiendo las alternativas propuestas en aquellas relacionadas al
consumo de energía y las relacionadas con emisiones de
efluentes. En el primer grupo, analizamos el incremento de la
producción de DIP y la implementación de sistemas de cogeneración; los resultados muestran beneficios importantes para la
mayoría de las categorías de impacto (e.g. 20-40% de reducción
en calentamiento global potencial), excepto por acidificación, smog
fotoquímico y salud humana-partículas debido al incremento del
consumo de gas natural por 1 entrada.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
En el último grupo, analizamos el tratamiento terciario por
coagulación/floculación así como efluente cero por filtración
con
membranas;
éstas
tecnologías
muestran
mejoras
significativas para potencial de eutroficación (i.e. 50-80% de
reducción),
con
mayores
beneficios
de
tecnología
de
membranas que eliminan completamente la aportación del
efluente de la planta de papel periódico a la eutroficación,
optimiza el uso de recursos acuáticos y tiene alternativas
disponibles de almacenamiento de lodos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
En
esta
publicación
sistemáticamente
los
analizamos
resultados
del
e
interpretamos
modelo
base
para
identificar los parámetros de proceso y no-proceso con
influencia significativa en los impactos de la cadena total.
Finalmente, identificamos y evaluamos el potencial de mejora
del desempeño ambiental del ciclo de vida en diferentes
configuraciones de planta.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Parámetros Clave
En esta sección, centramos la atención en el proceso clave de la
planta o parámetros de primer plano, porque son el punto de inicio
para la definición y evaluación de oportunidades para mejorar el
desempeño del ciclo de vida. La siguiente figura muestra los
resultados del análisis de sensibilidad para estos parámetros.
Nota: SI = Índice de sensibilidad, definido como:
SI 
D max  D min
D max
… (1)
Donde Dmin y Dmax representan respectivamente los valores de
salida mínimo y máximo resultantes de variar el valor de entrada
en cierto rango (Hamby 1994).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Parámetros Clave
28
26
24
SI (%)
22
20
18
16
14
12
10
Calentamiento Eutroficación Acidificación
Global
Smog
Ecotoxicidad
fotoquímico
SH
Cáncerígeno
Categorías de Impacto
Consumo de electricidad
Consumo de Gas Natural
SH
no cancerígeno
N-t del efluente de la planta
de periódico
SH
partículas
Consumo de diesel
Resultados del análisis de sensibilidad en parámetros de primer plano
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Parámetros Clave
De la figura previa se puede concluir que las oportunidades de
la planta de mejorar el desempeño ambiental del ciclo de vida se
refieren a la reducción del uso de energía, especialmente de
electricidad y gas natural que tiene una sensibilidad importante en
la mayoría de las categorías de impacto. Por otro lado, la
eutroficación potencial puede ser reducida de manera significativa
al reducir las emisiones de N-t del efluente de la planta de papel
periódico.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Escenarios Orientados a la Energía
Se centran en reducir la compra de electricidad y el consumo de gas
natural. Consideramos las siguientes estrategias:
 Reducir el consumo de energía de la planta incrementando la producción
DIP que involucra menos energía intensiva que el proceso TMP.
 Reducir la cantidad de energía comprada de la red de suministro por
medio de co-generación de vapor y electricidad, preferentemente de
biomasa.
 Combinación de estas dos estrategias.
En base a éstas estrategias, desarrollamos tres configuraciones
alternativas de planta presentadas en la siguiente tabla.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Parámetro
Contenido DIP
Unidad Línea base 100% DIP
100% CE
100% CE +
100% DIP
%
20
100
20
100
GJ/ad
mt
16
12
36
21
Comprada de la red de suministro
%
98
98
0
0
Co-generada
en sitio
%
2
2
100
100
Consumo de Energía (electricidad +
vapor)
Desglose de Electricidad
Desglose de fuentes de energía para producir vapor
Gas Natural
%
48
50
73
54
Hog Fuel
%
44
32
24
36
Lodos
%
8
18
3
10
Configuraciones alternativas de planta para reducir el consumo de energía y los impactos
relacionados
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Escenarios Orientados a la Energía
El incremento de la producción DIP (100% DIP) resulta en el
consumo de cerca de la mitad de la electricidad requerida en el
modelo base; y al mismo tiempo, un incremento de 35% del vapor
producido por la caldera para reemplazar el vapor recuperado del
proceso TMP en el modelo base. Como consecuencia, hay un
decremento global en el consumo de energía de la planta. Las
principales suposiciones que hicimos para el análisis de inventario de
esta configuración son:
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
 La cantidad adicional de ONP y GGS requerida es transportada
de los mismos lugares que el modelo base. Además, consideramos
un crédito por reciclar esta cantidad de papel de desecho que, de
otra manera, sería enviado a rellenos.
 La cantidad total de lodos DIP pueden ser deshidratados y
quemados en la caldera.
 La energía adicional requerida en la caldera para producir vapor
es cubierta por el gas natural.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Como consecuencia de la última suposición, podemos observar en la
tabla previa que el desglose de gas natural y lodos se incrementa en
comparación con el modelo base. El consumo de gas natural se
incrementa cerca del 40% y la cantidad de lodos usados como fuente de
energía es dos veces más que en el modelo base.
En la configuración 100% CE, consideramos que toda la electricidad
consumida por la planta es co-generada en sitio. No incluimos ningún
programa de reducción de energía, pero cambiamos la fuente de energía:
en vez de comprar la electricidad de la red de suministro, la generamos
con vapor. Sin embargo, la cantidad requerida de vapor para esta
configuración es cercana al doble que la requerida por modelo base.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Por lo tanto, la cantidad total de energía requerida en la planta también
aumenta. Producir este vapor adicional exclusivamente de biomasa, no
es factible debido a problemas de disponibilidad de hog fuel donde el
sistema está localizado.
Por eso, asumimos que no podemos
incrementar el consumo de hog fuel actual más que 100% y que el resto
de las necesidades energéticas son cubiertas por gas natural. Observe
las variaciones en el desglose de estas fuentes de energía en la misma
tabla.
Como
resultado,
el
consumo
de
gas
natural
para
esta
configuración es cerca de 4 veces mayor que el consumo del modelo
base.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
El consumo de electricidad es reducido cerrando el TMP, pero los
requerimientos de vapor aumentan para reemplazar el vapor de TMP y
proveer la energía requerida para co-generar el 100% de las
necesidades de electricidad. Como consecuencia, los requerimientos
totales de energía se incrementan alrededor de 30%. Para la cantidad
adicional de papel de desecho requerido y lodo generado, hicimos las
mismas suposiciones que para la configuración 100% DIP. Para el hog
fuel adicional requerido, hicimos las mismas consideraciones que para
100% CE. Ya que hay más lodo del que puede ser usado como fuente de
energía y hay menos electricidad requerida en la planta, el consumo de
gas natural se incrementa en poco menos del doble comparado el
modelo base.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Al usar LCA podemos identificar los beneficios e impactos de ir
del modelo base a configuraciones alternativas así como identificar
los trade-offs y los orígenes de los impactos. Por ejemplo, la
siguiente figura muestra una comparación del Potencial de
Calentamiento Global (Global Warming Potential, GWP) para el
modelo base y los escenarios orientados a la energía designados.
Todas las configuraciones involucran mejoras para este indicador
de desempeño, con reducciones de 20 a 40%, a pesar del hecho de
que el consumo de energía aumenta para los tres escenarios. Este
resultado puede ser explicado en base a la fuente de energía:
estamos reemplazando electricidad producida por carbón a 33%
con electricidad generada de gas natural y biomasa (CO2 neutral).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
1400
Kg CO2eq / admt
1200
1000
800
600
400
200
0
Modelo Base
100%CE
100%DIP
100%CE+
100%DIP
Escenario
Producción de Electricidad
Producción de combustibles
Combustión de gas Natural
Transporte
Producción de químicos
n
Rellenos
GWP de Configuraciones alternativas de una planta
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Respecto
a
las
contribuciones
del
proceso,
observamos
una
reducción en el CO2eq emitido de la producción de electricidad junto
con un incremento de la combustión de gas natural en la caldera, de
tal manera que el impacto combinado de cubrir las necesidades de
energía de la planta es reducido en 30% en el escenario 100% CE, 50%
en el escenario 100% DIP y 60% para el escenario combinado. Sin
embargo, como el consumo de gas natural se incrementa, los efectos
de la pre-combustión (i.e. producción de combustibles) son más
significativos; veamos, por ejemplo, el incremento del área punteada
para el escenario 100% CE. También podemos observar el aumento de
la contribución de la producción de químicos cuando más DIP es
producido.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Las aportaciones de los rellenos y el transporte permanecen
casi constantes. En el caso de los rellenos, tenemos un balance
entre el aumento de desechos de proceso DIP, más la cantidad
de cenizas de la producción de vapor y el crédito por reciclar
más papel de desecho que, de otra manera, sería enviado a
rellenos. En el caso del transporte, el balance es entre el
transporte de papel de desecho y la evasión del transporte
relacionado a las operaciones en bosques y aserraderos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Las configuraciones alternativas de planta tienen beneficios potenciales
para mejorar el desempeño ambiental en las categorías de impacto que
tienen una sensibilidad significativa en el consumo de electricidad (ver
figura * ). Sin embargo, para las categorías de impacto que son más
sensibles al consumo de gas natural (i.e. acidificación, smog fotoquímico y
SH-Partículas), los resultados indicadores de categoría aumentan como
consecuencia del incremento del consumo de gas natural. Por ejemplo, en
la siguiente figura observamos que, a pesar del hecho de que la aportación
de la producción de electricidad es reducida o eliminada, las aportaciones
de biomasa y gas natural y especialmente de la producción de gas natural
se incrementan de manera importante, resultando en un aumento del
indicador de smog fotoquímico.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
6
5
g NO2 / admt
4
3
2
1
0
Modelo base
100%CE
100%DIP
100%CE+
100%DIP
Escenario
Producción de Electricidad
Producción de combustibles
Combustión de Gas Natural
Transporte
Producción de Químicos
n
Combustión de Biomasa
Potencial de Smog Fotoquímico de las configuraciones alternativas de planta
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Otro
punto
a
resaltar
es,
puesto
que
estos
escenarios
están
principalmente orientados a la reducción del consumo de electricidad
adquirida de la red de suministro, los beneficios resultantes dependen
fuertemente de la mezcla de energía en la fuente, y por tanto de la
ubicación de la planta. Para comprender mejor la importancia de este
parámetro de no-proceso, tomamos como referencia la mezcla de energía
promedio de tres provincias canadienses: Ontario, Québec y Alberta. La
siguiente tabla presenta la mezcla de energía para cada provincia así como
el GWP correspondiente. Note que este último indicador fue calculado
usando bases de datos de LCA para propósitos comparativos y no
representa emisiones reales (e.g. el modelo de energía hidráulica
considera cero emisiones).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Provincia
Fósil
(%)
Nuclear
(%)
Hidro
(%)
GWP
(gCO2/MWh)
Alberta
91
0
9
8.59e+5
Ontario
33
39
28
3.87e+5
Québec
1
4
95
1.85e+4
Mezcla de energía y GWP para tres provincias canadienses
Entonces, sustituimos el modelo real de producción de electricidad
por estros tres modelos diferentes y calculamos el GWP del sistema
completo (i.e. por 1 entrada) y las contribuciones del proceso; los
resultados se muestran en la siguiente figura. Observamos que la
ubicación de la planta influye dramáticamente en los resultados
indicadores de categoría y consecuentemente, en la sensibilidad y los
resultados del escenario del análisis.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
3000
ton CO2eq / admt
2500
2000
1500
1000
500
0
Ontario
Producción de Electricidad
Québec
Combustión de Gas Natural
Alberta
Transporte
Rellenos Industriales
GWP por 1 entrada de papel periódico para tres diferentes ubicaciones de la planta
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
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Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Escenarios Orientados a Efluentes
Éstos escenarios están enfocados en reducir la emisión de
nutrientes de la planta de papel periódico. Consideramos las
siguientes estrategias :
 Tratamiento terciario por coagulación/floculación
 Efluente cero por filtración con membranas
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
En base a las estrategias, analizamos 3 escenarios alternativos:
 Tratamiento terciario de la cantidad actual de efluentes por
coagulación/floculación.
 Implementación de programas de conservación de agua para
reducir la cantidad de efluentes a tratar; y tratamiento terciario
de la cantidad reducida de efluentes por coagulación/floculación.
 Implementación de la tecnología de filtración con membranas
después del tratamiento secundario para reusar el efluente como
agua fresca en el proceso.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Los dos primeros escenarios fueron desarrollados para una planta de
papel periódico por una compañía consultora como alternativas para
conseguir sus objetivos ambientales establecidos para el año 2005. Están
inspirados en una planta de tratamiento terciario por flotación con aire
disuelto auxiliada por coagulación química y floculación con alum y
polímero, aplicada en una planta de papel periódico TMP-DIP en Suecia
para reducir las descargas de fósforo y COD (Thoren et al. 1997). Sin
embargo, una restricción de esta tecnología es que la precipitación de TSS
y nutrientes con químicos inorgánicos produce una cantidad considerable
de lodos que son difíciles de drenar y por tanto deben ser enviados a
rellenos (European Commission 2001).
No cuantificamos la cantidad de
lodos generados por estos escenarios, porque no había datos confiables
disponibles.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
La siguiente tabla presenta las principales características de
los dos primeros escenarios en términos de cantidad y calidad
de los efluentes descargados.
Parámetro
Unidades
Modelo base
TT
WC+TT
Flujo
m3/admt
45.40
45.40
25.00
BOD
kg/admt
0.39
0.23
0.16
PO4-P
g/admt
65.30
4.00
2.80
N-t
g/admt
183.00
100.00
60.00
Características del efluente para escenarios de Tratamiento Terciario
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Para el escenario de efluente cero, seleccionamos la tecnología de
membrana que dependiendo del tamaño de corte aplicable de la membrana
y la presión de filtrado, pueda teóricamente remover casi el 100% de
material orgánico, produciendo un filtrado con suficiente calidad para
reemplazar la mayoría del agua fresca usada en el proceso. Los lodos
generados pueden ser enviados a tratamiento biológico o pueden requerir
concentración posterior en un combustible sólido para su disposición por
incineración (IPPC 2001). La cantidad de lodos generados de este
escenario tampoco han sido cuantificados.
La siguiente figura muestra los resultados comparativos para la
categoría de impacto de eutroficación, la cual es la más sensible a la
emisión de nutrientes de la planta de papel periódico.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
500
450
400
g N eq / admt
350
300
250
200
150
100
50
0
Modelo Base
TT
WC+TT
Efluente cero
Escenarios
Prod. Papel Periódico
Prod. Electricidad
Combustión de Biomasa
Prod. químicos y combustibles
Rellenos ind.
Potencial de Eutroficación para escenarios alternativos de efluentes
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Observamos que la contribución de la planta de papel periódico
representa cerca del 80% del potencial de eutroficación en el modelo base.
Con la implementación de un tratamiento terciario, el potencial de
eutroficación puede disminuir de 50 a 60% y con tecnología de efluente
cero, en 80% por la eliminación de la aportación de la planta de papel
periódico.
Note que el manejo de lodos no afecta los resultados de eutroficación,
pero puede afectar otras categorías de impacto. Por ejemplo: si los lodos
de alum son enviados a rellenos, el indicador de calentamiento global
disminuye. Este factor debe ser tomado en cuenta para futuros escenarios
de análisis. Cuando más datos confiables están disponibles.
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Módulo 14
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Escenario de Análisis Adicional
Realizamos un escenario de análisis adicional para responder a una
pregunta que surge frecuentemente en las presentaciones de este
proyecto de investigación: ¿qué es más amigable ambientalmente, reciclar
el papel de desecho o incinerarlo en la ciudad y recuperar electricidad?.
La principal preocupación asociada con esta pregunta fue el impacto del
transporte del papel de desecho.
Para evaluar estas alternativas, primeramente incluimos en el modelo
base el transporte de papel de desecho de la calle a las instalaciones de
recuperación de material, inicialmente excluido del sistema, y calculamos
la contribución de esta actividad a los indicadores de categoría. Los
resultados muestran que la contribución en todas las categorías de
impacto es insignificante (<<1%).
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Entonces, desarrollamos y comparamos los escenarios descritos en esta
tabla
Unidades
Modelo
base
100%
DIP
55% EW
%
20
100
20
Adquirida de la red de
suministro
%
98
98
45
Co-generada
%
2
2
55
Parámetro
Contenido DIP
Desglose de Electricidad
Características de Escenarios Adicionales
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Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Diseñamos el escenario 10% DIP bajo los mismos criterios usados en los
Escenarios Orientados a Energía. Para el escenario 55% de Electricidad de
papel de desecho (Electricity from Wastepaper, EW), consideramos que la
cantidad adicional de papel de desecho que es reciclada en el escenario
100% DIP, es incinerada en la ciudad y la electricidad es recuperada y
enviada a la red de suministro. La cantidad de electricidad producida de
esta manera constituye el 55% del consumo total de electricidad de la
planta. Usamos un modelo finlandés promedio de incineración de papel de
desecho; y, puesto que estas alternativas están orientadas a la reducción de
los impactos causados por el consumo de energía, corrimos el modelo para
tres mezclas de energía. (vea tabla * ).
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Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Las siguientes 3 figuras presentan los perfiles normalizados
contra los resultados del modelo base. Note que los puntajes
menores que 1 significan un decremento en los resultados de los
indicadores de categoría, y por tanto una mejora en el desempeño
ambiental. También note que estas gráficas representan los
resultados para este sistema particular de producción de papel
periódico localizado en tres provincias diferentes, en comparación
a los sistemas de producción de papel periódico promedio en éstas
provincias.
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Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH
Global
Cáncer
100 % DIP
SH
Partículas
SH
Deterioro Smog
No-Cáncer del ozonoFotoquímico
55 % EW
Resultados de Escenario de Análisis Adicional – Mezcla de Energía en Ontario
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Una comparación de los resultados muestra que las alternativas
evaluadas tienen beneficios ambientales principalmente cuando las
fuentes fósiles tienen un gran corte en la mezcla de electricidad (e.g.
Ontario y Alberta); mientras mayor sea el corte de fuente fósil,
mayor el beneficio. Sin embargo, si la mezcla de energía tiene una
parte insignificante de fuente fósil, no hay mejora en el desempeño
ambiental como consecuencia del escenario 100% DIP. El escenario
55% EW tiene beneficios principalmente para impactos globales así
como para ecotoxicidad y toxicidad humana, presentando un rango de
mejora de 7% a 30%.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH
Global
Cáncer
100 % DIP
SH
Partículas
SH
Deterioro
Smog
No-Cáncer del ozono Fotoquímico
55 % EW
Resultados de Escenario de Análisis Adicional - Mezcla de energía de Québec
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Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
Para las mezclas de energía donde ambas alternativas tienen
beneficios ambientales, la diferencia en la mejora del desempeño
ambiental es menor a 10% para la mayoría de las categorías de
impacto, excepto para impactos regionales para la cual el
escenario 100% DIP representan una mejor alternativa (ya que el
escenario 55% EW produce mayor cantidad de gases de
combustión que contribuyen a los impactos regionales); y
deterioro del ozono, para el cual la mejor opción es 55% EW
(puesto que el consumo de químicos es mayor para el escenario
100% DIP).
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Escenario del Análisis
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH
Global
Cáncer
100 % DIP
SH
Partículas
SH
Deterioro
Smog
No-Cáncer del ozono Fotoquímico
55 % EW
Resultados de Escenario de Análisis Adicional – Mezcla de energía de Alberta
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Conclusiones
Un estudio de LCA de origen a destino final
para la producción de 1
entrada de papel periódico fue completado, siguiendo rigurosamente los
estándares ISO 14040. Los resultados del análisis de sensibilidad del modelo
base muestran que el consumo de energía, principalmente en la forma de
electricidad y gas natural para producir vapor, así como las emisiones de
efluentes son parámetros de proceso que tienen una sensibilidad significativa
(>10%) en los resultados indicadores de categoría. También identificamos que
la mezcla de energía que varía con la ubicación de la planta es un parámetro de
no-proceso que afecta dramáticamente los resultados de la LCA. Por lo tanto,
las conclusiones obtenidas son válidas solo para el sistema estudiado y no se
puede hacer una generalización en base a los resultados alcanzados.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental
Conclusiones
Las configuraciones alternativas desarrolladas para la planta con
producción elevada de sistemas DIP y/o co-generación tienen beneficios
ambientales importantes para el desempeño de la LCA del sistema
estudiado (e.g. 20-40% de reducción del Potencial de Calentamiento
Global), excepto para las categorías de impacto más sensibles al consumo
de gas natural (i.e. acidificación, smog fotoquímico y salud humanapartículas). Los escenarios orientados a efluentes muestran mejoras para
el potencial de eutroficación (i.e. 50-80% de reducción), con beneficios
aún mayores para tecnología de membranas, que eliminan completamente
la contribución de los efluentes de la planta de papel periódico a la
eutroficación, optimiza el uso de recursos acuáticos y tiene alternativas
disponibles para rellenos de lodos.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Tier II : Contenido
1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta
productora de papel periódico, incluyendo:
* Descripción del sistema estudiado
* Definición de meta y alcance
* Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
* Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)
* Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de
Parámetros
2.
Evaluación de Oportunidades para mejorar el Desempeño Ambiental de la
producción de papel periódico usando la Evaluación del Ciclo de Vida
(LCA)
3.
Preguntas de opción múltiple
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
Planta Integrada de Papel Periódico
Tier II : Quiz
Observe las gráficas de la
presentación y conteste las
siguientes preguntas:
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
T i e r II
ANTECEDENTES
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
TRACI
La herramienta para la reducción y evaluación de químicos y otros
impactos ambientales (Tool for the Reduction and Assessment of
Chemical and other environmental Impacts, TRACI) es un programa
computacional estándar desarrollado por la Agencia de Protección
Ambiental de los E.U.A. que facilita la caracterización de agentes
estresantes que tienen efectos potenciales, incluyendo destrucción
del ozono, calentamiento global, acidificación, eutroficación,
formación de ozono troposférico (smog), ecotoxicidad, efectos de
criterios relacionados con la salud humana, efectos cancerígenos en
la salud humana, agotamiento de combustibles fósiles y efectos
debidos al uso de la tierra.
Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida
Módulo 14
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