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Metodologa Life Cycle Assessment (LCA):

Anlisis de Ciclo de Vida en la industria de acero

Enfocando los desafos ambientales

La comunidad global actualmente enfrenta diferentes desafos que requieren una ges-tin a nivel mundial. El uso sustentable de recursos naturales es uno de los puntos ms importantes en la agenda ambiental.

Ya no son solamente los estamentos polticos los que estn tomando medidas para proteger al medio ambiente, las empresas tambin responden a la mayor conciencia ambiental de los consumidores. Ambas partes, productores y consumidores, estn ms atentos al impacto ambiental desde la extraccin de las materias primas, la manu-factura, la etapa del uso e incluso ms all de la vida til de un producto.

Con el fin de medir este comportamiento es imprescindible contar con herramientas y mtodos confiables de evaluacin. El Anlisis de Ciclo de Vida, a nivel internacional conocido por las siglas LCA (Life Cycle Assessment) es una metodologa que permite el seguimiento de todas las fases de la cuna hasta la tumba de un producto.

Este enfoque es el ms adecuado para obtener una visin completa del impacto am-biental, considera worldsteel. En tal sentido, ha desarrollado una metodologa slida y transparente para la industria siderrgica desde los aos 90. A continuacin se pre-senta un breve panorama de este mtodo explicando su terminologa, las fases del plan estratgico, su alcance y las oportunidades sustentables que se obtienen con su aplicacin.

El Ciclo de Vida - Un concepto holstico

Sensibilizados por los efectos del cambio climtico, los consumidores esperan cada vez ms que los productos sean amigables con el medio ambiente, por ejemplo que sean tanto reusables como reciclables. El reciclaje sin duda es uno de los aspectos ms importantes para la gestin sustentable de recursos, sin embargo, no es el nico. En este contexto, worldsteel est promoviendo una visin ms holstica el Concepto de Ciclo de Vida o LCT (Life Cycle Thinking). Por otra parte, son los desarrolladores e ingenieros quienes piensan y dimensionan los impactos de un producto o servicio en las categoras: materias primas y manufactura; etapa de uso y mantenimiento; fin de la vida til (disposicin como residuo, reciclaje, etc.) para satisfacer las exigencias ambientales de la sociedad.

El acero est reconocido como un material que es 100% reciclable. La industria, en este sentido, est respetando el ciclo de vida del acero y reintroduce a la chatarra en el proceso de produccin, tal como indica la Figura 1.

medio ambiente

La industria del acero tiene que demostrar los beneficios del producto en

comparacin con otros materiales desde un punto de vista de toda la cadena de

valor. Segn worldsteel, el concepto de Ciclo de Vida puede reforzar el valor de la

marca y aumentar su reputacin porque los clientes, fabricantes y consumidores

quieren saber el impacto ambiental de los productos de acero.

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Logotipo del programa de Naciones Unidas, Life Cycle Initiative.

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Sin embargo, como cualquier proceso, este ciclo requiere un anlisis continuo para optimizar constantemente la asig-nacin de recursos y el rendimiento ambiental. El Anlisis de Ciclo de Vida / Life Cycle Assessment (LCA) prev un enfoque integral para evaluar el desem- peo ambiental considerando poten-ciales impactos en todas las etapas de manufactura, uso y fin de vida de un pro-ducto desde la cuna, o sea desde la extraccin de las materias primas, hasta la tumba refirindose al fin de la vida de un producto. Como se puede obser-var en la Figura 1, gracias al reciclaje, en realidad no se trata de una tumba eterna, sino ms bien de una forma de resurreccin y posterior transformacin de residuos en chatarra en un reemplazo de las materias primas en la produccin. Asimismo, el modelo toma en cuenta los diferentes tipos de transporte entre cada eslabn de la cadena.

La metodologa debe ser consistente insiste worldsteel y por eso el anlisis completo de LCA debe considerar los si-guientes componentes:

Definicin de alcance y objetivo de la metodologa.

Inventario de Ciclo de Vida / Life Cycle Inventory (LCI).

Evaluacin del Impacto del Ciclo de Vida / Life Cycle Impact Assessment (LCIA).

A su vez, estos componentes predetermi-nan las fases del plan estratgico para la implementacin de la metodologa, como se explicar ms adelante.

El Inventario de Ciclo de Vida (LCI) impli-ca por definicin la recoleccin de datos y clculo de un catlogo de materiales, energa y emisiones para los insumos y productos de un sistema producti-vo. Obviamente este paso debe estar terminado antes de la Evaluacin del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) que finalmente analiza los datos e interpre-ta las diferentes categoras del impacto ambiental.

Por qu y para qu aplicar el Anlisis de Ciclo de Vida?

El LCA entonces es una herramienta para evaluar el impacto de toda la cadena de valor y no solamente del producto en s. Para responder a la pregunta por qu y para qu la industria del acero debera aplicar este concepto, es til pensar en la creciente conciencia ambiental del con-sumidor final y la agenda internacional para enfrentar al cambio climtico.

Extraccin de materias primas

Produccin de acero

Manufactura

Etapa de usoFin de vida / Reciclaje

Chatarrapreconsumo

Chatarraposconsumo

Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment in the steel industry, position paper 2010, adaptado por Alacero.

Figura 1 El Ciclo de Vida del Acero

La industria del acero tiene que demos-trar los beneficios del producto en com-paracin con otros materiales desde un punto de vista de toda la cadena de va-lor. Segn worldsteel, el concepto de Ci-clo de Vida puede reforzar el valor de la marca y aumentar su reputacin porque los clientes, fabricantes y consumidores quieren saber el impacto ambiental de los productos de acero.

Como el concepto de Ciclo de Vida se usa para regulaciones y estndares, como certificaciones internacionales o declaraciones de producto, los resul-tados del LCA pueden indicar cmo, mediante avances en el desarrollo del producto y sus usos, hacer al acero ms sustentable. La metodologa LCA es la ms conveniente para determinar la huella de carbono y los dems gases de efecto invernadero, as como puede medir la huella de agua y otros impactos ambientales, con el resguardo de evitar anlisis incompletos o sesgados para una nica categora de impacto.

Una adecuada y bien planificada imple-mentacin del LCA finalmente mejorar la percepcin pblica del acero como ma-terial reciclable.

Fases del plan estratgico de worldsteel

No obstante, para realmente poder cum-plir con estos objetivos de optimizar el comportamiento ambiental y con esto mejorar la evaluacin del acero por los consumidores, es necesario desarrollar un plan estratgico, tal como lo hace worldsteel para la industria siderrgica.

Dentro de este marco, el LCA funciona como instrumento competitivo y la indus-

tria del acero tiene que considerar el plan estratgico a nivel global para lograr los siguientes objetivos:

Asegurar que el acero est represen-tado correcta y positivamente en los estudios de LCA.

Aumentar la participacin y calidad de las bases de datos sobre LCI.

Hacer ms eficiente la toma de deci-siones sobre el desarrollo de un pro-ducto y sobre mejoras en el proceso de produccin.

Usar el LCA para identificar oportuni-dades del mercado.

Para evitar que el Concepto de Ciclo de Vida parezca como ecoblanqueo, es importante tomar en cuenta que los ob-jetivos mencionados requieren la imple-mentacin paulatina dentro de una estra-tegia congruente.

En este contexto worldsteel establece tres fases con fines especficos dentro del plan:

Fase I. Elaboracin de las bases: es-tablecer metodologa y recoleccin de datos.

Fase II. Incorporacin del mercado: asegurar que la industria del acero est representada en el desarrollo de estndares y la implementacin de actividades.

Fase III. Iniciativas proactivas: avan-zar en la implementacin de estudios sobre el ciclo de vida de productos que contienen acero para demostrar sus impactos y beneficios.

Finalmente, los resultados de estas fases deben ser interpretados para retroalimen-tar y mejorar campaas futuras de LCA.

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La Fase I comenz con la primera re-coleccin de datos entre 1995 y 2000, seguido por un segundo inventario que fue examinado por un grupo de revisin independiente (CRP) de especialistas en el tema de LCA. Este procedimiento ha mejorado la integridad del estudio y el desarrollo de la metodologa. Actual-mente, se encuentran disponibles los da-tos del tercer Inventario de Ciclo de Vida (LCI), relevados entre 2005 y 2008. Esta nueva recoleccin publicada en 2010, que se basa sobre la misma metodolo-ga y contiene algunas modificaciones, actualiza datos para productos de acero al carbono.

Alcance y metodologa

El tercer Inventario de Ciclo de Vida (LCI) de la Fase I es un estudio que abarca la cadena de produccin desde la cuna-a-puerta de la fbrica incluyendo recicla-je. El proceso de medicin es altamen-te complejo, por lo cual en la Fase I se excluye el procesamiento ms all de la puerta de la fbrica de acero, o sea la manufactura y vida til del producto y lue-go el procesamiento de chatarra.

La Figura 2 de worldsteel ilustra los pro-cesos que se consideran para el Inventa-rio de Ciclo de Vida (LCI).

Es importante considerar los cuadros que se refieren a la chatarra, sea de chatarra de fin de vida o de vas de suministro ex-terno, porque con estas cargas se reem-plazan insumos provenientes de materias primas naturales. Adems, la figura indi-ca que mediante procesos de recupera-cin se pueden generar coproductos al interior de la planta, los cuales normal-mente se tendran que producir por otras vas fuera del sistema del producto.

La recoleccin de datos (LCI) alcanza a 15 productos principales, que cubren ms del 95% de todos los productos de acero (Tabla 1).

Sin embargo, en este momento, el LCI no considera al acero para construccin me-cnica, ni al acero inoxidable con igual o ms del 12% de cromo.

El uso del LCA se expandi de forma muy variada desde las dcadas de los 70 y 80, pero haca falta su normalizacin. Este tema fue abordado por la Organiza-cin Internacional para la Estandarizacin (ISO para su sigla en ingls) dentro del conjunto de normas sobre el Sistema de Gestin Ambiental ISO 14000 desde me-diados de los aos 90. En 2006, esta se-rie ha sido actualizada rigiendo entonces a nivel global para las industrias de todos los rubros:

ISO 14040[1]: 2006 - Gestin medio-ambiental - Anlisis de Ciclo de Vida - Principios y marco regulatorio.

ISO 14044[2]: 2006 - Gestin medio-ambiental - Anlisis de Ciclo de Vida - Requisitos y directrices.

La norma ISO 14044 es un resumen y una actualizacin de las anteriores estnda-res 14041 a 14043.

La metodologa aplicada al acero consi-dera como unidad funcional la produc-cin de 1 kg de cada uno de los produc-tos listados arriba.

En resumen, simplificando, el Inventario de Ciclo de Vida (LCI) registra por un lado los insumos con sus cargas energticas o de emisiones de gases de efecto invernadero en un sistema de produccin (por ejemplo: sistema de fabricacin de perfiles) y por otro lado se dan crditos por el ahorro en el uso alternativo de los gases de proceso.

En la Figura 3 se presenta un ejemplo de cmo visualizar el beneficio en este caso de ahorro de energa primaria que emerge al incluir el reciclaje en un siste-ma cuna a puerta fbrica en la produc-cin de 1 kilogramo de un cierto produc-to siderrgico como por ejemplo perfiles, bobina laminada en caliente y galvaniza-do por inmersin en caliente.

medio ambiente

[1] http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=37456 [2] http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=38498

Emisiones al aire, agua, tierra

Operaciones externas evitadasFunciones equivalentes

de coproductos

Cuna-a-la-tumba

Transporte externo

Produccinconsumible

Suministro externode chatarra

Materias primas yproduccin de energa(incluyendo extraccin)

Puerta-a-puerta

Produccin primaria evitada Chatarra de fin de vida

Coproductos

Tratamiento de residuos

Procesosauxiliares ytransporte

interno

Tratamientode aguasservidas

Procesos derecuperacin

Procesos de fabricacin de acero

Productosde acero

RECURSOS

Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel products, World Steel Association 2011, p. 9, adaptado por Alacero.

Figura 2 Sistema desde la cuna hasta la puerta de la fbrica para un producto de acero incluyendo reciclaje

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Para tener una visin amplia de todo el Anlisis de Ciclo de Vida, conviene recor-dar que las tres recolecciones de datos iniciadas por worldsteel se enfocaron en los sistemas de produccin dentro de la planta. Los datos obtenidos por este in-ventario no solo sirven para mejorar la efi-ciencia ambiental dentro de este sistema, sino adems como referencia para las industrias transformadoras posteriores en la cadena de valor (como por ejemplo la industria automotriz). Estas empresas por su parte igualmente pueden ejecutar un Inventario de Ciclo de Vida para sus productos para complementar el Anlisis de Ciclo de Vida.

Reciclando el acero para conseguir resultados sustentables

La investigacin sobre la que se basa el Informe Metodolgico acerca del Anlisis de Ciclo de Vida de worldsteel, represen-ta ms del 98% de las tecnologas de produccin de acero; fue publicado en 2010 e incluy el 25% de la produccin de acero por empresa a nivel global.

Considerando adems que el acero es un material 100% reciclable, se nota el potencial que brinda un enfoque LCA para fomentar la sustentabilidad de la industria. Sobre todo porque las dos ru-tas principales de fabricacin de acero por Alto Horno / Convertidor al Oxgeno (BOF) y por Horno Elctrico (EAF) pue-den cargar chatarra aunque en diferen-tes relaciones. Como se puede apreciar en la Figura 4, ambas rutas producen acero primario (proveniente de mineral de hierro) y acero secundario (prove-niente de chatarra o sea de reciclaje del acero).

Hay que advertir que una tecnologa o ruta de produccin no presenta el mismo rendimiento ecolgico en todo el mundo, porque depende de la matriz energtica de la regin donde se encuentra la plan-ta, entre otros factores.

A pesar de las altas tasas de recupera-cin, la creciente demanda de acero a nivel mundial no es satisfecha por el ace-ro obtenido partiendo de chatarra, por lo que es necesario recurrir a la fabricacin a partir del mineral de hierro.

La facilidad del reciclaje de acero explica su sustentabilidad y lo posiciona como el material ms reciclado del mundo con los siguientes porcentajes de recuperacin segn aplicacin:

> 95% para automviles, > 80% para construccin y alrededor del 70% para embalaje.

Perfiles

Cun

a-a-

puer

tade

la f

bric

a

Bobina laminadaen caliente, 1 kg

Galvanizado porinmersin en caliente, 1 kg

-20

-10

0

10

MJ

20

30

Ben

efic

iode

reci

claj

e

Incl

uyen

dore

cicl

aje

Cun

a-a-

puer

tade

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a

Ben

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iode

reci

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Incl

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cicl

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Cun

a-a-

puer

tade

la f

bric

a

Ben

efic

iode

reci

claj

e

Incl

uyen

dore

cicl

aje

Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel pro-ducts, World Steel Association 2011, p. 34, adaptado por Alacero.

Figura 3 Ejemplo de demanda de Energa primaria (MJ) para productos de acero

considerando el reciclaje

Categora de producto Ruta de fabricacin Lista de productos

Largos Alto horno y arco elctrico Perfiles Barra de construccin Alambrn

Planos Alto horno Chapa gruesa Bobina laminada en caliente Bobina laminada en fro Decapada Bobina laminada en fro terminada Electrogalvanizado Galvanizado por inmersin en caliente Hoja cromada Hojalata Planos con revestimiento orgnico Cao soldado / tubera con costura Caos UO

Tabla 1 Alcance de productos siderrgicos en el LCI de worldsteel

Chatarra

Ruta Acera Elctrica (EAF) Ruta Alto Horno / Convertidor

Acero primario

Acero secundario

Fuente del acero

Mineralde hierro

Mineralde hierro

Chatarra

Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel pro-ducts, World Steel Association 2011, p. 72, adaptado por Alacero.

Figura 4 Rutas de produccin de acero por Alto Horno (BOF) y por Horno Elctrico (EAF)

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Segn worldsteel, en promedio, cada tonelada de acero reciclado evita la emi-sin de 1,5 tonelada de CO2, ahorra 1,4 toneladas de mineral de hierro y 13 GJ de energa primaria[3].

Hasta el momento, worldsteel ha desa-rrollado una serie de estudios de casos aplicando el enfoque LCA para medir el potencial del impacto de gases de efecto invernadero en todas las etapas de manufacturas, vida til y fin de vida para algunos productos manufacturados con alto contenido de acero[4]. Esta se-rie abarca el tema de reduccin de CO2 por el uso de Aceros Avanzados Livia-nos de Alta Resistencia (Advanced High - Strength Steel - AHSS) en automviles. Asimismo, se investigan los beneficios obtenidos por utilizar aceros de alto ren-dimiento para la construccin de puen-tes, en envases de hojalata para produc-tos alimenticios, trenes de alta velocidad y energa elica.

Los estudios del caso demuestran que el Anlisis de Ciclo de Vida, LCA, lleva a mejores resultados en comparacin con otros materiales si se usan aceros de lti-ma generacin.

Asesora de worldsteel

Todos los estudios LCA y escenarios de fin-de-vida-reciclaje de la industria del acero se deberan evaluar con la meto-dologa de worldsteel, para medir los posibles crditos por emisiones evitadas, reemplazo de energa y de materias pri-mas.

Tratndose en la prctica de un proceso altamente complejo ya que un set de da-tos de LCI incluye aproximadamente 800 flujos, worldsteel ofrece asesora y ca-pacitacin tcnica para los interesados. Para asegurar que un estudio de LCA est hecho adecuadamente se entrega una lista de control[5] con la que se puede revisar la calidad de los datos y evitar in-terpretaciones errneas.

En este contexto, worldsteel seala que las tcnicas del Anlisis de Ciclo de Vida

se encuentran en una fase relativamente temprana de su desarrollo como cien-cia. Debido a los diferentes contextos y marcos normativos en las distintas socie-dades, existe el peligro de reducir cues-tiones complejas a anlisis simplistas y parciales, por ejemplo, en el momento de comparar el comportamiento am-biental del acero con otros materiales. La industria del acero ha actuado cuidado-samente tanto al ejecutar tales estudios, como en la interpretacin de los datos y resultados[6].

Con el objetivo de garantizar la calidad de la informacin, worldsteel, en el tras-curso de las tres recolecciones de datos desde 1995, ha perfeccionado el software GaBi para el Inventario de Ciclo de Vida. En la prctica las plantas participantes re-copilan los datos online mediante el GaBi Web Questionnaire, conocido como SoFi. Cada cuestionario contiene una lista de insumos y productos de las siguientes categoras: insumos de material y ener-ga, emisiones al aire y agua, residuos, productos y coproductos y material re-cuperado, que en total abarcan cerca de 800 flujos. Conjuntamente, el infor-me prev mecanismos para verificar los datos.

Como se mencion en varias ocasiones, el Anlisis de Ciclo de Vida sirve para clasificar el impacto ambiental de los pro-ductos y seala a los fabricantes y consu-midores su rendimiento sustentable. Sin embargo, no se trata solamente de una preferencia de los consumidores, sino tambin se asocia a las exigencias de la legislacin ambiental, que en muchos pases requieren cada vez ms declara-ciones y certificaciones medioambienta-les para una variedad de productos.

Informa worldsteel que hay una creciente demanda por parte de consultoras, aca-dmicos, la industria y proveedores de bases de datos para obtener informacin del LCI para diferentes productos de ace-ro en las siguientes aplicaciones: cons-truccin, embalaje, hogar, transporte, maquinaria, puentes, automviles, dise-o de producto y otros productos manu-

medio ambiente

facturados con acero. Anualmente, ms de 200 de estas solicitudes son revisa-das por la Gerencia de LCA de worldsteel para responder a pedidos que le hacen llegar por medio de un formulario espe-cial en lnea[7].

Es evidente, entonces, que la industria del acero a travs de worldsteel est constantemente mejorando la tecnologa de medicin, documentacin y difusin.

Asimismo, se sigue extendiendo el alcan-ce en diferentes dimensiones y en cada recoleccin participan ms plantas de diferentes regiones del mundo. Los resul-tados obtenidos requieren una interpreta-cin tanto global como regional, por ello es importante que la industria latinoame-ricana del acero se incorpore ms activa-mente en las iniciativas de LCA.

Los estudios de LCA siempre deberan estar situados dentro de un contexto de desarrollo sustentable ms amplio. Por esta razn, worldsteel forma parte de la iniciativa Life Cycle Initiative (LC Ini) del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) desde 2010. Dentro de esa iniciativa ha aportado en la conexin de los conceptos con aplica-ciones reales mediante el programa de WorldAutoSteel[8].

La Industria del Acero de Amrica Latina y el LCA

Una oportunidad para los especialistas en medio ambiente y en temas de sus-tentabilidad de Latinoamrica se presen-ta en la prxima reunin del grupo de ex-pertos en LCA de worldsteel en Buenos Aires, que tentativamente se realizar con el auspicio de Ternium y Tenaris, dos em-presas asociadas a Alacero, el 24 y 25 de octubre de 2012.

La industria latinoamericana de acero est preocupada por el uso sustentable de recursos naturales y a travs de Alace-ro y sus asociados acompaa y colabora con la entidad global worldsteel en estas iniciativas.

[3] worldsteel: Providing the basis for LCA studies, presentation Clare Broadbent, April 2011. [4] worldsteel: Environmental case studies, 2008, en:http://worldsteel.org/publications/case-studies.html [5] worldsteel: Life Cycle Inventory Database for Steel Industry Products: Checklist to evaluate the quality of an LCA study, en:http://worldsteel.org/

dms/internetDocumentList/downloads/steel-by-topic/worldsteel_LCA_checklist_Feb2011/document/LCA%20checklist%2002-2011.pdf [6] worldsteel: Life Cycle Inventory Database for Steel Industry Products Policy Statement, en: http://worldsteel.org/dms/internetDocumentList/down-

loads/steel-by-topic/worldsteel_LCA_Policy-Statement_Feb2011/document/LCA%20Policy%20Statement%2002-2011.pdf [7] worldsteel: Life Cycle Inventory (LCI) request form, en: http://worldsteel.org/contact-us/lca-lciForm.html [8] http://worldsteel.org/media-centre/press-releases/2010/worldsteel-unep.html