¿Por qué se ha Seleccionado este Estudio como Ejemplo

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¿Por qué se ha Seleccionado este Estudio como Ejemplo?
La preparación de la evaluación del ciclo de vida (LCA) es una empresa compleja y que
consume mucho tiempo. Por tanto, una presentación detallada de su estructura y preparación
no es posible dentro del ámbito del NOP. Sin embargo, se discutirá un ejemplo práctico para
ilustrar los procedimientos de puesta en práctica de los requerimientos de los estándares de las
series DIN/ISO 14040. Con este propósito, se eligió el proyecto “Comparación del LCA para
películas sueltas de embalaje de almidón o poliestireno”, patrocinada por la federación DBU
Alemana del Medio Ambiente (Würdinger y col., 2002). Junto con el propio método de
trabajo, son interesantes los resultados del estudio escogido debido a que muestran que el uso
de materiales de partida que pueden volver a crecer no es per se ecologicamente favorable.
Antecedentes del Estudio
“Los materiales biodegradbles basados en materiales de partida de nuevo crecimiento se
discutiran, desarrollarán y promoverán como solución a muchos problemas medioambientales
durante mucho tiempo. Sin embargo, todavía no ha tenido lugar una amplia introducción de
los mismos en el mercado. A la hora de discutir este tema, este hecho se atribuye
frecuentemente a la falta de claridad en lo que concierne a la evaluación relacionada con la
ecología. Estas incertidumbres suelen tener efecto en la actitud de los clientes, el desarrollo de
los productos, o en la eliminación de los residuos. Hasta ahora, los resultados de las
investigaciones que presentan una evaluación del beneficio medioambiental de tales
materiales en la que se pueda confiar apenas si se han publicado” (Würdinger y col., 2002).
La razón de este estudio se encuentra en la cuestión de si se debe promocionar en mayor
grado la fabricación de plásticos a partir de fuentes renovables a partir de ahora. Como
ejemplo se han escogido dos sistemas de materiales de relleno sueltos para empaquetamientos
como objetos relevantes de revisión: uno de ellos esta basado en un material renovable como
el almidón, y el otro en el poliestireno expandido (EPS) que se obtiene a partir de materias
primas fósiles.
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Figura 1: Materiales de relleno para empaquetamientos
Definición del ámbito y el objetivo
Objetivo
El examen de dos ejemplos prácticos relevantes demostrará si el uso de materiales plásticos es
ecologicamente razonable o no versus materiales de partida renovables. Se han escogido
como ejemplo los siguientes sistemas de relleno de empaquetamientos:
1- sistemas de empaquetamiento basados en poliestireno expandido (EPS)
2- sistemas de empaquetamiento basados en almidón expandido (material de paryida
renovable)
3- sistemas de empaquetamiento basados en materiales reciclados (poliestireno reciclado).
El Tipo 3 (sistemas de empaquetamiento basados en el reciclado de materiales) no se
considerará a coninuación para garantizar la claridad del ejemplo práctico y para restringir el
ambito de este estudio.
Función y Unidad Funcional
Se ha considerado como función la utilidad de los sistemas de productos examinados como
materiales de relleno en los empaquetamientos para el transporte. Durante el examen se ha
sumido que los diferentes sistemas de productos no se diferencian en su calidad técnica. Para
la comparación se ha escogido como unidad funcional el volumen de estos
empaquetamientos. Todos los datos se refieren a un volumen de empaquetamiento de 100 m³.
Fronteras del sistema
Las fronteras del sistema señalan el ámbito del objeto de la investigación separándolo de su
entorno. Se han escogido unas fronteras del sistema “desde la cuna hasta la tumba”. Es decir,
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se han considerado todos los flujos relevantes de materiales y de energía, comenzando por la
búsqueda de los materiales de partida, su explotación y los procedimientos previos al proceso
de manufactura y el uso de los sistemas de productos, y finalmente a la eliminación de los
residuos.
Las fonteras políticas de la República Federal de Alemania constituyen el área de referencia
de este estudio. Si los materiales (por ejemplo el petroleo) son proporcionado por otros paises,
el pais de origen es el área de referencia El material se evalua con respecto al índice de
mercado en Alemania. Se ha tomado como referencia el año 1997.
Criterios de corte (Limites detalados)
En el estudio se han eliminado todos los flujos de material y energía en la consideración de un
proceso cuando constituían menos del 1 % de la masa del resultado buscado. La suma de
todos los procesos eliminados no supera en ningún caso el 5 % del resultado deseado. En
cualquier caso, los flujos de material con una influencia menor del 1 % en relación con la
masa del producto deseado, se han tenido en cuenta si resultaban de interés para el LCA en
conjunto debido a aspectos tóxicos o energéticos.
¿Como se ha llevado a cabo el Análisis del Inventario?
Escenarios Calculados
Se han diseñado y calculado una serie de escenarios a fin de conseguir los objetivos de este
estudio, es decir, para poder resolver las dudas sobre la sensatez del uso de plásticos basados
en materiales renovables. Estos escenarios son importantes para tener en cuenta la influencia
de diferentes factores en el sistema en cuestión. En relación con los rellenos para
empaquetamiento a partir de almidón expandido, se han considerado 20 escenarios diferentes.
En la Tabla 1 se recoge una muestra de los mismos.
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Producción
Almidón de
maiz
Almidón de
patata II
(obtenido de los
residuos totales)
Utilizacioó
Uso único
Uso único
Eliminación
Recogido con
el resto de los
residuos y
recolección
mixta.
Recogido con el
resto de los
residuos y
recolección
mixta.
Almidón de
Almidón de maiz
trigo (obtenido
por
procedimientos
conventionales)
Uso único
Reciclado interno
(usado cuatro
veces)
Recogido con
Recogido con el
el resto de los
resto de los
residuos y
residuos y
recolección
recolección
mixta.
mixta.
Trigo, extensivo
Reciclado interno
(usado dos
veces)
Recogido con
residuos
biológicos y
compost
Tabla 1: Selección de excenarios estudiados – rellenos para empaquetado a partir de almidón expandido
Procesos Parciales en uno de los Escenarios Estudiados
De forma similar al area de rellenos de empaquetamiento a partir de almidón expandido, se
han estudiado escenarios relativos al poliestireno expandiso que se diferencian en areas
parciales. Como ejemplo de estso escenarios, se presenta a contiuación (figura 2) la
fabricación de empaquetamientos a partir de poliestireno primario (EPS). En este escenario se
han supuesto una única utilización del relleno paa empaquetamiento, la subsiguiente
eliminación de los residuos via contenedor para reciclados y un reciclado orientado hacia el
material.
Para aclarar cuales son las fronteras del sistema, se presenta en detalle en la figura 3 la
fabricación de poliestireno primario.
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Adquisición de
materia prima
Producción de goma de
estireno-butadieno (SBR)
Fabricación de poliestireno
primario (GPPS)
Fabricación de pentano/
butano
Fabricación de relleno depoliestireno
Distribución/ventas
Uso (único)
Empaquetamiento
Recipiente
Deducción de la salida
Eliminación
Producción de GPPS
(matriz)
Recolección por
tipos
Reciclados,
regranulación
GPPS
Figura 2: Procesos parciales en un escenario EPS
¿Como se recogen los datos?
Los flujos de material y energía relevantes de los procesos parciales necesarios para el
producto final se recogen para establecer el “corazón” del LCA – el análisis del inventario.
Los datos de entrada y salida específicos del proceso se derivan y trabajan y, posteriormente,
se recogen y calculan los resultados. Las guías, cortes y limitaciones, definidas en el paso de
definición de obhetivos y ámbito, se alcanzan o se ajustan de acuerdo con los requerimientos
resultantes de los datos disponibles. Seguidamente se lleva a cabo la estimación del impacto
en base a los resultados del análisis de inventario.
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Explotación de gas natural
Fuente de hidrocarburos
Procesado degas natural
Producción de etileno
Producción de benceno
Explotación de crudos
Destilación para nafta
Nafta
Etileno
Reformado para benceno
Benceno
Benceno
Producción de etilbenceno
Producción de estireno
Polimerización de estireno
Poliestireno primario
Figura 3: Diagrama de flujo - producción de poliestireno primario
Evaluación
De acuerdo con las instrucciones de la norma ISO 14042, la evaluación del impacto del LCA
consta de tres partes:
- Selección de los tipos de impacto a considerar
- Asignación de los resultados del análisis de inventario a las categorías de impacto
(clasificación)
- Cálculo de los resultados de indicadores de impacto (caracterización)
En este estudio se han considerado las siguientes categorías de impacto:
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Categorias de Impacto Seleccionadas
Calentamiento global
Disminución del ozono estratosférico
Creación fotoquímica de ozono trposférico
Eutroficación
Acidificación
Toxicidad para el hombre
Ecotoxicidad
Disminución de fuentes abióticas
Uso del terreno
Tabla 2: Categorías de impacto consideradas
Una vez seleccionadaslas categorías de impacto, deben asignarse los parámetros determinados
en el análisis de inventario como las emisiones de dióxido de carbono o metano a sus
diferentes efectos medioambientales.
Clasificación
Los parámtros del análisis de inventario asignados a una categoría de impacto deben
transferirse a una unidad común de medida en el transcurso de la clasificación. Un parámetro
del análisis de inventario puede ser asignado a diferentes categorías de impacto.
Calentamiento global
Disminución de ozono
Cración fotoquímica de
ozono
Eutroficación
Acidificación
Toxicidad para el hombre
Ecotoxicidad
Disminución de fuentes
abióticas
Uso del terreno
CO2, CH4, N2O
N2O
Benceno, CH4, NOx, Formaldehido, NMVOC, VOC,
pentaneo, butano
NOX, NH3, P-ges., CSB, N-ges., NH4, Nitrato
H2S,HCl, HF, NH3, NOX, SO2
As, BaP, benceno, Cd, Cr, PCDD/F, Ni, Pb, SO2, partículas
diesel, biocidas
AOX, cloruros, NH4+, H2S, HF, NH3, NOx, SO2
Crudo de petróleo, gas natural, lignito, carbón mineral
Area
Tabla 3: Clasificación
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Caracterización
Una de las tareas de la caracterización es transferir los parámetros de masa o de balance de
energía a unidades comunes de medida. Esto es necesario debido a que las contribuciones de
los diferentes materiales a un determinado efecto medioambiental son considerablemente
diferentes. Por ejemplo, el metano tiene un potencial aproximadamente 25 veces mayor que el
dióxido de carbono sobre el calentamiento global, y el potencial en el calentamiento global
del gas hilarante N2O es hasta 320 veces mayor que el del CO2. En el siguiente paso, deben
obtenerse los resultados de los indicadores a partir de los resultados del análisis de inventario
transformados. Finalmente, los resultados deben ser evaluados.
Resultados del Estudio
No se pueden determinar ventajas ecológicas claras para un único producto en base a los
escenarios escogidos dentro del LCA. En consecuencia, se presentan como ejemplos algunos
de los resultados del estudio.
La Eliminación de resíduos es Importante
La comparación de los escenarios para el almidon y el EPS demuestra claramente que la
utilización del término “CO2-neutro”, que se emplea como sinónimo de neutralidad en cuanto
al calentamiento global, no se aplica principalmente a los rellenos para empaquetamiento a
partir de materiales renovables, aunque debería alcanzarse en realidad. Sin embargo, esto es
posible únicamente si se cumplen ciertos requisitos previos específicos. Por encima de todo,
es inevitable el uso energético o como material de partida del relleno para empaquetamientos
a partir de almidón. La utilización como material no es práctica. Por otra parte, la eliminación
como basura lleva a emisiones de metano, que es un gas de invernadero. Además, el no usar
aditivos basados en materiales fósiles de partida tiene un efecto positivo. La unión de estos
dos aspectos, utilización del producto usado y renuncia a los aditivos, puede llevar a ligeras
reducciones en lo concerniente a su potencial de calentamiento global. El aumento del uso de
fuentes de energía regenerativas puede mejorar este resultado.
El Reciclado de los Empaquetamientos Reduce claramente el Impacto Medioambiental
Independientemente del material usado, el reciclado de los rellenos para empaquetamiento es
una medida muy eficaz para reducir los impacos adversos en el medio ambiente relacionados
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con el uso de ese empaquetamiento. Por una parte, las fases de venta y empleo contribuyen en
pequeña medida a los resultados de valoración del impacto. De acuerdo con esto, el ahorro en
el consumo de materiales y la reducción de gastos debidos al reciclado en la fabricación de
rellenos para empaquetamiento contribuyen directamente a los resultados. Esto mismo tiene
aplicación en la reducción de las cantidades de desechos que es facilmente detectable en la
mayoría de los casos. Por otra parte, la influencia beneficiosa del reciclado de los materiales
de relleno para empaquetamientos debe atribuirse también al hecho de que este tipo de
empaquetamientos puede reciclarse sin necesidad de limpiarlo y sin costes de transpote, o
relativamente bajos – a diferencia del empaquetado de bebidas, por ejemplo.
Teniendo todo en cuenta, para la mayoría de los indicadores el reciclado de doble uso
conduce a dividir por dos los resultados, y el reciclado cuadruple a dividirlos por cuatro.
Comparación de los Escenarios de EPS y Almidón
Existen varias diferencias claras entre los diferentes escenarios para el uso de rellenos para
empaquetamiento relativos a sus efectos medioambientales. Sin embargo, las ventajas
fundamentalesno surgen ni de la utilización del almidón ni de la del poliestireno. Las formas
concretas de preparación del material así como de su eliminación son muy importantes para el
impacto ecológico. Con relación al paso de la eliminación, un factor decisivo lo constituye
por ejemplo el beneficio energético adicional que se obtiene en su utilización térmica.
En consecuencia, no es el origen de los materiales de partida el punto crucial para la
relevancia medioambiental de los escenarios, sino el tipo de procesos combinados con su
tiempo de vida. Obviamente, hay escenarios muy buenos de EPS y de almidón. Aparte de eso,
en ambos casos hay escenarios posibles que son claramente mas desfavorables. Las
variaciones entre escenarios con los mismos materiales es similar en la totalidad de los
escenarios. Independientemente del tipo de material, existen potenciales de optimización
considerables. Los escenario partiendo de almidón presentan comportamientos similares a los
buenos escenarios de EPS solamente si se reciclan energéticamente los rellenos para
empaquetamiento.
¿Es una Ventaja la Degradación Biológica?
La biodegradabilidad de los rellenos para empaquetamiento basados en el almidón no es una
propiedad del material que resulte necesaria para el propósito del producto. Su ventaja debe
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buscarse desde el punto de vista de la eliminación. Sin embargo, tiene un efecto positivo
unicamente si el relleno para empaquetamiento se fermenta microbiologicamente para
producir biogas y después se usa energéticamente con eficiencia elevada. La obtención de
compost es otra forma de eliminación que depende de su degradabilidad biológica. Esta via
rsulta desfavorable en comparación con la utilización energética. Los resultados demuestran
claramente que la degradabilidad biológica sola no es un criterio suficiente para la
compatibilidad y sostenibilidad medioambiental de un material o producto. Resulta más
crucial la forma concreta de eliminar el producto después de su uso y el efecto que su
biodegradabilidad biológica tiene sobre la sostenibilidad ecológica del producto. Sin embargo,
este resultado puede cambiar si la degradabilidad biológica es una propiedad esencial del
material. A la vista de estos resultados, los autores mantienen sin embargo la idea de si sería
rentable el desarrollo de plásticos a partir de ,materiales renovables que no sean
biodegradables, pero sí duraderos. Tales plásticos pueden ser usados muchas veces y
finalmente reciclarse energeticamente.
Würdinger, E., Roth, U., Wegener, A., 2000. Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen:
Vergleichende Ökobilanz für Loose-fill-Packmittel aus Stärke bzw. Polystyrol.
DBU-Az. 04763.
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