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Evaluación del Ciclo de Vida en la Industria del Cemento

por el Dr. Fredy Dinkel, Carbotech AG & FHNWJérôme Laffely, Holcim Group

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW

Jérôme Laffely, Holcim Group

Módulo 8

Módulo 8: Evaluación del Ciclo de Vida en la Industria del Cemento

Objetivos de aprendizaje

� Obtener una visión general de la metodología LCA.

� Saber que existe una herramienta cuantitativa para sustanciar las afirmaciones hechas en los otros módulos.

� Conocer:� Ejemplos de posibilidades de aplicación.

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW 2

� Ejemplos de posibilidades de aplicación.

� Resultados al hacer la comparación entre escenarios con uso de AFR y un escenario de referencia sin el uso de AFR.

v2.0, 30.07.2009


Lista de contenidos

� Introducción:

� ¿Qué significa LCA?

� Impactos locales y globales.

� Decisión racional con LCA.

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW 3

� Decisión racional con LCA.

� Marco metodológico.

� Aplicación de la metodología al cemento y AFR (Combustibles y Materias Primas Alternativas).

v2.0, 30.07.2009


� ¿Cuáles son los impactos más relevantes a considerar?

� Emisiones tóxicas al agua

� Cambio climático

� Liberación de tóxicos al aire

� Reducción de la fertilidad del suelo

� Uso de recursos

En función de la evaluación de los impactos ambientales, surgen muchas preguntasIntroducción -¿qué sig

nifica LC

A?

� ¿Cómo reducir los impactos sobre el medio ambiente?

� ¿Cuál es la forma más eficiente de hacerlo?

� ¿Cómo medir los impactos ambientales?

� ¿Qué es relevante?

� ¿Cómo cuantificar los impactos ambientales para correlacionarlos con los datos económicos cuantitativos?

� Uso de recursos

� .....

v2.0, 30.07.2009Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW 4

¿qué sig

nifica LC

A?


� Problemas locales: Polvo, metales pesados.

� Sustancias problemáticas: Químicos,emisiones tóxicas.

� Problemas globales: Recursos energéticos,

Debido a la complejidad del sistema, a menudo la evaluación se reduce a una cierta selección de aspectos, como:

Introducción -¿qué sig

nifica LC

A?

� Problemas globales: Recursos energéticos, calentamiento global.

� Problemas obvios: Residuos,agua,ruido.

¿Es esto suficiente?Veamos algunos ejemplos.


¿qué sig

nifica LC

A?


La energía obtenida de la quema de combustibles se relaciona con muchos tipos de emisiones, las cuales son tóxicas y pueden incrementar el cambio climático

Emisiones directas (en el sitio):

Dióxido de carbono: CO2

Óxidos de nitrógeno: NOx

Hidrocarburos: C H

Introducción -¿qué sig

nifica LC

A?

Hidrocarburos: Cm Hn......

¡Sin emisiones directas!

Concluir que la electricidad es mejor para el medio ambiente puede no ser verdad, ya que la producción de electricidad también se relaciona con las emisiones.

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW v2.0, 30.07.2009 6

¿qué sig

nifica LC

A?


La producción de 1 MWh de electricidad, en una central generadora que trabaje con lignito, se asocia con:

� 200 Kg. de residuos,

� 1200 Kg. de emisiones de dióxido de carbono,

No es suficiente concentrarse en las emisiones locales (directas)

Introducción –impactos lo

cales y g

lobales

� 1200 Kg. de emisiones de dióxido de carbono,

� 10 Kg. de emisiones al agua, desde compuestos orgánicos hasta metales pesados,

� 250 m3 de uso de agua.


impactos lo

cales y g

lobales


Nuestro impacto (huella) no es solamente localIntroducción –impactos lo

cales y g

lobales

3000 litros de agua 1 Kg. de arroz 16000 litros de agua 1 Kg. de carne

8

Para determinar los impactos ambientales, es importante tomar en cuenta la totalidad del ciclo de vida.

v2.0, 30.07.2009Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW

impactos lo

cales y g

lobales

1000 litros de agua 1 litro de leche 1350 litros de agua 1 Kg. de trigo


¿Qué es mejor para el medio ambiente: producir cemento usando fuel oil pesado o carbón?

Fuel oil pesado:

* Menores emisiones de dióxido de carbono.

Carbón de antracita:

* Menores emisiones de dióxido de azufre.

Introducción –decisión racional con LC

A

* El fuel oil es más escaso que el carbón.

Para una decisión racional, se deben tomar en cuenta diferentes aspectos ambientales.

* El contenido de algunos metales pesados es más alto en el carbón que en el fuel oil.


decisión racional con LC

A


La disposición de residuos es un problema importante.¿Es el co-procesamiento de residuos, en una planta cementera, siempre la mejor opción?

Co-procesamiento:

Reducción en las emisiones

Reciclaje:

¿Qué ocurre con el impacto


A

Reducción en las emisiones de dióxido de carbono debidas a la producción de cemento.

Para una decisión racional, se deben tomar en cuenta las alternativas y los beneficios a lo largo del ciclo de vida.

¿Qué ocurre con el impacto ambiental general del reciclaje de neumáticos o el uso de bio-lodos como fertilizantes?



A


Para una base de decisión racional, es necesario contar con una metodología que cumpla las siguientes tareas:

� Tomar en cuenta la totalidad del ciclo de vida.

� Tomar en cuenta una amplia variedad de impactos, que van desde la necesidad de recursos hasta las


A

que van desde la necesidad de recursos hasta las emisiones.

� Valorar y ponderar los diferentes impactos.

� Entregar indicadores cuantitativos clave.

El Análisis del Ciclo de Vida (Life Cycle Analysis / LCA) es el método que permite desarrollar estas tareas.



A


No solamente nos preguntamos cuál es la mejor opción, sino también cuál es el objetivo de las mejoras

� ¿Qué etapa del ciclo de vida genera el mayor impacto ambiental?

� ¿Existen potenciales de reducción?


A

� ¿Existen potenciales de reducción?

� ¿Qué tipos de impactos ambientales se vinculan con el uso de este producto?

� ¿Existe la posibilidad de cuantificar los impactos ambientales?

� ¿Existen otros productos que entreguen el mismo servicio con impactos ambientales menores?

12v2.0, 30.07.2009Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW


A


Impactos de las diferentes etapas del ciclo de vida sobre la producción de clinkerIntroducción –decisión racional con LC

A



A


Algunos ejemplos adicionales de preguntas ambientales (I)� ¿Utilizar el transporte público en lugar del auto propio?

� Ventajas y desventajas de los biocombustibles.

� ¿Consumo de vegetales de la temporada en lugar de los importados o congelados?


A

14

� ¿Cuáles son los riesgos ecológicos de las nuevas tecnologías?

� ¿Reciclar los residuos de plásticos o utilizarlos como combustible?

� ¿Tener un edificio construido en acero en lugar de concreto?

� ¿Cuál es la opción de optimización más eficiente? Tener la mayor reducción por unidad monetaria invertida ?



A


Algunos ejemplos adicionales de preguntas ambientales (II)� ¿Utilizar combustibles y materias primas alternativas (AFR), en lugar de combustibles tradicionales?

� Posicionar el co-procesamiento en la jerarquía de residuos y co-procesar residuos en lugar de tomar otras opciones, como:


A

15

opciones, como: � Incineración

� Depósito en rellenos

La Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) ayudará a responder

todas estas interrogantes.



A


Definición de LCA

� La Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) es un método cuantitativo que permite evaluar los impactos ambientales de un producto o servicio, a lo largo de todo su ciclo de vida.

� LCA es una herramienta (que apoya el proceso de toma de decisiones), la cual:

Marco metodológico

16

toma de decisiones), la cual:� Toma en cuenta la totalidad del ciclo de vida.

� Toma en consideración un amplio espectro de diferentes impactos.

� Tiene un fundamento científico.

� Ha sido estandarizada bajo la norma ISO14040.

Marco metodológico



Estandarización para LCA

� La Organización Internacional para la Normalización (International Standard Organisation / ISO) ha desarrollado normas para la Evaluación del Ciclo de Vida (LCA).

� Las normas ISO 14040:2006 e ISO 14044:2006 describen los principios y el marco para la realización y reportes de estudios de LCA.

Marco metodológico

17

de estudios de LCA.

Marco metodológico



El método LCA se divide en cuatro pasos

1. Objetivos y Alcances

2. Inventario del Ciclo de Vida

3. Evaluación del

Marco metodológico

18

3. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida

4. Interpretación

Marco metodológico



1. Objetivos y Alcances (I)

� Definición del objeto de análisis, por ejemplo:

� ¿Cuál es la mejor manera de calentar un horno cementero?

� ¿Cuál es la forma más amigable con el medio ambiente de producir cemento?

� ¿Donde existen posibles potenciales de optimización?

� ¿De donde vienen los impactos relevantes?

Marco metodológico

19

� Definición de la función del sistema: unidad funcional.

� La definición de las fronteras del sistema determina qué parte del ciclo de vida será considerada.

� Definición de los impactos sobre los cuales concentrarse.

� Determinación de la necesidad de datos para alcanzar el objetivo.

Marco metodológico



1. Objetivos y Alcances: unidad funcional

� La unidad funcional define la salida / función del sistema, proceso o servicio en investigación.

� Esta unidad es la base para la comparación, ya que solamente serán comparables los sistemas que cumplan la misma función. Ejemplos:1. Producción de 1 t de clínker o 1 t de cemento.

Marco metodológico

20

1. Producción de 1 t de clínker o 1 t de cemento.

2. Producción de 1 MW de energía en una planta generadora.

3. Construcción, utilización y disposición de una casa dentro de cierta área.

4. Transporte de 1 t a través de una distancia de 100 km.

� Los resultados del estudio se relacionarán directamente con la unidad funcional.

� Por ejemplo, si la unidad funcional es 1 Kg. de un producto, los resultados incluirían la cantidad de contaminantes liberados por cada Kg. de producto.

Marco metodológico



1. Objetivos y Alcances: fronteras del sistema (I)Marco metodológico

21

Marco metodológico

Unit process


Proceso unitario


1. Objetivos y Alcances: fronteras del sistema (II)La definición de las fronteras del sistema determina qué parte del ciclo de vida será considerada.

Las fronteras del sistema dependen del objetivo del estudio y de la unidad funcional escogida.1. Producir cemento:

Marco metodológico

22

1. Producir cemento:=> Extracción, transporte, refinación de materias primas y combustibles, infraestructura y emisiones en planta.

2. Calentamiento de un horno cementero.=> Extracción, transporte, refinación y quema del combustible.

3. Casa:=> materiales utilizados, como acero, arena, cerámicas, energía demandada en la fase de utilización, disposición, etc.

Marco metodológico



1. Objetivos y Alcances: fronteras del sistema (III)

� La frontera 1 del sistema es adecuada para la pregunta 1.

� La frontera 2 del sistema es adecuada para la pregunta 2.

Marco metodológico

para la pregunta 2.


Marco metodológico


1. Objetivos y Alcances (III)

� Definición de los impactos sobre los cuales concentrarse.Sobre la base de otros estudios, se pueden determinar los impactos relevantes.Es importante tener claridad de que, durante el estudio, nuevas perspectivas pueden llevar a tomar en cuenta impactos adicionales.

Marco metodológico

24

impactos adicionales. Esto puede llevar a la revisión de los objetivos y alcances.

� Determinación de la necesidad de datos para alcanzar el objetivo.Dependiendo de las fronteras del sistema y los impactos a examinar, se pueden determinar los datos necesarios.

Marco metodológico



2. Inventario del Ciclo de Vida (LCI)

� El inventario es un listado, para cada proceso unitario, de:

� Recursos requeridos, como combustibles fósiles, minerales, tierra, agua.

� Emisiones al aire, agua y suelo.

� Los datos pueden:

� Ser recolectados desde mediciones de primera fuente.

� Ser extraídos desde bases de datos de LCA existentes.

Marco metodológico

25

� Ser extraídos desde bases de datos de LCA existentes.

� El inventario contendrá datos como:

� Energía utilizada por el proceso.

� Emisiones al aire, agua y suelo.

� Datos relacionados con aguas residuales o residuos sólidos.

� Obtener y recolectar datos es demandante de tiempo, por lo cual a menudo se comparten y recolectan los datos de inventario en una base de datos de LCA.

Marco metodológico



0.0397 kg

Potato starch, at

4%

0.156 kg 2.78 MJ

2.27 MJ

Electricity, medium

6.6%

6.84 MJ

5.8 MJ

Natural gas, burned in

13.5%

1 kg

Paper, w oodfree,

100%

0.761 kg

Sulphate pulp,

68.1%

0.609 kg 0.114 kg 1.31 tkm 3.19 tkm

Marco metodológico

Inventario: modelamiento del sistema – árbol de proceso

26

Potatoes IP, at

3.68%

Electricity, high

7.85%

2.81 MJ

Electricity, production

7.84%

Natural gas, high

14.5%

0.188 m3

Natural gas, at

14.4%

0.082 m3

Natural gas, at

5.81%

0.0523 m3

Natural gas,

3.56%

0.07 m3

Natural gas,

6.08%

0.0733 kg

Diesel, at

7.39%

0.0717 kg

Diesel, at regional

7.29%

0.0391 kg

Heavy fuel oil, at

3.78%

0.0367 kg

Heavy fuel oil, at

3.63%

Sulphate pulp, ECF

44.6%

Sulphate pulp, TCF

8.56%

186 m

Operation, lorry

9.15%

Transport, lorry

11.2%

3.19 tkm

Operation, freight

3.48%

Transport, freight,

4.96%

0.000608 m3

Industrial w ood,

14.4%

0.000879 m3

Industrial w ood,

20.2%

0.000608 m3

Hardw ood,

11.8%

0.000908 m3

Softw ood,

17.3%


Marco metodológico


Definición de un Proceso Unitario

Emisiones al aire

En una LCA, un proceso unitario denota la transformación, transporte o almacenamiento de un bien.

Marco metodológico

FabricaciónProcesoSitio de producción

Materiales / BienesEnergías

Salidas

Emisiones al agua y suelo


Marco metodológico


¿Cómo obtener los datos requeridos?

FabricaciónProcesoSitio de producción

Materias primasEnergíasMateriales auxiliares Infraestructura

ProductosCo-productosResiduos

Emisiones al aire, ruido, .....Marco metodológico

Sitio de producciónInfraestructuraFuerza de trabajo

Residuos

Emisiones al agua y suelo

Esta información se encuentra en los registros

Esta información se encuentra en los registros

Esta información se tiene que medir o calcular


Marco metodológico


¿Cómo obtener información acerca de las emisiones?Mediciones: pueden ser caras y demandantes de tiempo, pero a veces resultan necesarias.

Cálculos: en muchos casos, las emisiones se pueden calcular a partir del flujo de materiales.

Uso de datos estándar: en muchos casos, por ejemplo, las emisiones relevantes al aire son dadas por las centrales generadoras de

Marco metodológico

relevantes al aire son dadas por las centrales generadoras de energía.

Existen bases de datos aceptadas internacionalmente, como Ecoinvent.

En la mayoría de los casos, para obtener una primera aproximación de valores promedio, es suficiente tener valores calculados o estimados. Junto con la información de los registros y una base de datos como Ecoinvent, se puede realizar una LCA inicial.


Marco metodológico


3. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (Life Cycle Impact Assessment / LCIA) (I)

� Evaluación de las consecuencias ambientales del inventario recolectado.

� Procedimiento estándar.

1. Clasificación y caracterización

2. Normalización

Marco metodológico

30

2. Normalización

3. Evaluación o ponderación

Los pasos 2 y 3 son ambos voluntarios, de acuerdo con la norma ISO 14040ff.

� Uso de diferentes métodos para describir impactos ambientales, como el cambio climático, agotamiento de recursos naturales, acidificación, agotamiento del ozono estratosférico, etc.

Marco metodológico



Cómo determinar los impactos ambientales (I)

emisiones clasificación caracterizaciónen términos determinación del del efecto

potencial relacionado con una sustancia principalejemplo:NOX acidificación NOX 0,7

SO2 1

Marco metodológico

v2.0, 10.11.2009 31

SO2 1

SO2 formación de ozono NOX 0,832

CO2 eutroficación NOX 0,13

metano ef. invernadero CO2 1metano 25

N2O N2O 298

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW

Marco metodológico


Cómo determinar los impactos ambientales (II)Ejemplo: Un proceso tiene las siguientes emisiones:

CO2 1500 g.

¿Cuál es el potencial de aporte al calentamiento global (índice GWP) de este proceso?1,5 kg x 1 = 1,5 Kg. CO2 Equiv.

Marco metodológico

32

metano 100 g.

N2O 10 g.

0,1 Kg. x 25 = 2,5 Kg. CO2 Equiv.

0,01 Kg. x 298 = 2,98 Kg. CO2 Equiv.

Total 6,98 Kg. CO2 Equiv.


Marco metodológico


Ejemplo: Impactos seleccionados para sistemas de calentamientoMarco metodológico80 %

100 %

120 %

140 %

Impactos relativos


Marco metodológico

%

20 %

40 %

60 %

Gas Petróleo Biomasa

Impactos relativos

Recursos energéticos no renovables Calentamiento globalFormación de ozono AcidificaciónNitrificación


3. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) (I)

� Evaluación de las consecuencias ambientales del inventario recolectado.

Marco metodológico

1. Clasificación

2. CaracterizaciónPasos de cálculo objetivo

34

Marco metodológico2. Caracterización

3. Evaluación de daños

1. Normalización

2. Ponderación

objetivo

Pasos de cálculo subjetivo



3. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA)� Evaluación de las consecuencias ambientales del inventario recolectado.

� Existen diferentes métodos de Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida:

Tomando en cuenta un impacto único:

Marco metodológico

35

Tomando en cuenta un impacto único:

� Potencial de aporte al calentamiento global IPCC [kg CO2 Eq]

� Demanda Acumulada de Energía [MJ Eq]

� Toxicidad Humana CML 2001 [kg 1,4-DCB Eq]

Tomando en cuenta diferentes impactos:

� Escasez ecológica (UBP 06, Suiza)

� Eco Indicador 99 [Puntual]

� Huella Ecológica [m2a]


Marco metodológico


Curso de acción

NOx

CO2

…

Efectos respiratorios

Carcinogenicidad

Agotamiento de ozono

Radiación

Toxicidad

Toxicidad

humana

0.0397 kg

Potato starch, at

2.27 MJ

Electricity, medium

6.6%

5.8 MJ

Natural gas, burned in

13.5%

1 kg

Paper, w oodfree,

100%

0.761 kg

Sulphate pulp,

68.1%

NOx, CO2,

etc.NOx, CO2,

etc.

NOx, CO2,

etc.

Marco metodológico

36

Oil

CFC

Water

…

Agotamiento de ozono

Recursos energéticos

Uso de la tierra

Lluvia ácida

Eutroficación

Calentamiento global

Recursos naturales

Recursos

Clima

Eco

sistemas

0.156 kg

Potatoes IP, at

3.68%

2.78 MJ

Electricity, high

7.85%

2.81 MJ

Electricity, produc tion

7.84%

6.84 MJ

Natural gas, high

14.5%

0.188 m3

Natural gas, at

14.4%

0.082 m3

Natural gas, at

5.81%

0.0523 m3

Natural gas,

3.56%

0.07 m3

Natural gas,

6.08%

0.0733 kg

Diesel, at

7.39%

0.0717 kg

Diesel, at regional

7.29%

0.0391 kg

Heavy fuel oil, at

3.78%

0.0367 kg

Heavy fuel oil, at

3.63%

0.609 kg

Sulphate pulp, ECF

44.6%

0.114 kg

Sulphate pulp, TCF

8.56%

186 m

Operation, lorry

9.15%

1.31 tkm

Transport, lorry

11.2%

3.19 tkm

Operation, freight

3.48%

3.19 tkm

Transport, freight,

4.96%

0.000608 m3

Industrial w ood,

14.4%

0.000879 m3

Industrial w ood,

20.2%

0.000608 m3

Hardw ood,

11.8%

0.000908 m3

Softw ood,

17.3%

NOx, CO2,

etc.NOx, CO2,

etc.

NOx, CO2,

etc.

NOx, CO2,

etc.

etc.

Impactos ambientales generales

NOx, CO2,

etc.

NOx, CO2,

etc.


Marco metodológico


4. Interpretación

� Análisis de relevancia:� Relevancia e importancia de un ítem específico del inventario, para el resultado total.

� ¿Qué procesos unitarios tienen influencias dominantes sobre los resultados?

� Análisis de sensibilidad:

Marco metodológico

37

� Análisis de sensibilidad:� ¿Con qué sensibilidad reacciona el sistema a los cambios en el inventario?

� Mejoras:� ¿Se requiere ajustar la calidad de los datos?

� ¿Existe la necesidad de datos adicionales?

� Conclusiones.

Marco metodológico



Usos de la LCA� Detectar la relevancia ecológica:Determinar la relevancia ecológica de una decisión, una actividad, un subsistema o un proceso.

� Encontrar potenciales de mejora:Identificar los puntos ecológicamente vulnerables y proponer medidas paliativas.

� Escoger la opción correcta:Determinar aquellas variables que causarán el mínimo daño ambiental.

Marco metodológico

38

Determinar aquellas variables que causarán el mínimo daño ambiental.

� Comparar dos sistemas que compiten entre sí.

� Comparar un sistema existente con una nueva opción.

� Comunicar las mejoras ecológicas:Comunicar el desempeño ecológico.

� Promover la conciencia:Demostrar dónde están los problemas ambientales y mostrar lo que se puede hacer para reducirlos.

Marco metodológico

Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW v2.0, 30.07.2009


Teoría y práctica

� Aplicar la metodología LCA al cemento y AFR.

� Se muestra un ejemplo para reducir los combustibles y materias primas tradicionales, de acuerdo con una LCA ISO 14040ff. 1. Objetivos y Alcances.

Aplicación del método al cemento y A

FR

39

2. Inventario del Ciclo de Vida.

3. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida.

4. Interpretación.


FR



1. Objetivos y Alcances

� Definición del objeto de análisis.


FR

Caso base

¿Permite la sustitución de combustibles y materias primas tradicionales, por AFR, tener un mejor desempeño ambiental en la producción de clinker?

40

Mezcla ajustada de combustible

Mezcla ajustada de materias primas


FR

Mezcla tradicional

de combustible

Mezcla tradicional de materias primas

CarbónPetcoquePetróleo

+ Lodos de trat. de aguas servidas

+ Neumáticos

CalizaMargaArcilla

+ Cenizas volantes+ Escoria de alto horno

Caso base Caso alternativo

Necesidad total de energía

Tasa de sustitu

ción

térmica (TSR

)

AFRAFR



1. Objetivos y Alcances: definición del escenario a analizar

CombustibleCaso base

Caso alternativo

Carbón 79 % 35 %

Petcoque 21 % 21 %


FR

41

AFR 0 % 44 %


FR



1. Objetivos y Alcances: diagrama de flujo del proceso y unidad funcional

La unidad


FR

42

La unidad funcional es 1 Kg. de clínker


FR



2. Inventario del Ciclo de Vida: datos requeridos

� Consumo total de recursos [por unidad funcional].

� Emisiones totales [por unidad funcional].

� Cadena de suministro de recursos y su modo de operación.


FR

43

Adicionalmente, para un análisis prospectivo.� Tipos de horno.

� Coeficientes de transferencia.

� Distribución de elementos a los compuestos emitidos (N, S, polvo, COVs, …)

� Producción y preparación de recursos.

� Composición química de los combustibles.


FR



3. LCIA: resultados en cambios absolutos del potencial de aporte al calentamiento global

� Método: Potencial IPCC de aporte al calentamiento global.

� Mejora: 11 %

� El gráfico muestra el potencial de aporte al calentamiento global para diferentes participantes.


FR

44

11%


FR



3. LCIA: resultados de otros indicadores y puntajes (I)� Método: Demanda Acumulada de Energía

� Mejora: 36 %

36%


FR

45

� Método: Eco Indicador 99

� Mejora: 5 %

5%


FR



3. LCIA: resultados de otros indicadores y puntajes (II)� Método: Huella Ecológica

� Mejora: 10 %

10%


FR

46

� Método: Toxicidad Humana CML 2001

� Mejora: 0 %

0%


FR



4. Interpretación

Los resultados muestran que:

� Independiente de la metodología escogida, existe un beneficio en sustituir los combustibles tradicionales por combustibles alternativos. Pero, es necesario tener conciencia de que algunas diferencias no son significativas.

� La magnitud de la mejora depende del método escogido


FR

47

� La magnitud de la mejora depende del método escogido para la Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA).

� Diferentes participantes tendrán diferentes impactos, como función del método LCIA (de acuerdo con la lámina anterior).

� Las afirmaciones hechas en los otros módulos, acerca de los impactos ambientales, pueden ser respaldadas con las cifras duras.


FR



Producción de cemento con carbón o fuel oil pesadoAplicación del método al cemento y A

FR



FR


Fuentes de los impactos ambientales Aplicación del método al cemento y A

FR



FR


Tipos de impactos Aplicación del método al cemento y A

FR



FR


Causas de los impactos ambientales Aplicación del método al cemento y A

FR

Carbón

Fuel Oil pesado



FR


Significancia de los resultados

Era el propósito de este proyecto realizar un estudio general de la producción de cemento, con energía térmica obtenida de carbón y petróleo, por lo cual utilizamos:

�Datos específicos de sitios de operación, solamente para SOx, NOx, polvo, CO y uso energético.

�Todos los otros datos, como metales pesados y compuestos


FR

�Todos los otros datos, como metales pesados y compuestos orgánicos, han sido tomados de la literatura.

Lo anterior lleva a incertidumbres en los resultados, porque:

�A veces, estos datos poseen un amplio espectro.

�Se deben asumir diferentes presunciones.



FR


Incertidumbre: Análisis de Monte Carlo

0.8

1

Coal has less impacts than Oil - Oil has less impacts than coal


FRProbabilidad

- El petróleo posee menor impacto que el carbón El carbón posee menor impacto que el petróleo

0

0.2

0.4

0.6

Pro

bab

ility



FRProbabilidad


Uso de lodos del tratamiento de aguas servidas como AFR - Impactos ambientales de una planta de tratamiento de aguas servidas

Infraestructura ARA

Infraestructura de alcantarillado

Procesamiento de lodos 70%

80%

90%

100%

Efectos ambientales re

lativo

s


FR0%Efectos totales Efectos operativos sin emisiones

al agua e infraestructura

Procesamiento de lodos de trat. de aguas serv.

Energía

Prod. de sust. auxiliares

Emisiones en el aire

Emisiones en el agua10%

20%

30%

40%

50%

60%

Efectos ambientales re

lativo

s



FR


Procesamiento de lodos del tratamiento de aguas servidas� Horno cementero: En el horno cementero, la quema de lodos granulados deriva en una menor utilización de combustibles fósiles, además de que la parte mineral de los lodos es incorporada al clinker, reemplazando la marga calcárea.

� Incineración de lodos y utilización energética:La energía residual de la planta de incineración de lodos (en inglés, Sludge Incineration Plant / SIP) alimenta parcialmente a la red de calefacción zonal.


FR

Incineration Plant / SIP) alimenta parcialmente a la red de calefacción zonal. Esto permite el ahorro de combustibles fósiles (gas natural y petróleo para calefacción), a nivel industrial y domiciliario.

� Planta de incineración de residuos (en inglés, Waste Incineration Plant / WIP): Los lodos granulados son incinerados en esta planta. Hasta un 70% de la energía generada se puede utilizar en la red de calefacción zonal, reemplazando a los combustibles fósiles, como es el caso de la planta SIP.



FR


Procesamiento de lodos secos ( > 90% Sólidos Totales )

100

200

300

400

Impactos ambientales del procesamiento de lodos en el tratamiento de aguas servidasAplicación del método al cemento y A

FR-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

Lodos secos -> horno cementero Lodos secos -> planta tipo WIPcon uso energético

Lodos secos -> planta tipo WIPsin uso energético

kUBP



FR


Secado de lodos

500

600

700

800

Impactos ambientales del secado de lodos en el tratamiento de aguas servidasAplicación del método al cemento y A

FR0

100

200

300

400

500

Planta de secado de lodos,

gas natural (secado)


petróleo (secado)


promedio (secado)

kUBP



FR


Impactos ambientales del secado de lodos en el tratamiento de aguas servidasAplicación del método al cemento y A

FR

Processing of dehydrated sludge ( > 20% TS )

300

400

500

600

700

800

kUBP

Procesamiento de lodos deshidratados ( > 20% Sólidos Totales)



FR

-100

0

100

200

300

SIP natural gas +

useful heat

20%

SIP oil +

useful heat

20%

SIP average +

useful heat

20%

SDF ->

WIP

with

energy utilisa

tion

SDF ->

WIP

without

energy utilisa

tion

SDF ->

WIP

average

SDF gas ->

cement kiln

SDF average ->

cement kiln

Disposal of

sewage sludge

average

kUBP


Resumen: plantas de tratamiento de aguas servidas

� Los efectos del procesamiento de lodos no se deberían descuidar.

� Existen diferencias significativas entre las diferentes


FR

� Existen diferencias significativas entre las diferentes opciones de procesamiento.

� El uso de lodos del tratamiento de aguas servidas, como combustible en un horno cementero, posee el impacto ambiental más bajo entre los métodos de tratamiento evaluados.



FR


Beneficios de la LCA

�Cuantificación de los actuales impactos ambientales de la compañía y sus procesos, a fin de: � Detectar la relevancia ecológica.

� Encontrar los potenciales de mejora o reducción.

� Escoger la opción correcta.

� Identificación y reducción temprana de estimaciones incorrectas.


FR

60

� Identificación y reducción temprana de estimaciones incorrectas.

�Desarrollo de producto con mejores características de desempeño ambiental.

� La LCA es una poderosa herramienta para la toma de decisiones y una base para la comunicación con entidades externas, como el Gobierno y grupos de interés públicos.

� Es un método reconocido globalmente.



FR


Discusión

�Muchas gracias por vuestra atención.

�Con gusto responderemos sus preguntas.



Ejercicio: cómo leer un estudio LCA

� Por favor, discutan en grupos las siguientes preguntas:� ¿Cuáles son los elementos clave de una LCA?

� ¿Cuáles son los requerimientos de calidad que tiene que cumplir una LCA?

� ¿Bajo qué condiciones la ‘salida’ de una LCA es confiable?



Elementos clave

� Clara descripción de:� La pregunta a responder

� El sistema bajo análisis

� La unidad funcional y las fronteras del sistema

� Fuente de los datos y los datos más importantes � Fuente de los datos y los datos más importantes utilizados.

� Resultados de los diferentes impactos, y tal vez los antecedentes de apoyo de los resultados.

� Discusión de los resultados.



Requerimientos de calidad

� Transparencia.

� Una adecuada unidad funcional y adecuadas fronteras del sistema.

� Uso de más de una metodología para la determinación de los impactos.de los impactos.

� Mostrar las incertidumbres en los resultados.

� Análisis de escenario para las presunciones principales, a fin de mostrar la fortaleza de los resultados.

� Revisión externa.



Condiciones para una LCA confiable

� Que se cumplan los requerimientos de calidad.

� Que el análisis sea:� Transparente, y

� Comprensible



Fortaleza del método

Extensiva La LCA no se concentra en sustancias o problemas unitarios, sino que trata de cubrir un rango extensivo de impactos.

Global La LCA toma en cuenta la totalidad del ciclo de vida, y “mira más allá de lo visible”.

Cuantitativa La LCA cuantifica los impactos ambientales. Por lo tanto, es posible integrar los resultados para su uso en herramientas de gestión y tomas de decisiones, es decir, mediante la combinación con datos económicos.



¿Qué significa ‘extensivo’?

Limitaciones Tomar en cuenta un gran número de emisiones y recursos es importante, pero nunca será completo. Puede haber brechas en los registros o valoración. Por lo tanto, por ejemplo, los siguientes aspectos no se consideran o la consideración es limitada :

� Ruido

� Biodiversidad

� Uso de la tierra

� Riesgos

Solución Realizar un análisis crítico, si se han considerado los aspectos y parámetros relevantes. Si es necesario, replantear con otros métodos o análisis.



La visión global también puede ser una debilidadLimitaciones Aunque la LCA es “buena”, con respecto a los productos o servicios comparables, puede haber problemas locales específicos de comparabilidad.

Por otra parte, es posible que una LCA valore de manera muy alta una cierta emisión o recurso, incluso si éste podría ser un problema menor en esta región. problema menor en esta región.

Una LCA no nos indica si se cumplen umbrales legales, como por ejemplo límites de emisión.

Solución Realizar un análisis crítico donde aparezcan los impactos ambientales relevantes. Si es necesario, replantear con un análisis de riesgo, tomando en cuenta la situación local, por ejemplo, una revisión de la compatibilidad ambiental.

v1.0, 10.11.2008 68Una Alianza Público-Privada GTZ-Holcim gestionada por FHNW


La cuantificación es buena, pero: ¿qué ocurre con la calidad?

Riesgos La valoración con una cifra puede dar una precisión engañosa, la cual no se justifica.

Solución Utilizar diferentes métodos.Solución Utilizar diferentes métodos.Analizar si el método es adecuado para el problema específico.



¡Los resultados de la LCA no dicen la verdad!Los resultados de la LCA muestran, para un cierto sistema, los aspectos ambientales y su relevancia.

La verdadera LCA no existe. Pero, “las LCAs entregan el mejor marco analítico para evaluar los potenciales impactos ambientales de los productos actualmente disponibles”, si se aplica correctamente.

El criterio de calidad más importante para una LCA es su El criterio de calidad más importante para una LCA es su transparencia y, por lo tanto, su comprensibilidad.

Para la transparencia, es importante mostrar:

� El área de validez y las limitaciones

� La incertidumbre

� La sensibilidad

� La elección del método utilizado

� Las fronteras del sistema

� La unidad funcional



Anexo

� Material adicional

� Lecturas complementarias



Material adicional

� Life Cycle Assessment – an introduction for the industry [Evaluación del Ciclo de Vida – una introducción para la industria]

� What LCA can tell us about the cement industry (WBCSD Document) [Lo que la LCA nos puede decir acerca de la industria del cemento (Documento del WBCSD)]

Anexo

72

� An Introducción to LCA [Una introducción a la LCA]



Lecturas complementarias

� Comisión Europea:� http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/introduction.vm

� Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos [US Environmental Protection Agency / EPA]: � http://www.epa.gov/ORD/NRMRL/lcaccess/

Anexo

73

� http://www.epa.gov/ORD/NRMRL/lcaccess/

� Consultoría:� Carbotech: http://www.carbotech.ch

� Ecobilan: http://www.ecobilan.com/uk_lca.php

� Bases de datos:� ecoinvent: http://www.ecoinvent.ch


por el dr. fredy dinkel, carbotech ag & fhnw jérôme ... · evaluación del ciclo de vida en...

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