Definición de la unidad funcional e implicacionesen el ACV

Ivan Muñoz, Joan Rieradevall, Xavier DomènechInstitut de Ciència i Tecnologia AmbientalsUniversitat Autònoma de Barcelonai

Red temática “Análisis del Ciclo de Vida”

Universidad Politécnica de Valencia

INTRODUCCIÓN

Necesidad de una UF

El ACV nace 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 éste ejerce

Para poder comparar diferentes productos o sistemas debemos identificar su función y poder cuantificarla

Ejemplo

Dos productos distintos no se comparan directamente, sino que se toma el servicio como base de comparación

Vidrio

HDPEvs.

“Distribuir 1 millón de litros

de leche”

“1 millón de envases para

distribuir leche”

Definiciones

Función del sistema

Tarea/s que le corresponde desempeñar

Unidad funcional

Cuantificación de las funciones del sistema consideradas en el estudio

Flujo de referencia

Cantidad de producto o de servicio necesario para satisfacer la unidad funcional

Unidad funcional

Flujo de referencia

Ejemplo

Aspectos a incluir en la UF

La UF debe incluir una cuantificación, teniendo en cuenta la duración del servicio, así como unos requerimientos de calidad

Producto Cuantificación Duración Requerimientos

Envase para huevos

Envases necesarios para el consumo medio por habitante en España

1 año Máximo de huevos rotos por cada mil

Bomba Proporcionar 5 m3 de agua por hora con una presión de 1,5 bar

5000 horas durante 10 años

Estanqueidad, autocebado

Pintura Protección de 1 m2 de superfície de madera en exterior, orientada al oeste y expuesta a sol y lluvia

10 años Sin goteo

Refrigerador

200 litros de capacidad refrigerados a 5ºC habiendo una temperatura ambiente de 25ºC

13 años Precisión en el control de temperatura, reevaporación del agua generada por la escarcha

Dificultades en la definición de la UF

En ACV no comparativos no existen problemas; una unidad física es válida

En ACV comparativos es necesaria una unidad de tipo funcional, que plantea más problemas

– Durabilidad: nuevos productos, hábitos del consumidor

– Multifuncionalidad: multientrada, coproducción, reciclaje

– Funciones cualitativas: aspectos estéticos u otros difícilmente conmensurables

CASO PRÁCTICODefinición de la UF en un estudio sobre tratamiento de aguas residuales

Objetivos y alcance

El objetivo del estudio es comparar tratamientos para la detoxificación de efluentes de blanqueo de pasta de papel, mediante procesos avanzados de oxidación (PAOs)

Los PAOs se basan en la producción insitu de radicales hidroxil (OH·) para la degradación de compuestos orgánicos persistentes

Objetivos y alcance

Los PAOs analizados son– Fotocatálisis heterogénea– Ozonización– Foto-Fenton

Así como combinaciones de estos grupos (en total 6 alternativas)

Los datos utilizados proceden de un estudio previo de laboratorio

Objetivos y alcance

0

10

20

30

40

50

60

70

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

Time (min)

TOC

rem

oved

(%

)

Photocatalysis 2 g/litre TiO2

Photocatalysis 2 g/litre TiO2 + 500 ppm H2O2

Photocatalysis 2 g/litre TiO2 + 500 ppm H2O2 + 20 ppm Fe2+

Fenton and Photo-fenton 20 ppm Fe + 500 ppm H2O2

Ozone

Ozone+UVA

El efluente fue sometido a una hidrólisis básica, acidificación (pH 3) y tratamiento durante 3 horas

Caracterización inicial del agua:Parámetro Valor pH 10,6 TOC (mg/dm3) 441 COD (mg/dm3 O2) 1.384 Color (mg/dm3 Pt) 197

Objetivos y alcance

Affluent Effluent Pre-treatment AOP Post-treatment

Energy production

Reagent production

Catalyst production

Energy

Resources

Emissions

System boundaries

El sistema incluye la producción de energía (electricidad) y los diferentes productos químicos consumidos (FeCl3, H2O2, TiO2, O2)

Definición de la UF

Función del sistema

Destruir los compuestos orgánicos persistentes (TOC) presentes en el agua residual

Problema de comparabilidad

Prácticamente todos los tratamientos presentan una eficiencia de eliminación de TOC distinta (15%-69%)

Definición de la UF

Unidad funcional InconvenienteUn volumen de agua a tratar

Incomparabilidad en cuanto a las características del agua tratada

Una cantidad de contaminantes a destruir

Incomparabilidad en cuanto al volumen tratado

Una cantidad de contaminantes a destruir en un determinado volumen de agua

Los tratamientos que no alcancen el umbral quedan excluidos

CONCLUSIONES

Conclusiones

La UF es un concepto central en ACV, ya que:

– Es la base para el cálculo de entradas y salidas– Permite tratar de forma equivalente a sistemas

alternativos de cara a su comparación

Las principales dificultades en su definición están relacionadas con:

– Durabilidad de los productos– Multifuncionalidad– Funciones cualitativas

En caso de dificultad o incertidumbre a la hora de definir una UF satisfactoria, es aconsejable utilizar más de una para obtener unos resultados más robustos

Bibliografía

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– Smith, J. (2003): “Specifying Functional Units and Reference Flows for Comparable Alternatives”. Int J LCA (Online First): 13

– Ruhland, A; Striegel, G; Kreisel, G. (2000): “Functional Equivalence of Industrial Metal Cleaning Processes”. Int J LCA 5 (3) 127-133

– Haas, G; Wetterich, F; Geier, U. (2000): “Life Cycle Assessment Framework in Agriculture on the Farm Level”. Int J LCA 5 (6) 345-348

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Ivan Muñoz, Joan Rieradevall, Xavier DomènechInstitut de Ciència i Tecnologia AmbientalsUniversitat Autònoma de Barcelona

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