Ingeniería Sostenible

Transcripción

1 Verano de 2013 Ingeniería Sostenible -Clase 5 - Dr. Heidi Taboada Dr. José Espíritu Dr. Noé Vargas Viernes Junio 7,

2 Introducciónal Análisisdel Ciclode Vida (ACV) o (LCA) Fabricación del producto Materia prima Producción del material Uso del Producto Deshechar el producto

3 Objetivos Familiarizarse con el termino ACV Entender como aplicar conceptualmente los pasos básicos del ACV Entender las dificultades y/o limitaciones de cada paso del ACV. 3

4 Análisis del Ciclo de vida (ACV) - Definición Un enfoque sistemático que sirve para evaluar la carga total emitida hacia el medio ambiente, por un producto, proceso, o sistema (PPS). Un ACV completo es aquel análisis llamado de la cuna a la tumba Desde el nacimiento del producto El proceso de la cuna a la tumba empieza con la extracción de las materias primas necesarias para crear el producto y finaliza cuando todos los materiales retornan a la tierra. Hasta la última fase de vida del producto 4

5 Análisis del Ciclo de Vida (ACV) Metodología altamente eficaz para llevar a cabo la evaluación de los impactos ambientales asociados con un producto, proceso o sistema. APLICACIONES: Toma de decisiones: diseño y desarrollo de productos, compras, políticas de instrumentacion. Exploración y conocimiento: sistema de producción, indicadores de desempeño ambiental. Mercadeo: Eco-etiquetado, declaraciones ambientales, estrategia de mercadeo. 5

6 Análisis del Ciclo de Vida (ACV) (cont ) Se refiere a todas las actividades en el transcurso de vida del producto considerando su: Entrada Salida Materia prima Extracción de la materia prima Producción Emisiones Ambientales Residuos emitidos al agua Energía Uso / Reuso / Mantenimiento Reciclaje / Manejo y/o disposición de los residuos Residuos Sólidos Coproductos Otras Emisiones Límites del Sistema

7 Principales componentes de un ACV 1.Definición del objetivo y alcance 2.Análisis de Inventario 3. Valoración del impacto 4. Interpretación Diagrama de un Análisis de ciclo de vida Definición del objetivo y alcance Análisis de Inventario Valoración de impacto Interpretación 7

8 PASO 1. Definición del objetivo y alcance Definición y descripción del producto, proceso o sistema. Identificación de los límites y efectos ambientales que serán estudiados y valorados. 8

9 PASO 2. Análisis de Inventario Identificar y cuantificar: energía, agua, uso de materialy emisiones ambientales (Ej., emisiones al aire, desechos sólidos, descargas de aguas negras ) 9

10 PASO 3. Valoración del impacto Evaluar y cuantificarlos posibles efectos hacia la humanidad y el medio ambiente que los diferentes tipos de emisiones, y el uso de distintos materiales liberan (estos han sido previamente identificados en el análisis de inventario) 10

11 PASO 4. Interpretación Evaluación de los resultados del análisis de inventario y la valoración del impacto con el propósito de seleccionar el producto/proceso con menor impacto ambiental. 11

12 Limitaciones en la realización de un ACV 1. La realización del ACV puede consumir mucho tiempo y recursos. 2. Dependiendo de que tan completo y extenso se quiere realizar el ACV, la recopilación de datos puede ser problemática. 3. La disponibilidad de datos puede afectar la precisión de los datos finales. 12

13 ACV: PASO 1 Definición del objetivo y alcance Pasos del ACV 1.Definición del objetivo y alcance 2.Análisis de Inventario 3. Valoración del impacto 4. Interpretación Fase 1: Definición del objetivo y alcance ISO 14041:1998 Fase 2: Análisis de inventario ISO 14041:1998 Fase 3: Valoración del impacto ISO: 14042:2000 Interpretación ISO 14043:

14 Paso 1. Definición del objetivo y alcance La siguiente información necesita ser definida antes de empezar con el ACV: Límitesy descripción del sistema Función del producto, proceso o sistema (PPS) Unidad Funcional Procedimientos de distribución Requerimiento de datos Datos asumidos y limitaciones Flujos de Referencia 14

15 Paso 1. Definición del objetivo y alcance La siguiente información necesita ser definida antes de empezar con el ACV: Límitesy descripción del sistema Función del producto, proceso o sistema (PPS) Unidad Funcional Datos requeridos Procedimientos de asignación Datos asumidos y limitaciones Flujos de referencia 15

16 Límites del Sistema La definición de los limites del sistema requieren de gran cuidado. Idealmente se debe de incluir todo lo que económicamente contribuya a la función del sistema. Algunos procesos pueden ser excluidos con el propósito de mantener el inventario de ciclo de vida manejable. Por ejemplo para la producción de etileno : El petróleo tiene que ser extraído y transportado en una tanque de acero Por lo tanto, acero es requerido para construir el tanque y la materia prima para producir este acero tiene que ser extraída también Tú elección de los límites del sistema tendrá un gran impacto en el estudio! 16

17 Límites del sistema cont Los límites del sistema son definidos por un criterio de eliminación: 1. Cualquier producción de material que contribuya 5% o menos al peso total del producto puede ser excluido. Asegúrese de que pequeñas pero importantes cantidades de contaminantes no sean eliminadas del sistema. Hay cuatro opciones para definir el sistema: 1. De la cuna a la tumba 2. De la cuna a la puerta 3. De la puerta a la tumba 4. De la puerta a la puerta 17

18 Límites del Sistema cont d De la cuna a la tumba: considera el material y la energía requeridos en toda la cadena de producción y todos los procesos desde la extracción de la materia prima, pasando por producción, transportación, uso y el tratamiento de los desechos. 18

19 Límites del Sistema cont d De la cuna a la puerta: incluye todos los procesos desde la extracción de la materia prima pasando por la fase de producción y es usado para determinar el impacto ambiental de la producción del producto. 19

20 Límites del Sistema cont d De la puerta a la tumba: incluye los procesos que abarcan desde la fase del uso hasta la eliminación y/o reciclado de desechos (abarca todo después de la producción). Es usado para determinar los impactos ambientales de un producto una vez que deja la fábrica. 20

21 Límites del sistema cont De la puerta a la puerta: (incluye sólo los procesos de producción). Es usado para determinar los impactos ambientales sólo del proceso de producción) 21

22 Límites del sistema: Diagrama de árbol Los diagramas de árbol, son muy útiles para describir el sistema del producto (Procesos unitarios y flujos) y los límites del sistema. Un buen diagrama de árbol debe: Incluir todas las entradas y salidas de energía, materiales y desechos (emisiones) Identificar todos los flujos Identificar todos los procesos requeridos durante el ciclo de vida del producto.

23 Diagrama de árbol para una cafetera

24 Ejemplo de un mejor diagrama de árbol PROCESO 1 PROCESO 2 PROCESO 3

25 Paso 1. Definición del objetivo y alcance Límitesy descripción del sistema Función del producto, proceso o sistema (PPS) Unidad Funcional Datos requeridos Procedimientos de asignación Datos asumidos y limitaciones Flujos de referencia 25

26 Función del PPS Cuál es la función del producto, proceso o sistema (PPS)? Es identificada por la función primordial que el sistema cumple.

27 Función primaria del PPS Ejemplos: Los teléfonos portátiles tienen la función de permitir comunicarnos. Las pinturas comparten la función de cubrir. Cuál es la función del jabón? Lavar

28 Función secundaria del PPS Productos o sistemas pueden ser comparados solo en base a una función similar. Nunca se debe olvidar que el sistema o /sistemas en estudio pueden tener diferentes funciones. Si sus funciones secundarias difieren demasiado, la validación de la comparación podría ser cuestionada. Por eso es esencial tomar en cuenta las funciones secundarias también. En el teléfono. Una función secundaria podría ser verse bien La pintura tiene como función primaria cubrir y proteger, y como función secundaria hacer que la pared se vea mucho mejor Regresando al ejemplo del jabón, enumera sus funciones secundarias: Perfumar, hidratar, relajar

29 Función del sistema Ejercicio (5 min) Enumera las funciones primarias y secundariasde los siguientes productos: Automóvil Taza de café Laptop (computadora portátil) Alfombra Refrigerador Zapatos Paraguas Maceta Bolsa de plástico

30 Paso 1. Definición del objetivo y alcance Límitesy descripción del sistema Función del producto, proceso o sistema (PPS) Unidad Funcional Datos requeridos Procedimientos de asignación Datos asumidos y limitaciones Flujos de referencia 30

31 Necesidad de la Unidad Funcional (Functional Unit) El ACV nació como una herramienta de análisis y comparación de productos Sin embargo, en un ACV el punto central no es el producto en términos físicos, sino el servicio o función que ejerce Para poder comparar diferentes productos o sistemas debemos identificar su función y poder cuantificarla

32 Unidad Funcional (Functional Unit) Basados en la función del sistema, es posible definir la unidad funcional (UF). La UF expresa el desempeño cuantificado de un PPS y es usada como unidad de referencia En la definición de la UF debe de poder reflejarse el uso/propósito para el cual el PPS fue diseñado Es un valor que se puede cuantificar y agregar : UF para teléfonos puede ser 1000 horas de lapso de conversación, En el ejemplo del jabón, Cuál puede ser una UF válida? Un número definido de baños en regadera. Ej: 500 baños estándar de regadera.

33 Unidad Funcional Ejercicio (5 min) Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos: 1. Detergente para lavar ropa 2. Producto para limpiar las superficies de la cocina. 3. Champú 33

34 Unidad Funcional Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos: 1. Detergente para lavar ropa Unidad Funcional: 100 Kg de ropa lavada. 1. Productos para limpiar las superficies de la cocina. Unidad Funcional: Cantidad de producto usada para limpiar 100 m 2 de superficie 1. Productos de champú Unidad Funcional: 200 lavadas de cabello 34

35 Paso 1. Definición del objetivo y alcance Límitesy descripción del sistema Función del producto, proceso o sistema (PPS) Unidad Funcional Datos requeridos Procedimientos de asignación Datos asumidos y limitaciones Flujos de referencia

36 Definición: Flujos de Referencia Es la cantidad de producto o de servicio necesario para satisfacer la unidad funcional

37 Ejemplo: Flujos de Referencia En una comparación de alternativas de iluminación La UF es iluminar cierta área a 9000 lúmenes de intensidad durante 10,000 horas Opción A: Usar 3 bombillas de 3000 lúmenes, cada bombilla tiene una vida útil de 10,000 horas Opción B: Usar 2 bombillas de 4500 lúmenes, cada bombilla tiene una vida útil de 5,000 horas Flujos de referencia: 3 bombillas de la opción A, o 4 bombillas de la opción B

38 Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia Consideren una bolsa del mandado Función: cargar las provisiones La Unidad Funcional puede ser un volumen definido de provisiones. Unidad Funcional: Cargar 2 pies cúbicos de provisiones por semana al año. Entonces para tener una comparación equitativa se pudiera estudiar lo siguiente: Flujosde Referencia 52 bolsas de papel (52 semanas/ año) carga 2 cu-ft 104 bolsas de plástico (asumiendo que cargan 1 cu-ft) 1/2 bolsa de tela (asumiendo 2 cu-ft, con una vida de 2 años)

39 Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia Considera una taza de café Función: almacenar (hold) el café para poder beberlo Unidad Funcional: almacenar (el liquido equivalente a 1 taza de café) tres veces al día por un año. Por lo tanto una comparación razonable a estudiar sería: Flujosde Referencia 1095 tazas de plástico (365*3) 1095 tazas de poliestireno 1/4 taza de cerámica + agua y detergente (asumiendo que dura 4 años)

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