anÁlisis del ciclo de vida de la producciÓn de …

ANÁLISISDELCICLODEVIDADELAPRODUCCIÓNDEBIOETANOLAPARTIRDEBIOMASALIGNOCELULÓSICAPROVENIENTEDERESIDUOSAGRÍCOLASMasterEnergíasRenovables.

Noelia Martín García

Directores:

Stella Moreno Grau

Francisco Vera García

Análisis del Ciclo de Vida de la producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica proveniente de residuos agrícolas.

2

AGRADECIMIENTOS

Megustaríaagradecerenprimerlugaramisdirectoresdeltrabajofindemaster,

StellaMorenoGrauyFranciscoVeraGarcíaporsusinnumerablesconsejosysutiempo

invertido enmí, pero sobre todo por haber aceptado ser mis consejeros. Pero en

especialaStellaMorenoporquesuayudahasidofundamental.

HedeagradecertambiénaYolandaFernándezNavaprofesoradelauniversidad

deGijónporpermitirmeguiarmeconsutrabajodeACV.

Y,paraterminar,agradeceramifamiliaporquesonincondicionalesysiempre

estánahíencadapasoquedoy.AsícomoJavierquesiempreestáparaayudarmecon

misdificultadestecnológicas.


3

RESUMEN

Enelsiguienteprocesoserealizaráunanálisisdeciclodevida,herramientaque

serviráparacuantificarycalificar losposibles impactosambientalesquetienen lugar

durante el proceso de producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica

provenientederesiduosagrícolas,siendoelegidomásconcretamentelapajadetrigo.

Duranteelprocesodeanálisisdeciclodevidasetrabajaráenlasdiferentesfases

delprocesoqueestándefinidasen laNorma ISO,así comosedefinirán losdistintos

subsistemas que tienen lugar durante la producción para contabilizar las entradas y

salidasdeenergíaymateria.

Paralaeleccióndelosdiferentesprocesosaelegirenlasetapassehatenidoen

cuentaelgastoenergéticoydemateriapuestoquesebuscareducirestebalance,como

ejemplodeellosehaelegidolaexplosióndevaporcomométododepretratamientoo

lafermentaciónysacarificaciónsimultáneaenlatransformación.

Al finalizar este trabajo se llegará a una discusión sobre el uso de esta

herramienta, en la actualidad es común la utilización de software específicos que

facilitan el trabajo, en el caso de este estudio y como se menciona en apartados

posteriores han surgido problemas técnicos y se ha tenido que recurrir a métodos

teóricos. Aun así, se puede concluir que el uso de bioetanol a partir de biomasa

lignocelulósicatienegrandesventajasfrenteaelusodecombustiblesfósiles,también

incluirqueadíadehoyesunabuenaformadereciclajedelosresiduosagrícolas.

Encuantoalaevaluacióndeimpactosqueseharealizadodelciclodevidade

esteproceso,sehapodidoobservarquelamayoríadeellossonasumiblesyaqueson

moderados.


4

ABSTRACT

Inthefollowingprocess,alifecycleanalysiswillbecarriedout,atoolthatwill

servetoquantifyandqualifythepossibleenvironmentalimpactsthattakeplaceduring

thebioethanolproductionprocessfromlignocellulosicbiomassfromagriculturalwaste,

wheatstrawbeingchosenmorespecifically.

Duringthe lifecycleanalysisprocess,workwillbecarriedout inthedifferent

phases of the process that are defined in the ISO Standard, aswell as the different

subsystemsthattakeplaceduringproductiontoaccountforenergyandmaterialinputs

andoutputs.

Thechoiceofthedifferentprocessestobechosenateachstagehastakeninto

accounttheenergyandmaterialcosts,sincetheaimistoreducethisbalance,asan

exampleofwhichthesteamexplosionhasbeenchosenasapre-treatmentmethodor

thesimultaneousfermentationandsaccharificationinthetransformationprocess.

Attheendofthiswork,adiscussionwillbereachedabouttheuseofthistool,at

presentitiscommontousespecificsoftwarethatfacilitatesthework,inthecaseofthis

studyandasmentionedinlatersections,technicalproblemshavearisenandithashad

toresorttotheoreticalmethods.Evenso,itcanbeconcludedthattheuseofbioethanol

from lignocellulosic biomass has great advantages over the use of fossil fuels, also

includethattodayisagoodwaytorecycleagriculturalwaste.

Withregardtotheevaluationoftheimpactsofthelifecycleofthisprocess,it

hasbeenobservedthatmostofthemareassumablesincetheyaremoderate.


5

TABLADECONTENIDO

AGRADECIMIENTOS...................................................................................................2

RESUMEN..................................................................................................................3

ABSTRACT.................................................................................................................4

INDICEDETABLAS.....................................................................................................6

INDICEDEILUSTRACIONES........................................................................................7

1. INTRODUCCIÓNYCONTEXTO...........................................................................8

2. OBJETIVO.........................................................................................................10

3. ELBIOETANOL..................................................................................................113.1. ORIGENYCONCEPTO....................................................................................................113.2. ESTRUCTURADELABIOMASALIGNOCELULOSA...........................................................123.3. APROVECHAMIENTOENERGÉTICO...............................................................................14

4. METODOLOGÍADELANÁLISISDECICLODEVIDA..............................................154.1. DEFINICIÓNDELANÁLISISDECICLODEVIDA...............................................................154.2. DESARROLLODEUNACV..............................................................................................17

Etapa1.Definicióndelobjetivoyalcance...............................................................................17Etapa2.Análisisdelinventariodelciclodevida(ICV)...........................................................17Etapa3.Evaluacióndelimpactodelciclodevida(EICV).......................................................19Etapa4.Interpretacióndelciclodevida................................................................................20

5. ANÁLISISDELCICLODEVIDADELAPRODUCCIÓNDEBIOETANOLAPARTIRDE

PAJADETRIGO........................................................................................................215.1. Etapa1:ObjetoyAlcancedelestudio...........................................................................21

Definicióndelobjetivo:...........................................................................................................21AlcancedelACV:....................................................................................................................22

5.2. ETAPA2.INVENTARIODELCICLODEVIDA(ICV)...........................................................275.3. ETAPA3.EVALUACIÓNDELIMPACTODELCICLODEVIDA(EICV).................................37

Listadechequeo:...................................................................................................................42Matrizde Identificación........................................................................................................47Caracterizacióndelosimpactos.............................................................................................53

6. discusiones......................................................................................................58

BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................60


6

INDICEDETABLAS

Tabla1:Composicióndelmateriallignocelulósico........................................................13

Tabla2:Balancesubsistema1.......................................................................................29

Tabla3:BalanceSubsistema2.......................................................................................31

Tabla4:BalanceSubsistema3.......................................................................................33

Tabla5:Balancesubsistema4.......................................................................................35

Tabla6:BalanceSubsistemaactividadesauxiliares.......................................................36

Tabla7:PuntosintermediosdelaEIA............................................................................39

Tabla8:PuntosfinalesdelaEIA.....................................................................................40

Tabla9:Listadechequeodelmedionatural.................................................................45

Tabla10:Listadechequeodelmediosocioeconómico................................................46

Tabla11:MatrizdeIdentificacióndeimpactos............................................................52

Tabla12:Matrizdecaracterizacióndelosimpactos....................................................57


7

INDICEDEILUSTRACIONES

Ilustración1:Producciónmundialdecrudoyestimacióndelaproducciónfuturapor

regiones.(AdaptacióndeEWG2007)......................................................................8

Ilustración2:Estructuradebiomasalignocelulósica(FiguraadaptadadesdeTommeet

al.,1995).................................................................................................................12

Ilustración3:EtapasdelCiclodeVidadelproducto(IlustracióndeEcointeligencia)....15

Ilustración4:FasesdeunACV.......................................................................................16

Ilustración5:EtapasdelAnálisis....................................................................................18

Ilustración6:ElementosdelafaseEICV........................................................................19

Ilustración7:Esquemadelossubsistemasdelproceso(Elaboraciónpropia)...............25

Ilustración8:Resumensubsistema1.............................................................................28

Ilustración10:Resumensubsistema3...........................................................................32

Ilustración11:ResumenSubsistema4...........................................................................34

Ilustración12:Ejemplodeesquemadeevaluación(UdodeHaesycol.,1999b)..........38


8

1. INTRODUCCIÓNYCONTEXTO

Elbioetanolhaganadoimportanciaenlosúltimosañosinfluenciadoporlacrisis

delpetróleo,lasespeculacionessobresuagotamiento,lainviabilidadeconómicadelos

actualesyacimientos(larentabilidaddelyacimientonoesviablesisecomparaconla

inversiónquesenecesitaparalasinfraestructurasdelaexplotación)ylasubidaenlos

preciosdelcrudo,hanpuestoenelpuntodemiraabiocombustiblescomoelbioetanol,

haciendodelosmismosunaalternativaalpetróleo.

Ilustración1:Producciónmundialdecrudoyestimacióndelaproducciónfuturaporregiones.(AdaptacióndeEWG2007)

Elbioetanolesunafuentedeenergíaconocidaydesimplicidadrelativa,puesto

queesunaditivosencillode lagasolina.Estebiocarburantequepodríadenominarse

comoecológico,esconocidodesdehacetiempo,tantoesasíqueyaenlaprimeraguerra

mundialseexperimentóconeletanolparaproduciracetona,productoqueseutilizaría

asuvezparaproducircordita,pólvoraqueseríaimportanteendichaguerra.


9

Adíadehoy,comosehamencionadoanteriormente,elbioetanolhaganado

unagranimportancia,tantoesasíqueseestácreandounagrancarreradeinvestigación

alrededordeél.

En el estudio que se va a realizar a continuación se va a centrar en tratar la

biomasa lignocelulósica, que sería toda aquella biomasa vegetal constituida

fundamentalmenteporcelulosa,hemicelulosa,y lignina.Seexcluiríanenestecasola

biomasaconstituidaprincipalmenteporalmidón,proteínasyazúcares,comoeselcaso

delosgranos,cereales,mielesyotros.Dejandoasítambiéndeladoeldebateéticoque

sehageneradoalrededordelusodegranosycerealesparalaproduccióndebioetanol

cuandoestemismopodríaservircomoalimentoparaunagranpartedelapoblación,

teniendoencuentaquegranpartedelapoblaciónmundialmalvivesinalimentodiario.

Losmaterialeslignocelulósicos,enelcasopresentelosprovenientesderesiduos

agrícolas,tienencomoventajaquesonrenovablesybiodegradables,puestoquesonel

resultado del proceso de fotosíntesis de los vegetales mediante la energía solar.

Teniendo en cuenta lo anterior, su empleo como combustible lo convierte en una

manerasostenibleybeneficiariaconelmedioambientedeaprovecharlaenergíasolar.

Existen gran cantidad de tipos de biomasa lignocelulósica, como se ha

mencionadoantes,eltrabajosecentraráenlosprovenientesderesiduosagrícolas,a

continuación,semuestranalgunosejemplos:

- PajayBagazodecañadeazúcar

- Pulpadecafé

- Residuosdeproduccionesdefrutales

- Pajasdecosechasdecereales

- Residuosdeproduccióndevinos,aceitesyotrosproductos.


10

2. OBJETIVO

Elobjetivodeesteproyectofindemasteresanalizarlosaspectosambientalese

impactosambientalespotencialesde laproduccióndebioetanolapartirdebiomasa

lignocelulósica proveniente de residuos agrícolas, más específicamente la paja,

mediantelatécnicadelanálisisdeciclodevida.Llevandoacaboesteanálisisdesdela

cunahastalatumba.

Se tratarán los beneficios del aprovechamiento energético de la biomasa

lignocelulósicapuestoquesetratadelaenergíarenovablealternativaalpetróleo.Ytras

finalizarelanálisisdeciclodevidaseevaluaránlosresultadosobtenidosllegandoaunas

conclusiones.


11

3. ELBIOETANOL

3.1. ORIGENYCONCEPTO

Labiomasaesaquellamateriaorgánicadeorigenvegetaloanimal,incluyendo

losresiduosydesechosorgánicos,susceptibledeseraprovechadaenergéticamente.Las

plantas transforman la energía radiante del sol en energía química a través de la

fotosíntesis,ypartedeestaenergíaquedaalmacenadaenformademateriaorgánica.

Segúnladirectiva2003/30/CE:biomasaes“fracciónbiodegradabledeproductos

de desecho y residuos procedentes de la agricultura, silvicultura y de las industrias

relacionadas, así como de la fracción biodegradable de residuos industriales y

municipales”.

Atendiendoasuorigen,labiomasasepuedeclasificaren:

• Biomasa natural: se produce en la naturaleza sin intervención del

hombre.

• Biomasa residual: es un subproducto o residuo generado en las

actividades agrícolas (poda, rastrojos, etc) silvícolas y ganaderas, así

como residuos de la industria agroalimentaria (bagazos, cáscaras,

vinazas...)yenlaindustriadetransformacióndelamadera(aserraderos,

fábricas de papel, muebles…) así como residuos de depuradoras y el

recicladodeaceites.

• Cultivos energéticos: están destinados a la producción de

biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria

alimentaria,existenotros cultivos como los lignocelulósicos forestales,

herbáceosycosechas.


12

3.2. ESTRUCTURADELABIOMASALIGNOCELULOSA

Labiomasalignocelulósicaesensumayoríadeorigenvegetal.Estáformadapor

tejidos vegetales cuyas células contienenunapared celular queestá constituidapor

microfibrillasdecelulosa,formandocapasrecubiertasdehemicelulosaysobrelasque

se deposita la lignina, como se muestra en la ilustración 2 que se muestra a

continuación…

Ilustración2:Estructuradebiomasalignocelulósica(FiguraadaptadadesdeTommeetal.,1995)

Para entender bien su composición, se explicará brevemente los diferentes

componentes:

- Celulosa: es un biopolímero compuesto exclusivamente de b-glucosa. Se

trata de la biomoléculamás abundante. La celulosa tiene una estructura

linealofibrosa,enlaqueseestablecenmúltiplespuentesdehidrógenoentre

losgruposhidroxilo,haciéndolasimpenetrablesalagua,loqueseainsoluble

alaguayoriginandofibrascompactasqueconstituyenlaparedcelulardelas

célulasvegetales.Sufunciónenlosvegetalesesformarpartedelostejidos

desostén.


13

- Hemicelulosa:Setratadeunpolisacáridocompuestopormásdeuntipode

monosacáridos formando una cadena lineal ramificada. Entre los

monosacáridosdestacanlaglucosaolafructosa,aunqueelporcentajedel

restodemonosacáridostambiénesimportantecomosemuestraenlatabla

1.Formapartedelasparedesdelacélulavegetal,recubriendolasuperficie

delasfibrasdecelulosaypermitiendoelenlacedepectina.

- Lignina: es una clase de polímeros orgánicos complejos que forman

materiales estructurales importantes en los tejidos de soporte de plantas

vascularesydealgunasalgas.Laligninaesparticularmenteimportanteenla

formacióndeparedescelulares.

Material

lignocelulosico

Xilosa Manosa Galactosa Arabinosa Grupo

Acetilo

Ácido

Urónico

PajadeTrigo 16,9–18,5

0–0,7 0,7–2,2 1,6–2,1 2,4 2,2

Tabla1:Composicióndelmateriallignocelulósicoenporcentajes.


14

3.3. APROVECHAMIENTOENERGÉTICO

Elaprovechamientoenergéticodelabiomasalignocelulósicacomienzaentodos

loscasosconunacombustión.Dependedelproductoquesequieraobtener,serealizan

procesoscomplementarios.

Labiomasasepuedequemardirectamenteenunhornoproduciendocalor,o

añadirantesdeesteprocesotratamientosfísicos,químicos…produciendounproducto

liquidoogaseosoquepodemosutilizarencalderasquenosproducentrabajoycalor,el

cualseutilizaríaenmáquinasindustrialesyenmotoresdecombustióninterna.

Encuantoalasaplicaciones,sondiversas,puestoquecomosehacomentado

anteriormente existen gran variedad de biomasas y distintas tecnologías de

transformación.Podemosdestacar:

- Produccióndeenergíatérmica:eselaprovechamientomáscomúnparael

usodelabiomasasólida,conélseproveedecaloryaguacalientesanitariaa

viviendas.

- Produccióndeenergíaeléctrica:seobtieneapartirdebiomasaresidualy

cultivos energéticos, se trata de un sistema más complejo de

aprovechamiento,seprecisadecentralestérmicasespecíficas.

- Producción de biocombustibles: En este aprovechamiento se debe

distinguirdosvías:laproduccióndebiocarburantesparavehículosconmotor

diéselqueseobtienenapartirdecultivosoleaginososy lossegundos, los

biocarburantes destinados a motores de encendido provocado, que se

obtienenapartirdecultivosoespeciesricasenazucares.

- Producción de gases combustibles: es lamenos conocida. Consiste en la

obtencióndeungasapartirdeladescomposicióndelabiomasa.Dichogas

está compuesto básicamente por metano, no tiene elevado contenido

calorífico,peroesútilenlaindustriaganaderayagrícola.


15

4. METODOLOGÍADELANÁLISISDECICLODEVIDA

4.1. DEFINICIÓNDELANÁLISISDECICLODEVIDA

CuandosehabladeAnálisisdeCiclodeVidaoACVserefiereaunaherramienta

de gestión ambiental que pretende analizar de unamanera objetiva ymetódica los

aspectos e impactos potenciales del producto (en este caso de la producción de

biodieselapartirdelignocelulosa)desdelacunaalatumba(desdelaadquisicióndela

materia prima hasta su disposición final). Dicho análisis se realiza como una visión

generalparaevitardesplazamientosdecargaambientalpotencialentreetapasdedicho

ciclo.

Ilustración3:EtapasdelCiclodeVidadelproducto(IlustracióndeEcointeligencia)

LanormaISO14040:2006definequeunestudiodeACVtienecuatrofases:

- Lafasededefinicióndelobjetivoyelalcance:sedebendejarclarosloslímites

y el nivel de detalle que se pretende realizar en el estudio, para ello es

importantesabercuáleselfindelanálisis.


16

- Lafasedeanálisisdel inventario(ICV):setratadeun inventariodedatosde

entrada/salidaenrelaciónconelsistemaqueseestudia,estarecopilacióntiene

quecumplirlosobjetivosdelestudio.

- La fase de evaluación del impacto ambiental (EICV): Durante esta fase se

evalúanlosresultadosdelafaseanteriordesdeunpuntodevistaambiental.

- Lafasedeinterpretación:porúltimo,seinterpretanlosresultadosobtenidosen

lasfasesanterioresparasacarconclusionesypodertomardecisiones.

Ilustración4:FasesdeunACV

ParalaimplantacióndeunACVsedebenconsultarlassiguientesnormas:

- ISO14040:2006.GestiónAmbiental.AnálisisdelCiclodeVida.Principiosymarco

dereferencia.

- ISO14044Gestiónambiental.Análisisdelciclodevida.Requisitosydirectrices.

Fase de definición del objetivo y el alcance

Fase de análisis del inventario

Fase de evaluación del impacto ambiental

Fase de interpretación


17

4.2. DESARROLLODEUNACV

ElDesarrollodelACVnospermiteanalizarlasentradasysalidasdelossistemas

del producto o proceso a estudio, evaluando en cada entrada y salida los impactos

ambientalespotencialesqueestánasociadosaestasmismas.

ElDesarrollodeunACVsedivideendiferentesetapasdefinidasqueseexplicaran

acontinuación.

ETAPA1.DEFINICIÓNDELOBJETIVOYALCANCE

LaEtapaprimera,odefinicióndelobjetivoyalcance,segúnlaNormaISO14040

incluyeloslímitesdelsistemayelniveldedetalle,asícomolaprofundidadyamplitud

delACV.

ETAPA2.ANÁLISISDELINVENTARIODELCICLODEVIDA(ICV)

Estaetapasebasaenlarecopilacióndedatosquenosayudaranacomprender

las etapas posteriores. Es importante tener bien definidos los flujos de entradas

(materiasprimasyfuentesdeenergíaqueactúenenelproceso)ysalida(emisionesal

aire,aguaysuelo)quetienenlugarduranteelciclodevidadeunproducto.

Larealizacióndeuninventariodeciclodevidaesunprocesoiterativo,amedida

queseavanceenelestudiodelproyecto,sevanaconocernuevosdatosporloquelos

límitespodríansermodificados.


18

En el proyecto a analizar se han definido diferentes subsistemas dentro del

sistemaglobal,parafacilitarsuestudio,porloque,sevanaestudiarycuantificarlas

entradasysalidasdecadaunodeellosindividualmente.

Estaetapadelanálisissedivideasuvezendistintaspartes:

Ilustración5:EtapasdelAnálisis

Enelproyectoqueseestádesarrollandolosdatosquesevanautilizarsevana

obtenerdebalancesdeenergíaymateriaydefuentesbibliográficas.

Recopilación de datos• Entradas de energía, materia prima , entradas auxiliares y otras entradas

físicas.• Productos, coproductos y residuos.• Emisiones al aire, vertidos al agua y suelo• Otros aspectos ambientales

Cálculo de datos• Validación de los datos recopilados• Relación de los datos con los procesos unitarios• Relación de los datos con el flujo de referencia de la unidad funcional.

Asignación de flujos , emisiones y vertidos.


19

ETAPA3.EVALUACIÓNDELIMPACTODELCICLODEVIDA(EICV)

DurantelafasedeEvaluacióndelimpactodelciclodevidasevaaevaluarlos

impactos ambientales potenciales que tienen lugar en cada sistema del producto,

utilizandolosresultadosobtenidosenlafaseanterior.

Se asociarán los datos obtenidos en la ICV, con las categorías de impactos

ambientalesespecíficosyconlosindicadoresdeesascategorías,todoelloconelfinde

comprenderdichosimpactos.

En la siguiente figura se pueden ver los elementos de la fase que estamos

desarrollando:

Ilustración6:ElementosdelafaseEICV


20

ETAPA4.INTERPRETACIÓNDELCICLODEVIDA

Lainterpretacióndelciclodevidaeslafasequediscutelosresultadosobtenidos

de las fases anteriores, sirve como referencia a la hora de tomar decisiones o

simplementedellegaraunaconclusión.

Esta fase permite llegar a la conclusión de que sistema del producto tiene

mayoresimpactosybuscarposiblessolucionesaello.


21

5. ANÁLISISDELCICLODEVIDADELAPRODUCCIÓNDEBIOETANOLAPARTIRDEPAJADETRIGO

Enelcapítuloanteriorsehadefinidocomoseríaunanálisisdeciclodevida,en

estaocasiónsecentraespecíficamenteenlarealizacióndelanálisisdeciclodevidade

laproduccióndebioetanolapartirdepajadetrigo,profundizandomásenloqueesun

análisisdeciclodevidareal.

5.1. ETAPA1:OBJETOYALCANCEDELESTUDIO

DEFINICIÓNDELOBJETIVO:

El presente trabajo tiene como objetivo realizar un ACV de la producción de

bioetanolapartirdebiomasalignocelulósica,centrándoseenaquellaqueprovienede

residuosagrícolas,másespecíficamentelapaja.

Serealizaráelanálisisdesdelacunahastalatumba,teniendoencuentaqueeste

ciclocomenzaríaenlarecoleccióndelapaja,considerandolarecoleccióncomolacuna,

hastalautilizaciónporcombustiónenmotoresdecombustióninternadelbiocarburante

(bioetanol)quesehayageneradodenominandoestocomolatumba.

Losobjetivosaanalizarsepodríandefinircomo:

• Obtener el valor de emisiones de óxido de carbono que el proceso de

transformación haya generado, valorando así las emisiones netas que

producenlautilizacióndeestetipodebiocarburantes.

• Analizarlasoportunidadesqueofreceelaprovechamientoenergéticodela

biomasalignocelulósica.


22

• Cuantificaryevaluarlosimpactosambientalespotencialesgeneradosenel

procesodeproducción.

• Identificarlasposibilidadesqueexistenparareducirlosimpactosquesehan

fijadoanteriormente

ALCANCEDELACV:

SegúnlanormaUNE-ISO14040.2006sedebedefinir:

• Sistemadelproductoaestudiar:Sedividiráelprocesoenvariossistemaspara

hacermás sencilla su evaluación, estos sistemas se reflejarán en el siguiente

gráficohaciendoasuvezreferenciaalossubsistemasqueactúanenél.

- Sistema de pretratamiento: se incluirá la recolección, el transporte y la

manipulación de la paja hasta la planta de tratamiento, almacenamiento,

procesospara reducir el tamaño, así como lograr la aperturadelmaterial

fibroso que facilite la posterior penetración de los agentes químicos de

hidrólisis.Tambiénformaríaparteseltratamientotermoquímico,elcualse

utiliza para ablandar la lignina y la hemicelulosa, esta parte también es

importante para ayudar en la siguiente fase a que las enzimas o

microorganismospuedantrabajar.

- Sistemadesacarificaciónyfermentación:Laetapadefermentacióntiene

como objetivo fermentar los azucares y la xilosa a etanol, utilizando

normalmentetratamientosenzimáticos.Sevaaoptarporunasacarificación

y fermentación simultanea (SSF) usando células de fuentes externas, las

razones para elegir este método son su rendimiento y su velocidad de

hidrolisis, quehabitualmente sonmayor, senecesita una cargamenorde

enzimas,loquereducecostesyparaterminarelriesgodecontaminaciónes

menor.

- Sistemadedestilación:abarcalaobtencióndeletanolcrudo,larectificación

yladeshidratación


23

• Sistemadeactividadesauxiliares:consisteenlasactividadesqueayudana

solucionarelproblemadelosresiduosgeneradosenlasanterioresetapas,

comoson:

- Productosquímicos

- Biomasacelularresidualdelafermentación

- Aguaresidualdelproceso

- Vinazas,quesonlosresiduosdeladestilacion

- Funcionesdelsistemadelproducto:

El sistemaestudiadocumple la funciónde,apartirde lapajaprovenientede

residuos agrícolas y de su transformación, producir etanol que pueda ser usado en

motores.

- Launidadfuncional

Launidadfuncionalactúacomounamedidadereferenciaenelsistema,conla

quesepuedecompararelcomportamientodelasentradasysalidasdelmismo.Enel

presenteestudiosetomarácomounidadfuncional1kgdebioetanol.

Teniendo en cuenta que en todos los procesos se ha definido como unidad

funcional un kilogramo (kg) de bioetanol, el número de hectáreas necesarias de

diferentescultivosparalaproduccióndedichacantidadylosproductosquededicha

transformaciónseobtienen:

Terreno 8,4m2

Cantidad 3kg


24

• Sistemasestudiados:

Pararealizarunestudiomásdetalladodelsistema,sedividiráelprocesodeproducción

en:

- Subsistemas:Sonlasdistintasfasesquevanteniendolugarduranteelsistema

global,sedividenasíparafacilitarloscálculos.Serepresentaráneneldiagrama

mediantecuadrosazules.

- Entradas:tantodemateriacomodeenergía.Serepresentanencolorverde.

- Salidas:demateriayenergía.Serepresentanencolormorado.

- Flujodeproducto:sonaquellasmateriasquesontransferidasdeunsubsistema

aotro.

- Entradaprincipal:enestecasosetratadelapajadetrigo

- Productofinal:Bioetanol.

Enlailustración7sepuedenobservarlossubsistemasenlosquesehadivididoel

proceso.


25

Ilustración7:Esquemadelossubsistemasdelproceso(Elaboraciónpropia)


26

• Loslímitesdelsistema:

Loslímitesdelsistemasedefinencomolosprocesosquedebenincluirsedentro

delACVyelniveldedetalledeestudio.Sedividenen:

Límitesgeográficos:Hemosutilizadolapajacomomateriaprima,lacualesuna

delasfuentesmásabundantesdemateriaprimadelmundo.Enlapenínsulaibérica

sucultivoesmuyamplioporloquenoharíafaltasuperarestoslímitesgeográficos.

Límitestemporales:consideraremoscomolímitesdelosprocesoselaño2016y

2017.

Etapasexcluidasdelanálisis:enelanálisisqueseestárealizandosehaexcluido

lascargasdelosprocesosagrícolasanterioresalarecogidadelapajaysuseparación

delgrano.

• Requisitosdecalidaddelosdatos

Segúnlanormativasehandedefinirlasbasesdedatosutilizadas,asícomolas

fuentesde información,paraasegurarque losdatoscumplen loscriteriosdecalidad

establecidosendichanormativa.

Para el estudio del sistema que se ha planteado, se ha dividido en distintos

subsistemasparaunestudiodesu flujomásclaroyconciso.Atendiendoa lacunay

tumba establecidas, se dividirá en: almacenamiento y preparación, pretratamiento,

sacarificaciónyfermentación,destilaciónyparafinalizaractividadesauxiliares.

Durantelabúsquedadedichosdatossehantenidociertosproblemasalahora

desuobtención,puestoquelasbasesdedatosmásfiablesyusadassondeusoprivado.


27

Por ello mismo, se ha realizado un estudio o comparación de los datos usados en

diversastesisdoctoraleseinvestigacionesqueseencuentranpúblicas.

5.2. ETAPA2.INVENTARIODELCICLODEVIDA(ICV)

Durantelaetapadeinventariodelciclodevidaserealizaránunaseriedecálculos

paraconocerlosflujosdeentradaysalidaencadaunodelossubsistemasquesehan

definidoenapartadosanteriores.

Así se define, como entradas la materia procedente de fuentes externas o

subsistemasanterioresysalidaslasemisionesalaire,aguaysueloeinclusivemateria

queseránecesariaensubsistemasposteriores.

Durantetodoelbalancedeenergíaymateriaserelacionarálosflujosdeenergía

ymateriaconlaunidadfuncional.

Como se ha dicho anteriormente, se dividirá el sistema en diferentes

subsistemas:

o Subsistema1.Almacenamientoypreparación

Como se ha determinado se estudiará el proceso a partir de los trabajos de

almacenamientodelapajarecogida,lapreparacióndelamisma(separacióndelgrano)

yempaquetamientodeesta,nosetendránencuentaprocesosanteriorescomosonel

cultivodeltrigo,usodefertilizantes,etc.Enelsiguientediagramasemuestradeuna

maneraclaratantolasentradas,losprocesos,asícomolassalidas.


28

Ilustración8:Resumensubsistema1

Seincluyencomoentradasprincipaleslapajadetrigoyelcamiónquelaempaca.

Enprimerlugar,centrándonosenlapajadetrigotenemosvariosdatosdediferentes

estudios.Elprimeronosindicaqueporcadahectáreadetrigocultivadoserecogeuna

mediade3409 tdepaja, yquepara laproduccióndeuna toneladadebioetanol se

necesitan0,85hadetrigo;sellegaalaconclusióndeque,atendiendoanuestraunidad

funcionaldeproducciónde1kgdebioetanol,necesitamos8,5m2o3kgdepaja.

Enotro estudio se consideraque se recogen5,94 t depaja/hade trigo, este

cálculoesenbaseseca,considerandouncontenidodehumedaddel15%,loqueserían

5,940kgdepaja.

Elprocesodetransportehacereferenciaaltransportedelapajadetrigodesde

lazonadecultivohastalaplantadetransformaciónobiorefinería.Sedeterminaque

será aproximadamente de 10 km ya que se supone que se encontrará en una zona

cercanayqueelcamiónserádeaproximadamente16t,datoqueseobtienedeuna

comparaciónrealizadaconvarioscatálogosdetransportesagrícolas.Todosestosdatos

quedanrecopiladosenlatabla2,quemuestralasentradasysalidasdeestesubsistema.

Entradas•Paja de trigo

•Camión

Procesos•Almacenamiento

•Transporte•Preparación

•Empaquetamiento

Salidas•Paja de trigo empaquetada


29

Tabla2.INVENTARIOS1PARALAOBTENCIONDE1KGDEBIOETANOL

EntradasdesdelaTecnosfera

Materiales Cantidad(kg)

Pajadetrigo(suponemosunvalormedioderecolección) 3

Transporte Cantidad(t)

Camión 16

SalidasalaTecnosfera


Pajadetrigoempaquetada 3

Tabla2:Balancesubsistema1

o Subsistema2.Pretratamiento

El segundo subsistema incluye losprocesosparaelpretratamientode lapaja

empaquetada.

Elpretratamientode lapajadetrigose llevaráacabomedianteexplosiónde

vapor,queesunprocesoquecombinaunefectoquímicoconunefectomecánico.Con

este pretratamiento se espera debilitar la estructura lignocelulósica, para facilitar el

tratamientodelamisma,estoseproducesometiéndolaaaltastemperaturasypresión

parafinalmenterealizarunadescompresiónrápida.

Entre losdiferentesprocesosexistentes, sehadecantadopor laexplosiónde

vaporporunadesusventajasfrentealresto,queeselconsumodeenergíaqueesun

70%menoralostratamientosmecánicos.


30

Comoenelanteriorsubsistemaserealizaunbalancedeentradasysalidas,tabla

3,teniendoencuentalaenergíanecesariaqueserequiereparalarealizacióndedicho

proceso.

Ilustración9:ImágenesdeMEByMFAdepajadetrigopretratadaporEV.(A)SeparacióndefibrastraslaEV(imagenporMEB).

(B) Capa superficial de una fibra individual con depósitos de polímeros de la pared celular (MEB). (C) Depósitos globulares

característicosdelalignina(imagenporMFA)(Kristensenycol.,2008)




Pajadetrigo(suponemosunvalormedioderecolección) 3

Vaporaaltapresión 3,8

Energía Cantidad(MJ)

Electricidad 3,8

Entradasdesdeelmedioambiente

Materiales Cantidad(L)

Agua 5,3



31


Pajadetrigopretratada 10,85

Salidasalmedioambiente

Materiales Cantidad(g)

Ácidoacético(C2H4O2) 30

Tabla3:BalanceSubsistema2

o Subsistema3.Sacarificaciónyfermentación

Paraeltercersubsistemasehadecantadoporunasacarificaciónyfermentación

simultánea, reduciendoasíelaportedeenzimasyel riesgodecontaminaciónporel

proceso.Medianteestepasosetransformarálaglucosaenetanol.

Dentrodeestesubsistemaseincluyelaentradadelosnutrientesyquímicos,así

como su transporte, para su posterior uso en los procesos de sacarificación y

fermentación.Seutilizaráelmismomodelodecamiónutilizadoanteriormente(16t)

perosemodificaráladistanciaalaqueseencuentranlasmaterias.Balanceespecificado

enlatabla4.


32

Ilustración9:Resumensubsistema3

Entrada•Paja de trigo

pretratada•Químicos

orgánicos•Químicos

inorgánicos•Sulfato de amonio•Enzimas

Proceso•Consumo de

energía•Sacarificación•Fermentación•Transporte

Salidas•Caldo•CO2




Pajadetrigopretratada 10,85

Químicosorgánicos 0,085

Químicosinorgánicos 0,0025

Sulfatodeamonio(NH4)(SO4)comoN 0,0015

Enzima 0,5


Electricidad 1



33

o Subsistema4.Destilación

Estesubsistemacuentaconladestilación,consideradaentresetapas:obtención

deletanolcrudo45%,rectificacióna96%ydeshidratacióna99,9%.

Se utilizará el caldo proveniente de la anterior etapa y sin necesidad de

transporte alguno. La energía proviene de la misma refinería como resultado de

procesosadyacentes.

Sehandetenerencuentalassalidasalmedioambiente,comosemuestraenla

tabla5,puestoquesonunagranfuentedecontaminación.

Paraentenderlasentradasysalidasdeesteprocesosehadeexplicarcómotiene

lugar.Elobjetivoprincipalessepararelcaldoqueestáformadoporetanolyaguapara

elloserealizaranunaseriededestilacionesrepetitivasenlasqueseiraobteniendoun

caldomáslimpiodeagua.

Camión 16



Agua 0,8



Caldo 12



CO2 0,7

Tabla4:BalanceSubsistema3


34

Ilustración10:ResumenSubsistema4




Caldo 12


Calor 200

Electricidad 0,17



Aguaresidual 7,5

Jarabeyresiduossolidos 3,4

Etanol 0,8

Entradas

• Caldo• Energía• Agua

Procesos

• Destilación

Salidas

• Etanol• Residuos

solidos• Agua residual• Bioetanol


35



Bioetanol 18

Tabla5:Balancesubsistema4

o Subsistema5.Actividadesauxiliares

Seconsiderancomoactividadesauxiliares,ladepuracióndelasaguasresiduales

provenientesdelsubsistema4,asícomolaproduccióndeenergíaqueseutilizaráen

cualquieradelossubsistemasanteriores.Todoelloquedaenglobadoenlatabla6.

Tabla6.INVENTARIOACTIVIDADESAUXILIARESPARALAOBTENCIONDE1KGDEBIOETANOL



Aguaresidual 7,5

Jarabeyresiduossolidos 3,4


Electricidad 1,1


Camión 16



36


Agua 100


Materiales Cantidad(MJ)

Calorproducido 200



CO2 0,3

Tabla6:BalanceSubsistemaactividadesauxiliares


37

5.3. ETAPA3.EVALUACIÓNDELIMPACTODELCICLODEVIDA(EICV)

La EICV es una evaluación del impacto que tiene el producto o el proceso a

estudiarenelmedioambiente,todoelloconunenfoquerelativobasadoenlaunidad

funcional.Entodomomento,elEICVdebeestarenlazadoconelrestodefasesdelACV,

paraconseguirlograrelobjetivoyelalcancedelestudio.

SegúnlanormaUNE-ISO14044laEICVdebeestarconstituidaporlossiguientes

elementos:

- Elementosobligatorios:

o Seleccióndecategoríasdeimpacto,indicadoresdecategoríaymodelosde

caracterización.

o AsignaciónderesultadosdelICValascategoríasdeimpactoseleccionadas

(clasificación).

o Calculodelosresultadosdeindicadoresdecategoría(caracterización).

- Elementosopcionales:

o Normalización:cálculodelamagnituddelosresultadosdecategoríasen

relaciónconlainformacióndereferencia.

o Agrupación: organización y posible clasificación de las categorías de

impacto

o Ponderación:conversiónyposiblesumadelosresultadosdelindicadora

través de las categorías de impacto utilizando factores numéricos

basadosenjuiciosdevalor,losdatospreviosalaponderacióndeberían

seguirestandodisponibles.

o Análisisdelacalidaddelosdatos:mejorcompresióndelafiabilidadenla

recopilacióndelosresultadosdelindicadorydelperfildelaEICV.


38

Otradelasdiferenciasentre losdistintosmétodosdeevaluaciónquesedebe

definireslaelecciónentreelmétodo“Endpoint”yelmétodo“Midpoint”.

- Endpoint:analizaelefectoúltimodelimpactoambiental.- Midpoint:analizalosefectosintermedios.

Enelcasodelascategoríasmidpointseproporcionainformaciónmásdetallada

delosimpactos:elmomentoylamaneraenqueafectanalmedioambiente.Conlas

categoríasendpointsebuscaunaevaluaciónmásglobal.

Ilustración11:Ejemplodeesquemadeevaluación(UdodeHaesycol.,1999b)


39

Alahoradeseleccionarunacategoríadeimpactotenemosquetenerencuenta

queexistendiferentesmétodos.EnestetrabajosehadecididoseguirelmétodoRécipe,

quecombinalosmétodosCML2001yEco-Indicator99,setratadeunametodologíaque

seusaaniveleuropeoyqueasuvezcombinadosenfoques:elorientadoalproblema

ambientalyaldaño.Incluyedosgruposdecategoríasquesemuestranenlatabla7y

8:

PUNTOSINTERMEDIOS

CambioClimático Radiaciónionizante

Disminucióndelacapadeozono Acidificaciónterrestre

Toxicidadhumana Eutrofizaciónmarina

Formacióndeoxidantesfotoquímicos

Ecotoxicidadterrestre

Formacióndemateriaparticulada Ecotoxicidaddeaguadulce

Ecotoxicidadmarina Ocupacióndeterrenoagrícola

Ocupacióndeterrenourbano Transformacióndeterrenonatural

Disminucióndecantidaddeaguadulce

Disminuciónderecursosminerales

Disminucióndecombustiblesfósiles Eutrofizacióndeaguadulce

Tabla7:PuntosintermediosdelaEIA


40

PUNTOSFINALES

Saludhumana

Ecosistemas

Aumentodelcostederecursos

Tabla8:PuntosfinalesdelaEIA o Cambio climático: Fenómeno observado en las medidas de la temperatura que

muestraenpromediounaumentoenlatemperaturadelaatmosferaterrestreyde

los océanos en las últimas décadas. Todo se definiría como el impacto de las

emisionesantropogénicasenlaabsorcióndelaradiacióntérmicaporlaatmosfera

terrestre.Partedeestaradiaciónsolaresabsorbidaporlosgasesexistentesenla

atmosferaprovocandoelaumentodetemperaturadelquesehablabaalprincipio

deestepárrafo,estosgasessonvapordeagua,CO2yotrosgasescomoCH4N2Oy

CFC[kgequivalenteCO2]

o Disminución de la capa de ozono: Efectos negativos sobre la capacidad de

protección frente a las radiaciones ultravioletas solares de la capa de ozono

atmosférica.[kgequivalentedeCFC-11]

o Ecotoxicidad para ecosistemas de agua dulce: Categoría de impacto ambiental

relativaalosimpactostóxicosqueafectanaunecosistema,quesonnocivospara

distintas especies y que cambian la estructura y función del ecosistema. La

ecotoxicidad es resultado de una serie de diferentes mecanismos toxicológicos

provocadosporlaliberacióndesustanciasconunefectodirectosobrelasaluddel

ecosistema.[CTUe(Unidadtóxicacomparativaparalosecosistemas)]

o Toxicidad humana: Categoría de impacto correspondiente a los efectos nocivos

sobre la salud humana debidos a la absorción de sustancias tóxicasmediante la

inhalacióndeaire, la ingestadealimentosoagua,o lapenetraciónatravésdela

piel,enlamedidaenqueesténrelacionadosconelcánceryefectosnocancerígenos.

[CTUe(Unidadtóxicacomparativaparalaspersonas)]


41

o Partículas/sustanciasinorgánicasconefectosrespiratorios:Categoríadeimpacto

que corresponde a los efectos nocivos sobre la salud humana debidos a las

emisionesdepartículas y de susprecursores (NOx, SOx,NH3). [kg equivalentede

PM2.5]

o Radiaciones ionizantes, efectos sobre la salud humana: Categoría de impacto

correspondientealosefectosnocivossobrelasaludhumanadebidosadescargas

radiactivas.[kgequivalentedeU235(enelaire)]

o Acidificación: Pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del agua, como

consecuenciadelretornoalasuperficiedelatierra,enformadeácidos,delosóxidos

deazufreynitrógenodescargadosalaatmósfera.[molequivalentedeH+]

o Eutrofización,terrestreyacuática:Crecimientoexcesivode lapoblacióndealgas

originado por el enriquecimiento artificial de las aguas de ríos y embalses como

consecuenciadelempleomasivodefertilizantesydetergentesqueprovocaunalto

consumodeloxígenodelagua.[molequivalentedeN]

o Agotamientodelosrecursos,minerales,fósiles:Consumodematerialesextraídos

delanaturaleza[kgequivalentedeantimonio(Sb)]

o Agotamientodelosrecursos-agua:Consumoderecursoshídricos[m3deconsumo

deaguaenrelaciónconlaescasezdeaguaanivellocal]

o Transformación de la tierra: Categoría de impacto correspondiente al uso

(ocupación) y conversión (transformación) de una superficie de tierra por

actividades tales como la agricultura, carreteras, viviendas, minería, etc. La

ocupacióndelatierraconsideralosefectosdelusodelatierra,laextensióndela

superficieimplicadayladuracióndesuocupación(cambiosencalidadmultiplicados

porsuperficieyduración).Latransformacióndelatierraconsideralaamplitudde

loscambiosenlaspropiedadesdelatierra(cambiosencalidadmultiplicadosporla

superficie).[kg(déficit)]

Debidoalosproblemastécnicosqueseexplicaranenunapartadoposterior,y

dadoquenosedisponededatosnimediospararealizarlaEICVcomoestabaprevisto


42

seutilizaráotrométododeanálisisenestecasodeimpactoambientalparasolventarel

problemaydeestamanerapoderconcluirconelanálisisdelproyectorealizandouna

valoracióndeimpactos.

Paraelloserealizaránunaseriedepasosdescritosacontinuación:

LISTADECHEQUEO:

Setratadeunmétododeidentificaciónmuysimple,porloqueseusaparauna

evaluaciónpreliminaryorientativa.Consisteencomprobar los impactosquepueden

producirseatravésdelaslistasdereferenciaexistentesalefecto(manuales,artículos,

prensa,etc.).

Setratadeunalistadeimpactosnegativos,positivosonosignificativos,sobreel

mediofísicoyelmediosocioeconómico.Hayquedestacarqueestaslistasdereferencia,

pormuycompletasquesean, siemprepueden teneromisiones,por loqueconviene

tener en cuenta que cada estudio es un caso concreto y que se pueden producir

impactosnoincluidosenestaslistas.


43

a) Mediofísico:

ASPECTOSAMBIENTALES IMPACTOSPOSITIVOS IMPACTOSNEGATIVOS

CALIDADAMBIENTAL

-Emisióndecontaminantesgaseosos

-Emisióndepartículas

-Aumentodelos

nivelessonoros

-Alteracióndelacalidad

delaireporaplicaciónde

fitosanitarios

-Modificacióndelmicroclima

-Emisióndeolores

-Contaminaciónlumínica

GEOLOGÍA;LITOLOGÍAYGEOMORFOLOGÍA

-Erosiónycompactación

delterreno

-Degradaciónde

estructurasgeológicas

EDAFOLOGÍA -Recuperacióndeáridos -Contaminacióndelsuelo

HIDROLOGÍA

-Consumoderecursoshídricos

-Alteracióndelacalidad

delagua


44

-Modificacióndelatasadeinfiltracióndeagua

-Modificacióndelrégimen

deaguassubterráneas

VEGETACIÓN

-Posibleafecciónaespeciesvegetales

presentes

-Contaminación

FAUNA-Aparicióndenuevos

biotiposynuevasespecies

-Destruccióndehábitatsy

biotoposnaturales.

-Alteracióndepautasde

comportamientoy

desplazamientodela

faunaexistente.

-Efectossobrelaestabilidaddelas

comunidadesy

ecosistemasy

molestiasalafauna.

-Posibleafeccióna

especiesanimales

endémicas,raras,

amenazadas,vulnerables

oconalgúntipode

protección.

PAISAJE -Integraciónpaisajística

-Visualizacióndelasactuaciones.

-Modificacióndelas

formas,coloresy

texturas.

-Pérdidadenaturalidad.


45

-Introduccióndelíneasgeométricasquerompencon

elentornonatural

-Eliminaciónde

componentesdelpaisajee

introduccióndeotros

nuevos,modificandola

diversidad

ÁREASDESENSIBILIDADECOLÓGICA

-Perturbacióndelosplanesdeseguimiento,

conservaciónyrecuperacióndeespecies

-Afecciónaldominio

públicoforestal

-Coincidenciaterritorialcon

EspaciosNaturales

Protegidos.

REDNATURA2000 -Destruccióndehábitats

Tabla9:Listadechequeodelmedionatural


46

b) MedioSocioeconómico:

ASPECTOS

AMBIENTALES

IMPACTOSPOSITIVOS IMPACTOSNEGATIVOS

SISTEMADEMOGRÁFICO

-Cambiosenlaestructurademográfica

-Alteracionesenlapoblaciónactiva

-Modificacióndelplanderecogidadebasura

-Afecciónalacalidaddevida,condicionesybienestar

SISTEMATERRITORIAL-Modificación

deequipamientos

-Ocupacióneinterrupcióndeltráfico(VíaPecuariay

caminos)

-Modificaciónde

Redde

abastecimiento,

redde

saneamiento,red

eléctrica

SISTEMAECONOMICO

-Recaudaciónpública

-Efectoatrayentealainversiónydesarrollo

-Potenciacióndelsectorterciarioy

creacióndepuestosdetrabajo

-Interrupcióndelaactividadagropecuariaydisminucióndelaproductividaddelos

terrenoscolindantes

-Demandade

suministrosymateriales

-Aumentodelnúmero

devisitantesalazona

ORDENACIONDELTERRITORIOYPLANEAMIENTOURBANISTICO

-ModificacióndelPlaneamientoUrbanístico

-Incumplimientodela

normativavigenteen

cuantoaedificación.

-Faltadelaseñalización

deobstáculosdeobra

Tabla10:Listadechequeodelmediosocioeconómico


47

MATRIZDE IDENTIFICACIÓN

Lasmatrices usadas para la identificación de impactos, están típicamente

constituidasporunalistadelasactividadesprecisasparaeldesarrollodelproyecto,

la cual se enfrenta, enuna tabladedobleentrada, a otra listade indicadoresde

impacto.Seformaasíunamatrizquepuedeusarseparaladeteccióndelasrelaciones

causa-efecto.

LaMatriz de Identificación, que es del tipo causa-efecto, consistirá en un

cuadrodedobleentradaencuyascolumnasfiguraránlasaccionesimpactantesyen

lasfilaslosfactoresmedioambientalessusceptiblesderecibirimpactos.

Para laejecuciónde laMatrizde Identificaciónde impactos(tabla11)será

necesario identificar lasaccionesquepuedancausar impactos sobreunaseriede

factoresdelmedio(MedioFísicoyMedioSocioeconómico).

A continuación, se establecerán las acciones susceptibles de producir

impactosdurantelosdiversossubsistemas.

Cuando una acción determinada produce una alteración en un factor

ambiental,seanotaenlacuadrículadeinterseccióndesuscorrespondienteslíneas

(filaycolumna),paradespuésprocederaunanálisismásminuciosoydescribirlo.

a) Subsistema1:Almacenamientoypreparación.

- Almacenamientoytrabajosdeempacamientode lapaja:Tras larecolección

delgranoseutilizaránmaquinariaspesadasparacrearlasalpacasconlapaja

queposteriormenteseutilizaraparaelproceso.

- Traslado de la materia: Se procederá al traslado de las alpacas de paja en

camiónhastalarefinería.

b) Subsistema2:Pretratamiento.


48

- Pretratamientodelapajadetrigo:Sellevaráacabomedianteexplosiónde

vapor,esteprocesocombinatrabajosmecánicosyquímicos.

c) Subsistema3:Sacarificaciónyfermentación.

- Transporte de las materias primas: Se portearán todos los materiales

necesariosparaestafase,talescomoenzimas,químicos…

- Sacarificación y fermentación: Procesos que tendrán lugar dentro de la

refinería.

d) Subsistema4:Destilación.

- Destilación:Comopropiamentediceelnombre,seprocederáasepararen

elcaldo,elaguadeletanol,mediantesucesivasrepeticionesdelproceso.

e) Subsistema5:Actividadesauxiliares.

- Transportederesiduos:Traslosprocesosanteriores,ademásdelbioetanol

se producen residuos sólidos que serán trasladados a plantas

especializadas.

- Depuracióndeaguasresiduales:Provenientesdeladestilacióndeletanol.

- Generacióndeelectricidad:Procesoadyacentequeproporcionaráenergía

paraelrestodeprocesos.


49

Subsistema 1 Subsistema 2


Actividades Auxiliares

Factores ambientales Impactos

Alm

acen

amie

nto

y tr

abaj

os d

e em

paca

mie

nto

de la

paj

a:

Tras

lado

de

la

mat

eria

Pret

rata

mie

nto

de la

paj

a de

tr

igo

Tran

spor

te d

e la

s m

ater

ias

prim

as

Saca

rific

ació

n y

ferm

enta

ción

Des

tilac

ión

Tran

spor

te d

e re

sidu

os

Dep

urac

ión

de

agua

s re

sidu

ales

G

ener

ació

n de

el

ectr

icid

ad

Calidad ambiental Emisiones de contaminantes gaseosos

X X X X X X

Emisiones de partículas X X X

Aumento de los niveles sonoros

X X X X X

Modificación del microclima

X

Emisión de olores X X X X X X

Geología, litología y geomorfología

Erosión y compactación del terreno

X X X X


50



Actividades Auxiliares

Factores ambientales Impactos

Alm

acen

amie

nto

y tr

abaj

os d

e em

paca

mie

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de

la p

aja

Tras

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ción

Des

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sidu

os

Dep

urac

ión

de

agua

s re

sidu

ales

Gen

erac

ión

de

elec

tric

idad

Edafología Contaminacióndel

suelo X X X X

Alteraciónde

horizontesydelas

característicasdel

suelo

X X X X

Hidrología Consumoderecursos

hidrológicos X X X X

Alteracióndelacalidad

delagua X X

Vegetación Contaminación


51

Fauna Destrucciónde

hábitatsybiotopos

naturales

Paisaje Integraciónpaisajística X

Medio socioeconomico

Sistema demográfico Alteracionesenla

poblaciónactivaV V V V V V V V

Afecciónalacalidad

devida,condicionesy

bienestar.

X

Sistema territorial Modificacióndelos

servicios,plande

recogidadebasuras,

reddesaneamiento…

Sistema económico Demandade

suministrosy

materiales

V V

Recaudaciónpública V V


52

Potenciacióndel

sectorterciarioy

creacióndepuestosde

trabajo

V V V V V V V

Sistema Cultural Destrucciónen

elementossingulares

delpaisajeyrestos

arqueológicos.

Beneficiossobreel

patrimonioHistórico-

Artístico

Tabla111:MatrizdeIdentificacióndeimpactos(XimpactonegativoyVimpactopositivo)


53

CARACTERIZACIÓNDELOSIMPACTOS

La caracterización de todos los impactos reales responde a los conceptos

descritosenelAnexoIdelRealDecreto1131/1988,de30deseptiembre,porelquese

apruebaelReglamentoparalaejecucióndelRealDecretoLegislativo1302/86,de28de

juniode1986(BOEnº239,de5deoctubrede1988);aunsabiendoqueestánderogadas

porlanuevaleydeEvaluaciónAmbientalvigentelaley21/2013del9dediciembrese

hanutilizadocomoreferenciaparalarealizacióndeestaevaluación.

a) Gradodeincidencia

-Efectonotable:aquelquesemanifiestacomounamodificacióndelmedioambiente,

de los recursos naturales o de sus procesos fundamentales de funcionamiento, que

produzcaopuedaproducirenelfuturorepercusionesapreciablesenlosmismos.

-Efectomínimo:aquelquepuededemostrarsequenoesnotable.

b) Caráctergenérico

-Efectopositivo:aqueladmitidocomotaltantoporlacomunidadtécnicaycientífica

comoporlapoblaciónengeneral,enelcontextodeunanálisiscompletodeloscostes

ybeneficiosgenéricosydelasexternalidadesdelaactuacióncontemplada.

- Efecto negativo: aquel que se traduce en pérdida de valor naturalístico, estético-

cultural, paisajístico, de productividad ecológica o en aumento de los perjuicios

derivadosdelacontaminacióndelaerosiónocolmataciónydemásriesgosambientales

endiscordanciaconlaestructuraecológico-geográfica,elcarácterylapersonalidadde

unalocalidaddeterminada.


54

c) Tipodeacción

-Efectodirecto:aquelquetieneunaincidenciainmediataenalgúnaspectoambiental.

-Efectoindirecto:aquelquesuponeincidenciainmediatarespectoalarelacióndeun

sectorambientalconotro.

d) Interrelaciónacciones/efectos

-Efectosimple:aquelquesemanifiestasobreunsolocomponenteambiental.

-Efectoacumulativo:aquelquealprolongarseeneltiempolaaccióndelagenteinductor

incrementaprogresivamentesugravedad.

- Efecto sinérgico: aquel que se produce cuando el efecto conjunto de la presencia

simultánea de varios agentes supone una incidencia ambientalmayor que el efecto

sumadelasincidenciasindividualescontempladasaisladamente.

e) Momentodelaactuación

- Efecto a corto, medio y largo plazo: aquel cuya incidencia puede manifestarse

respectivamentedentrodeltiempocomprendidoenuncicloanual,antesdecincoaños,

oenunperíodosuperior.

f) Duración

- Efecto permanente: aquel que supone una alteración indefinida en el tiempo de

factoresdeacciónpredominanteen laestructuraoen la funciónde los sistemasde

relacionesecológicasoambientalespresentesenellugar.

-Efectotemporal:aquelquesuponealteraciónnopermanenteeneltiempo,conun

plazotemporaldemanifestaciónquepuedeestimarseodeterminarse.


55

g) Reversibilidad

-Efectoreversible:aquelenelquelaalteraciónquesuponepuedeserasimiladaporel

entornodeformamedible,amedioplazo,debidoal funcionamientode losprocesos

naturalesdelasucesiónecológica,ydelosmecanismosdeautodepuracióndelmedio.

- Efecto irreversible: aquel que supone la imposibilidad o la dificultad extrema de

retornaralasituaciónanterioralaacciónqueloproduce.

h) Posibilidadderecuperación

-Efectorecuperable:aquelenquelaalteraciónquesuponepuedeeliminarse,obien

aquelenquelaalteraciónquesuponepuedeserreemplazable.

-Efectoirrecuperable:aquelenquelaalteraciónopérdidaquesuponeesimposiblede

repararorestaurar.

i) Periodicidad

- Efecto periódico: aquel que se manifiesta con un modo de acción intermitente y

continuaeneltiempo.

- Efecto de aparición irregular: aquel que semanifiesta de forma imprevisible en el

tiempo y cuyas alteraciones es preciso evaluar en función de una probabilidad de

ocurrencia.

-Efectocontinuo:aquelquesemanifiestaconunaalteraciónconstanteeneltiempo,

acumuladaono.

- Efecto discontinuo: aquel que semanifiesta a través de alteraciones irregulares o

intermitentesensupermanencia.


56

IDENTIFICACIÓN/DESCRIPCIÓNDEIMPACTOS

Caracterización(AnexoI:ConceptostécnicosdelRealDecreto1131/1988,de30

deseptiembre)VALORACIÓN

MEDIOFISICO

Calidadambiental

Emisióndecontaminantesgaseososporaumentodetráficorodadoenlazona

Mínimo,Negativo,Directo,Sinérgico,Cortoplazo,Temporal,Reversible,Irrecuperable,

Efectodiscontinuo.MODERADO

Aumentodelosnivelessonorosproducidosporlamaquinaria

Mínimo,Negativo,Directo,Acumulativo,Cortoplazo,Temporal,Reversible,Irrecuperable,Efectoperiódico.

MODERADO

Emisióndeoloresdebidoalosdiferentesprocesosdeproducción

Notable,Negativo,Directo,Acumulativo,Cortoplazo,Temporal,Reversible,Recuperable,Efectocontinuo.

SEVERO

Geología,morfologíaylitologíaErosiónycompactacióndelterrenoduranteelprocesodealmacenamientoytrasporte

Mínimo,Negativo,Directo,Acumulativo,Cortoplazo,Temporal,Irreversible,Recuperable,Efectodiscontinuo.

MODERADO

Edafología

Alteracióndehorizontesydelascaracterísticasdelsueloporeliminacióndecapassuperficialesfomentadoporelpasodelamaquinaria

Notable,Negativo,Directo,Acumulativo,Cortoplazo,Permanente,Irreversible,

Recuperable,Efectodiscontinuo.SEVERO

Contaminacióndelsueloporvertidos

Notable,Negativo,Directo,Sinérgico,Largoplazo,Permanente,Irreversible,Irrecuperable,Efectocontinuo

SEVERO


57

HidrologíaehidrogeologíaConsumoderecursoshidricos Notable,Negativo,Directo,Sinérgico,Largo

plazo,Permanente,Irreversible,Recuperable,Efectocontinuo

MODERADO

Alteracióndelacalidaddelaguaporaumentodesustanciasnocivas

Notable,Negativo,Directo,Sinérgico,Largoplazo,Permanente,Reversible,Recuperable,

EfectocontinuoSEVERO

MEDIOSOCIO-ECONÓMICO

Sistemademográfico Alteracionesenlapoblaciónactivaporlacreacióndepuestosdeempleo

Notable,Positivo,Directo,Simple,Cortoplazo,Temporal,Reversible,Recuperable,

EfectocontinuoMODERADO

Afecciónalacalidaddevida,condicionesybienestar

Notable,Negativo,Directo,Acumulativo,Medioplazo,Temporal,Reversible,

Recuperable,EfectocontinuoMODERADO

Sistemaeconómico Recaudaciónpúblicadebidoaqueserecaudaunimpuestoporresiduos

Notable,Positivo,Directo,Simple,Cortoplazo,Temporal,Reversible,Irrecuperable,

EfectodeapariciónirregularMODERADO

Potenciacióndelsectorterciarioycreacióndepuestosdetrabajo

Notable,Negativo,Indirecto,Acumulativo,Medioplazo,Temporal,Reversible,Recuperable,Efectoperiódico.

MODERADO

Tabla122:Matrizdecaracterizacióndelosimpactos


58

6. DISCUSIONES

ElObjetivo principal de este trabajo era realizar unACVde la producción de

bioetanolapartirdebiomasalignocelulosica,quecomosehapodidoobservarenlos

primeros apartados, es una alternativamuy sugerente, puesto que no interfiere en

materiasprimasquesepuedenutilizarconfinesalimenticios,ydaunusososteniblea

residuosagrícolas,sinolvidarquesumayoraporteessustituirenlamedidadeloposible

alcombustiblefósil.

Durante la descripción del proceso se ha buscado las alternativas más

económicasalavezquerentablesencuantoamateriaprimaserefiere,llegandoala

conclusión de que procesos como la explosión de vapor o la fermentación y

sacarificación simultanea cumplen estos requisitos, aun siendo procesos de mayor

complejidadalahoradeefectuarlos.

La explosión de vapor es un método en el que la biomasa preparada

adecuadamente se somete a vapor a temperaturas y presiones muy altas y

posteriormenteserealizaunadescompresiónrápida, loqueprovoca laexplosióndel

tejidocelularylaseparacióndesuscomponentes,loquefacilitalaposteriorhidrólisis.

LaadicióndeH"SO%,SO",CO"mejoraprocesosposteriores.

En cuanto a la fermentación y sacarificación simultanea tiene una mayor

velocidad de hidrólisis y mayor rendimiento que en los procesos que se realiza de

manera separada, necesita una carga menor de enzima y reduce el riesgo de

contaminación. Como desventaja se ha de comentar que se precisa un mayor

compromisoentrelatemperaturadeoperaciónylavelocidadtotaldelproceso,yaque

elpasodehidrólisisesmáslentoquelafermentación.

Durante la realización del proyecto aquí descrito han surgido diferentes

dificultades que se han solventado con trabajo de investigación en la bibliografía

existente sobre el tema. En algunos casos no ha sido posible tener acceso a esa


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información.Favorecelaexistenciadeestasdificultadeselhechodequelasbasesde

datos son de acceso bajo suscripción y se encuentran dentro de las herramientas

softwareparaACVcomoeselcasoSIMAPROqueincluyebasesdedatoscomosonEco-

inventoelsimplehechodequeparacalcularloseco-indicadoresqueayudanarealizar

laevaluaciónambientalsenecesitanmétodoscomoelusadoRecipequeseencuentran

dentro de la biblioteca de este programa. Programa al que no se ha tenido acceso,

puestoquenecesitalicenciaylauniversidadnocontabaconella.Porestasrazonesse

harecurridoalusodemetodologíaalternativa,seharealizadocomosepuedeobservar

unaevaluacióndeimpactosdelciclodevidaenlugardeunanálisisexhaustivo.

Comobalancedelaevaluaciónambientalsellegaalaconclusióndequesetratan

deimpactosquenosonseveros,yquesonfrutodeactividadesparalelasoindirectas,

comoeselusoderecursoshídricos,losproblemasprovocadosporeltransportedelos

materiales o el uso de maquinaria pesada en el proceso de almacenamiento. El

problemamáspreocupanteseríaelquesurgeporlaemisióndeoloresquesemitigaría

con un emplazamiento y aislamiento adecuado. Los problemas que surgen del

desplazamientodematerialessonpuntualesyasumibles.

Sedebedarbastanteconsideracióna la fasedeactividadesauxiliares,puesto

queesunodelospuntosclavesdelaestrategiaambientaldeesteproceso,buscaruna

empresaderesiduosydepurardemaneraefectivalasaguasresiduales.


60

BIBLIOGRAFÍA

I. AbrilA.yNavarroE.Etanolapartirdebiomasalignocelulósica.AletaEdiciones,

2012.Accesibleonlineen:

https://www.researchgate.net/profile/Enrique_Navarro/publication/24121664

2_Etanol_a_partir_de_biomasa_lignocelulosica/links/0c96051c8409028b93000

000/Etanol-a-partir-de-biomasa-lignocelulosica.pdf(29-9-2017)

II. Análisis comparativo de los sistemas nacionales de sostenibilidad de los

biocarburantes y biolíquidos en la UE. Comisión Nacional de Energía. 2012.

Accesibleonlineen:https://www.cnmc.es/sites/default/files/1546654.pdf(29-

9-2017)

III. BallesterosM.Biocombustiblesparaeltransporte.En:TecnologíasEnergéticas

eImpactoAmbiental.JEN-CIEMAT1951-2001pp.357-369.McGraw-Hill.2001

IV. BallesterosI.Obtencióndeetanolapartirdebiomasalignocelulósicamediante

un proceso de sacarificación y fermentación simultánea (SFS).Universidadde

AlcaládeHenares:Tesisdoctoral.2000

V. BellidoDíazC.Obtencióndebioetanol2gapartirdehidrolizadosdepajadetrigo.

Fermentación conjunta de los penta y hexa carbohidratos con pichia stipitis.

UniversidaddeValladolid:Tesisdoctoral.2013

VI. Biomasa,biocombustiblesysostenibilidad.TransbiomaFP.CentroTecnológico

Agrario y Agroalimentario. ITAGRA.CT 2012 Accesible online en:

http://sostenible.palencia.uva.es/system/files/publicaciones/Biomasa%2C%20

Biocombustibles%20y%20Sostenibilidad.pdf(29-9-2017)

VII. DIRECTIVA2014/94/UEDELPARLAMENTOEUROPEOYDELCONSEJO.Relativaa

laimplantacióndeunainfraestructuraparaloscombustiblesalternativos.2014


61

VIII. ECORAEE, Universidad de Vigo, Fondos Life, EnergyLab y Revertia. Informe

ResultadosACV.Procesocompleto.2013.Accesibleonlineen:http://www.life-

ecoraee.eu/es/files/B1InformeResultadosACVProcesoCompleto.pdf (29-9-

2017)

IX. EnergyprojectNNE5-2001-00729.Integratedbiomassutilisationforproduction

tobiofuels.Accesibleonlineen:

https://ec.europa.eu/energy/intelligent/projects/sites/ieeprojects/files/project

s/documents/biomass_futures_use_of_biomass_electricity_heat_transport_fu

el_en.pdf(29-9-2017)

X. EuropeanCommission.Communicationfromthecommissiontotheeuropean

parliament,thecouncil,theeuropeaneconomicandsocialcommitteeandthe

committeeoftheregions:CleanPowerforTransport:AEuropeanalternative

fuelsstrategy.Brussels.2013.Accesibleonlineen:

http://cor.europa.eu/en/activities/stakeholders/Documents/com2013-17.pdf

(29-9-2017)

XI. EuropeanCommission.Cleanfuelsfortransport:MemberStatesnowobligedto

ensureminimumcoverageof refuellingpoints forEU-widemobility. Brussels.

2014. Accesible online en: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-14-

1053_en.htm(29-9-2017)

XII. FernándezJ.Labiomasacomofuentedeenergíayproductosnoalimetarios.En:

Labiomasacomofuentedeenergíayproductosparalaagriculturaylaindustria.

Serie ponencias. Editorial CIEMAT. Madrid. 1995. Accesible online en:

http://sostenible.palencia.uva.es/system/files/publicaciones/Biomasa%2C%20

Biocombustibles%20y%20Sostenibilidad.pdf(29-9-2017)

XIII. GarraínD.,HerreraI.,LagoC.,LechónY.SaezR.Viabilidadmedioambientaldel

co-procesamientodeaceitesvegetalesenunidadesdehidrotratamientopara

obtenerbiocarburantesmedianteACV.CIEMAT.XIVINTERNATIONAL

CONGRESSONPROJECTENGINEERING.2010.Accesibleonlineen:


62

http://www.aeipro.com/files/congresos/2010madrid/ciip10_1027_1038.2845.

pd(29-9-2017)

XIV. Goedkoop,Mark,yotros.ReCiPe2008Alifecycleimpactassessmentmethod

whichcomprisesharmonisedcategoryindicatorsatthemidpointandenpoint

level.RIVM.2009.Accesibleonlineen:

http://www.leidenuniv.nl/cml/ssp/publications/recipe_characterisation.pdf

(29-9-2017)

XV. Gomez Ballesteros M.F. https://prezi.com/mejwrrjvrjfs/analisis-de-ciclo-de-

vida-de-producto-acv/2012

XVI. ILCDHandbook:RecommendationsforLifeCycleImpactAssessmentinth

Eurepeancontext(2011);Recomendaciones2013/179/UE(2013).Accesible

onlineen:http://eur-lex.europa.eu/legal-

content/ES/TXT/?uri=CELEX%3A32013H0179(29-9-2017)

XVII. JääskeläinenH.BiodieselStandards&Properties.2009.Accesibleonlineen:

https://www.dieselnet.com/tech/fuel_biodiesel_std.php(29-9-2017)

XVIII. LechónY.,CabalH.,SáezR.Análisisdeciclodevidadelcultivodetrigoycebada

paraproduccióndebioetanolenEspaña.Madrid:CIEMAT.Accesibleonlineen:

http://www.recercat.cat/bitstream/handle/2072/43635/ACV%20bioetanol-

Y%20Lechon.pdf?sequence=2(29-9-2017)

XIX. MorenoClavelJ.Nuevoprocesodesacarificacióndevegetales.EstudioTécnico

yproceso.UniversidaddeMurcia.1966

XX. Morales de la Rosa S. Hidrólisis ácida de celulosa y biomasa lignocelulósica

asistidacon líquidos iónicos.UniversidadAutónomadeMadrid:Tesisdoctoral

2015

XXI. Niembro,J.,(p);González,M.Categoríasdeevaluacióndeimpactodeciclode

vida vinculadas con energía: revisión y prospectiva. 12th International

ConferenceonProjectEngineering


63

XXII. OlivaDominguezJ.M.Efectodelosproductosdedegradaciónoriginadosenla

explosión por vapor de biomasa de chopo sobre kluyveromyces marxianus.

UniversidadComplutensedeMadrid:Tesisdoctoral.2003

XXIII. SánchezO.J.,CardonaC.A.ySánchezD.L.Análisisdeciclodevidaysuaplicación

alaproduccióndebioetanol.Unaaproximacióncualitativa.RevistaUniversidad

EAFIT2007,43:59-79

XXIV. TomásPejó,Ma.Elia.Bioetanoldepajadetrigo:Estrategiasdeintegraciónde

lasetapasdelproceso.UniversidaddeMadrid:Tesisdoctoral2010

XXV. PerezJimenez.J.A.Estudiodelpretratamientoconaguacalienteenfaselíquida

delapajadetrigoparasuconversiónbiológicaaetanol.UniversidaddeJaen:

Tesisdoctoral.2008

XXVI. UNE-EN ISO14040.GestiónAmbiental.Análisis del Ciclo deVida. Principios y

marcodereferencia.Madrid:AENOR,2006.

XXVII. UNE-EN ISO 14044. Gestión ambiental. Análisis de ciclo de vida. Requisitos y

directricesMadrid:AENOR,2006.

XXVIII. VivancosBono,JL.;ColladoRuiz,D.;BastanteCeca,MJ.;GómezNavarro,T.;

CapuzRizo,S.Análisisdediversasmetodologíasdeevaluacióndelimpactodel

ciclodevida.Accesibleonlineen:

https://www.researchgate.net/profile/Salvador_Capuz-

Rizo/publication/312551660_ANALISIS_DE_DIVERSAS_METODOLOGIAS_DE_EV

ALUACION_DEL_IMPACTO_DEL_CICLO_DE_VIDA/links/5881933192851c21ff42

0558/ANALISIS-DE-DIVERSAS-METODOLOGIAS-DE-EVALUACION-DEL-IMPACTO-

DEL-CICLO-DE-VIDA.pdf(29-9-2017)