análisis de ciclo de vida y cambio climático · profile analisis” (repa) (hunt y franklin,...
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Dra. Leonor Patricia Güereca Hernández
Análisis de Ciclo de Vida y Cambio Climático
El desarrollo de las sociedades humanas se ha basado en los sistemas naturales, que han sido fuente de recursos y sumidero de residuos, pero a medida que los pueblos fueron creciendo e industrializándose, la explotación de los ecosistemas se volvió intensiva, generando importantes problemas ambientales.
A partir de los años 1960’s el ambiente natural comienza a ser considerado en la toma de decisiones; pero no de una forma global, sino abordando problemas ambientales específicos, lo cual no representa una solución a largo plazo porque sólo se logran trasladar los efectos ambientales entre áreas geográficas, vectores (aire, agua, suelo) o a través del tiempo.
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
Introducción
En 1997, surge de manera formal, el Análisis del Ciclo de Vida (ACV); se trata de una herramienta que permite evaluar los impactos ambientales de productos o servicios de una forma global porque considera todas las etapas del ciclo de vida, desde la extracción de las materias primas hasta su disposición final y toma en cuenta todos los vectores involucrados.
Esta característica ha hecho del ACV, una herramienta fundamental en la evaluación de los impactos ambientales y un importante apoyo en la toma de decisiones ambientalmente responsables.
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Introducción
Antecedentes del
Análisis del Ciclo de Vida.
1969 H. Teasley, visualizó un estudio en el que se pudiera cuantificar la
energía, los materiales y las consecuencias ambientales a lo largo del ciclo
de vida de varios envases de Coca Cola : “Resources and Environmental
Profile Analisis” (REPA) (Hunt y Franklin, 1996).
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
El Análisis del Ciclo de
Vida es una herramienta
metodológica que
permite evaluar los
potenciales impactos
ambientales asociados
a un producto o
servicio, desde la
extracción de las
materias primas hasta
su disposición final,
tomando en cuenta
todos los medios
involucrados.
Estructura de ACV
Interpretación
Definición
del objetivo
y alcance
Análisis del
inventario
Evaluación
del impacto
Aplicaciones directas:
-Desarrollo y mejora del
producto
-Planificación estratégica
-Política pública
-Marketing
-Otros
Estructura de ACV
Interpretación
Definición
del objetivo
y alcance
Análisis del
inventario
Evaluación
del impacto
Aplicaciones directas:
-Desarrollo y mejora del
producto
-Planificación estratégica
-Política pública
-Marketing
-Otros
¿Qué?¿Cómo?
¿Para qué?¿Para quién?¿Para dónde?
¿Para qué período?
Unidad funcional:
Cantidad de productos ó servicios, necesarios para cumplir la
función que se compara.
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Uso,
mantenimiento
Manufactura
producto
Procesamiento
material
Extracción
materia prima
Disposición
Materiales
Energía
Materiales
Energía
Materiales
Energía
Materiales
Energía
Materiales
Energía
Residuos
Subproductos
Residuos
Subproductos
Residuos
Subproductos
Residuos
Subproductos
Residuos
Subproductos
Evaluación del
Impacto del
Ciclo de Vida
(EICV)
I
N
V
E
N
T
A
R
I
O
I
N
V
E
N
T
A
R
I
O
INDICADOR
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Evaluación del Impacto del
Ciclo de Vida (EICV)
ClasificaciónCaracterización
Perfil de ImpactosAmbientales
CO 2
CH 4
CFC
SO 2
NO x
NH 4
...
...
...
Factor Caracterización
...
CO2
CH4
CFC
SO2
NOx
NH4
AcidificaciónFactor Caracterización
Factor Caracterización
Cambio ClimáticoX
X
X
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Aplicaciones de ACV
Diseño o rediseño de productos
Selección de materiales
Planeación estratégica
Políticas públicas
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Inventarios de Emisiones
GEI
Se refiere a las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI), cuantificadas en emisiones de dióxido de carbono equivalente (CO2
equivalentes), que son liberadas a la atmósfera por una actividad o por un producto
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Análisis de Ciclo de Vida de un restaurante: modelo tradicional o con tecnologías ecológicas y
practicas sustentables.
Caso de estudio “El Silo”.Gabriel Gutiérrez García, Víctor Herrera Bello, Patricia Güereca
CML2000-Acidificación del Aire
10.23
1.37
0
2
4
6
8
10
12
g eq SO2
Restaurante Tradicional
Restaurante Sostenible
CML2000-Eutroficación
1.42
0.29
0
0
0
1
1
1
1
1
2
g eq PO4 3
Restaurante Tradicional
Restaurante Sostenible
CML2000-Toxicidad Humana
213.94
16.61
0
50
100
150
200
250
g eq 1.4-DCB
Restaurante Tradicional
Restaurante Sostenible
IPCC-Efecto Invernadero (directo en 20 años)
1500.70
191.16
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
g eq CO2
Restaurante Tradicional
Restaurante Sostenible
CML-Agotamiento de recursos no renovables
0.000000000000
00219
0.000000000000
00024
0
0
0
0
0
0
frac of reserve
Restaurante
Tradicional
Restaurante Sostenible
CML2000-Acidificación del Aire
10.23
1.37
0
2
4
6
8
10
12
g eq SO2
Restaurante Tradicional
Restaurante Sostenible
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Análisis comparativo del uso de gasolina y una
mezcla al 10 porciento de etanol y gasolina, E10.
Janine Nuñez Cruz, Claudia Santos Montes, Patricia Güereca Hernández
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a) Acidification
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Recycled Virgin
g H
+
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
b) Depletion stratosphic ozone
0
1
2
3
4
5
6
7
Recycled Virgin
g e
q C
FC
-11
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
c) Eutrophication
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Recycled Virgin
g e
q P
O4
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
d) Greenhouse effect
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
Recycled Virgin
g e
q C
O2
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
Fiber generation White paper fabrication
Waste paper collection Transportation
Clasif ication De-ink
Tissue fabrication Package
Distribution Sanitary landfill
0%20%40%60%80%100%
Recycled Virgin
Fiber generation White paper fabrication Waste paper collection Transportation
Clasification De-ink Tissue fabrication Package
Distribution Sanitary landfill
a) Human toxicity
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
Recycled Virgin
g e
q 1
,4-D
CB
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
b) Photo-oxidants formation
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Recycled Virgin
g e
tileno
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
c) Terrestrial toxicity
0
500
1000
1500
2000
Recycled Virgin
g e
q 1
,4-D
CB
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
d) Fossil fuel extraction damage
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Recycled Virgin
MJ
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Recycled Virgin
Fibre generation White paper fabrication
Waste paper collection Transportation
Clasif ication De-ink
Tissue fabrication Package
Distribution Sanitary landfill
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
Instituto de Ingeniería - UNAM.
International Development Research Center (IDRC).
Water and Sanitation: Latin American and Caribbean cities adapting to climate change by making better
use of their available bio-energy resources
Proyecto Agua-Saneamiento y Cambio Climático (PASACC)
Dr. Adalberto Noyola Robles
Dr. Juan Manuel Morgan Sagastume
Dra. Patricia Güereca Hernández
M. en I. Liliana Romero Casallas
M. en I. Margarita Cisneros Ortiz
M. en C. Alejandro Padilla Rivera
Objetivos
Evaluar las tecnologías de tratamiento de aguas mas representativas de América Latina y el Caribe,
considerando aspectos técnicos, económicos, ambientales y sociales; para posteriormente proponer estrategias de
mitigación y apoyar la toma de decisiones.
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Determinar los impactos ambientales de las
tecnologías de tratamiento de aguas mas
representativas de América Latina y el Caribe,
mediante Análisis de Ciclo de Vida.
Objetivo del Análisis de Ciclo de
Vida
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Análisis de Ciclo de Vida.
Definición de objetivos y alcance
Pre-
tratamiento
Tratamiento
primario
Tratamiento
secundario
Lodos
Agua
residual
Agua
tratadaEntrada
Descarga de agua parcialmente tratada a cuerpos de agua
Transporte y tratamiento de residuos sólidos
Producción de reactivos químicos
Transporte de reactivos químicos
Generación y uso
de electricidad
Deodori
zación
Generación y uso
de combustibles
Generación y uso
de electricidad
Generación y uso
de combustibles
Uso de aguaEmisiones
Descargas
Residuos
Extracción de materia prima, manufacturay transporte de equipo
Emisiones Descargas ResiduosSemana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
To compare the environmental impacts of two wastewater technologies used in small plants.
•Technologies:
•Activated sludge (Urban area, Distrito Federal)
•Stabilization lagoons (Rural area, Estado de México)
•Flow
• Activated sludge = 12 l/s
•Stabilization lagoons = 18 l/s
Análisis de Ciclo de Vida.
Definición de objetivos y alcance
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Análisis de Ciclo de Vida.
Inventario
Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
• Acidificación
• Eutroficación
• Formación de foto-oxidantes
• Emisiones de Gases de Efecto Invernadero
• Toxicidad acuática
• Efectos carcinogénicos
• Efectos respiratorios
• Extracción de combustibles fósiles
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Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Lodos Activados Laguna de estabilización
Eutrophication t eq PO4
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Eutroficación t eq PO4
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Lodos Activados Laguna de estabilización
Photo-oxidants formationt eq etileno
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Formación de foto-oxidantes t eq etileno
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
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Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Lodos Activados Laguna de estabilización
Greenhouse Gases Emissionst eq CO2 (100 años)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Gases de efecto invernadero t eq CO2 (100 años)
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
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Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Lodos Activados Laguna de estabilización
Acidification t H+
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Acidificación t H+
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
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Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
0.000001
0.000002
0.000003
0.000004
0.000005
0.000006
0.000007
Lodos Activados Laguna de estabilización
Carcinogenic effectst eq 1,4 DCB
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
0.0000002
0.0000004
0.0000006
0.0000008
0.000001
0.0000012
Lodos Activados Laguna de estabilización
Respiratory effects DALY
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Efectos respiratorios DALY
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
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Análisis de Ciclo de Vida.
Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Lodos Activados Laguna de estabilización
Fossil fuels extraction GJ
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Extracción de combustibles fósiles GJ
Vertido Purga CB
Bomb Agua Trat Cloro
Dig Lodos Clarificador
Reactor biológico Soplador
Primario Disp Lodos
Lechos Lag Maduración
Lag Facultativa Lag Anaeróbica
Biodigestor Cárcamo bombeo
Pretrata
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lodos Activados Laguna de estabilización
Operación
Fabricación de equipo
Obra civil
Semana Verde Instituto de Ingeniería UNAM Junio del 2011
El cambio climático es una categoría de impacto altamente
relevante por su carácter global y con efectos irreversibles; sin
embargo no debería se de ser usada como el único criterio para la
toma de decisiones ambientalmente responsables, debido a que
hay otros impactos ambientales que pueden generar daños muy
importantes a nivel local y en plazos de tiempo cortos.
Conclusiones
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¡Gracias!
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