SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 124
Descargar para leer sin conexión
Observatorio Industrial del Sector
Fabricantes de Automóviles y Camiones
DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA PARA LA
REALIZACIÓN DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
DE AUTOMÓVILES Y CAMIONES
METODOLOGÍA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 1
FECHA: 18 ene 2011
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA I
INDICE
2.
IM
.
AN
2.
3.
3.
AS
.
PL
.
4.
EL
.
EC
.
.
INDICE............................................................................................................................. I
RESUMEN DEL TRABAJO ........................................................................................... III
1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................... 1
PRINCIPALES IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS VEHÍCULOS ...................... 3
2.1. PACTOS AMBIENTALES RELACIONADOS CON LOS VEHÍCULOS....... 3
2.1.1. Efecto invernadero...................................................................................... 5
2.1.2. Efecto de las emisiones sobre el ozono.................................................... 11
2.1.3. Acidificación .............................................................................................. 12
2.1.4 Ruido......................................................................................................... 14
2.2. BASES DE DATOS AMBIENTALES ............................................................ 17
2.3. ÁLISIS DE CICLO DE VIDA .................................................................... 19
2.3.1. Fundamentos del Análisis de Ciclo de Vida.............................................. 19
3.2. Objetivos y fases del Análisis de Ciclo de Vida ........................................ 21
Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040).......................................... 23
Paso 2: Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV) ......................................... 23
Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV) .................................... 26
Paso 4: Interpretación de los resultados............................................................... 28
Paso 5: Elaboración del informe final ................................................................... 29
Paso 6: Revisión crítica ........................................................................................ 29
ECODISEÑO ........................................................................................................ 30
3.1. CONCEPTO DE ECODISEÑO ..................................................................... 30
2. PREPARACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO .................................. 31
A. Selección del equipo de trabajo ....................................................................... 32
B. Factores motivantes para el Ecodiseño (Driving Forces)................................. 32
C. Selección del producto..................................................................................... 32
D. Definición de objetivos ..................................................................................... 33
3.3. SITUACIÓN DE PARTIDA............................................................................ 33
3.4. PECTOS DE MEJORA MEDIOAMBIENTAL ........................................... 36
3.4.1. Vehículo en general .................................................................................. 37
3.4.2. Elementos estructurales y externos.......................................................... 39
3.4.3. Sistemas de tracción y guiado .................................................................. 40
3.4.4. Sistemas de propulsión............................................................................. 42
3.4.5. Interiores ................................................................................................... 46
3.4.6 Sistemas de gestión y alimentación eléctrico-electrónica......................... 47
3.5. AN DE ACCION PARA EL ECODISEÑO................................................. 48
3.5.1. Integración del Ecodiseño en la norma ISO 9001..................................... 48
3.5.2. Integración del Ecodiseño en la norma ISO 14000................................... 49
3 6. EVALUACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO.......................................... 50
ECOETIQUETADO............................................................................................... 52
4.1. ECOETIQUETADO Y SUS TIPOS.......................................................... 52
4.1.1. Ecoetiquetas Tipo I: ISO 14024 ................................................................ 52
4.1.2. Autodeclaraciones ambientales Tipo II: ISO 14021.................................. 53
4.1.3. Declaraciones ambientales de producto Tipo III: ISO 14025.................... 53
4.1.4 Productos y servicios distinguidos con la etiqueta europea...................... 54
4.2. OETIQUETADO EN LA INDUSTRIA DEL AUTOMÓVIL......................... 55
4.2.1. Real Decreto 837/2002 ............................................................................. 55
4.2.2. Guía de consumos y emisiones del IDAE................................................. 57
4.2.3. Etiquetado energético de la EPA .............................................................. 57
4.2.4 Fin de vida útil........................................................................................... 59
4 3. CONSIDERACIONES SOBRE EL ECOETIQUETADO................................ 61
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA II
5.
CI
.
G
. ............. 87
M
6.
DE
.
.
7.
.
. 110
NI
3
.... 114
superior (60 horas) ................................................................................................. 115
IMPACTO DE LOS VEHÍCULOS EN SU CICLO DE VIDA .................................. 62
5.1. CLO DE VIDA DE LOS VEHÍCULOS........................................................ 62
5.1.1. Etapa de obtención y tratamiento de materias primas, etapa de fabricación
y distribución............................................................................................................. 64
5.1.2. Etapa de uso............................................................................................. 72
5.1.3 Etapa de fin de vida .................................................................................. 72
5.2. CARACTERIZACIÓN DE LA CARGA AMBIENTAL DE LOS VEHÍCULOS A
LO LAR O DE SU CICLO DE VIDA ........................................................................ 73
5.2.1. Impactos en la etapa de obtención y tratamiento de materias primas, etapa
de fabricación y distribución. .................................................................................... 73
5.2.2. Impactos en la etapa de utilización........................................................... 80
5.2.3 Impactos en la etapa de fin de vida .............................................
5.3. RESUMEN DE ESTRATEGIAS PARA MINIMIZAR EL IMPACTO
A BIENTAL DE LOS VEHÍCULOS ......................................................................... 90
HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA............. 94
6.1. SCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES HERRAMIENTAS......................... 94
6.1.1. Programa Eco-It........................................................................................ 94
6.1.2. Programa SimaPro.................................................................................... 95
6.1.3. Programa ECOSCAN................................................................................ 97
6.1.4. Programa TEAM ....................................................................................... 97
6.1.5. Programa IDEMAT.................................................................................... 98
6.1.6. Programa UMBERTO ............................................................................... 99
6.1.7 Programa GaBi ....................................................................................... 100
6 2. EVALUACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS ................................................. 101
CONCLUSIONES Y PROPUESTAS .................................................................. 103
7.1. CONCLUSIONES GENERALES ................................................................ 103
7.2. CONCLUSIONES ESPECÍFICAS............................................................... 104
7.3. PROPUESTAS GENERALES .................................................................... 108
7 4. PROPUESTAS ESPECÍFICAS................................................................... 108
8. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................
ANEXO 1: PROPUESTA DE PROGRAMAS FORMATIVOS PARA DIFERENTES
VELES EDUCACIONALES..................................................................................... 113
Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de ESO (10 horas).......................... 11
Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de Bachillerato y FP de grado medio
(30 horas) ...........................................................................................................
Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de Universitarios y FP de grado
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA III
RESUMEN DEL TRABAJO
Como continuación de un trabajo realizado en 2009 sobre las implicaciones de la
Estrategia Española de Movilidad Sostenible, se ha planteado el presente trabajo
orientado a identificar las metodologías de Análisis de Ciclo de Vida posibles, definir y
concretar los conceptos relevantes, considerar los impactos más importantes y
proponer actuaciones relacionadas con el ACV aplicada al sector de fabricación de
vehículos.
Por ello, se plantea un primer punto de identificación y revisión de las metodologías y
de las fuentes de datos cuantitativos (consumos de energía, emisiones, otros
impactos) necesarios para los análisis. La visión que se busca es global, considerando
emisiones de CO2, otras emisiones (compuestos volátiles, CO, HC, NOx, partículas),
efluyentes, residuos.
Los objetivos de la actuación son:
Identificar las metodologías existentes de evaluación del impacto
medioambiental y su aplicación al sector de la automoción.
Definir los conceptos y metodologías relacionadas con el Ecodiseño.
Evaluar las posibilidades para realizar un etiquetado ecológico en el Sector.
Identificar los principales elementos del medio ambiente afectados por el
Sector y planteamiento de estrategias para su minimización, en las fases de
fabricación, utilización y final de vida de los vehículos.
Analizar y comparar las diferentes herramientas informáticas de aplicación del
Análisis de Ciclo de Vida.
En el informe se han considerado los tipos impactos ambientales, las diferentes
metodologías existentes para su evaluación, bases de datos medioambientales y
herramientas existentes para la realización de un Análisis de Ciclo de Vida.
Se describe el árbol de procesos relacionados con los vehículos, identificando las
etapas de su ciclo de vida, consistentes en fabricación, utilización y gestión del final de
su vida. El Análisis de Ciclo de Vida en su conjunto se compone de las siguientes
fases específicas:
1. Definición del objetivo y el alcance del estudio
2. Análisis de de inventario de ciclo de vida (ICV)
3. Evaluación de impactos de ciclo de vida (EICV)
4. Interpretación de los resultados
5. Elaboración del informe final
6. Revisión crítica
En el documento se describen en detalle las características de cada una de estas
fases.
El Ecodiseño tiene como base el Análisis de Ciclo de Vida, ya que permite evaluar los
aspectos ambientales de un producto o servicio, permitiendo la propuesta de mejoras
medioambientales (estrategias de Ecodiseño) simulando diferentes diseños con los
consiguientes planes de mejora.
Mediante el Análisis de Ciclo de Vida del automóvil, se puede comparar las mejoras
medioambientales que tienen lugar con la introducción de nuevas tecnologías “más
limpias” (vehículos híbridos, eléctricos, desarrollo de nuevos materiales, etc.). En este
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA IV
documento se presentan algunas de estas estrategias y se valora de manera
cualitativa la mejora ambiental que representa.
En base a ello, se proponen unas directrices para la realización de Análisis de Ciclo
de Vida en el sector de la Automoción, haciendo especial mención a la evaluación de
los impactos más significativos de este sector.
Respecto a las herramientas informáticas, se hace una revisión de las más
empleadas actualmente, indicando sus principales características y aplicaciones. Se
concluye que la utilización de una u otra dependerá de cada caso de estudio y que
deberá ser seleccionada en función de los factores que se describen en este informe.
Por las características que se han descrito, respecto al análisis del ciclo de vida en el
sector de la Automoción, se destacan los programas de ACV: GaBi o SimaPro como
los más indicados para su empleo en este Sector.
Finalmente, se incluyen una tabla que resume de forma semicuantitativa los impactos
que las diferentes tecnologías relacionadas con los vehículos tienen en cuanto a:
o Ahorro de combustible y energía
o Reducción de emisiones a la atmósfera
o Reducción del ruido
o Ahorro de materias primas
o Reducción de residuos
considerando también los aspectos de: Dificultad de Desarrollo, Plazo de Desarrollo y
Necesidad de Nuevas Infraestructuras.
Entre las propuestas más importantes, se indican las siguientes:
o Consideración y utilización sistemática del Análisis del Ciclo de Vida de los
vehículos en su conjunto y de sus componentes y sistemas, en las condiciones
de fabricación, utilización y final de vida útil correspondientes a la industria en
España.
o Realización de análisis específicos relacionados con los elementos de los
nuevos sistemas de propulsión (baterías, convertidores de energía, motores),
utilización de nuevos materiales, sistemas de comunicaciones, sistemas de
ayuda a la conducción, etc.
o Realización de una aproximación a la situación de otros países que no
potencian de la misma manera el respeto al Medio Ambiente.
o Introducción sistemática del eco-diseño para los sistemas y el vehículo en su
conjunto.
o Fomento de los proyectos de I+D conjuntos entre empresas del sector,
empresas de otros sectores, centros tecnológicos y universidades, orientadas a
la utilización del ACV y orientados al Ecodiseño.
o Organización en las empresas de unidades específicas para la evaluación
de los impactos ambientales y la mejor utilización de la energía en los
procesos de fabricación.
o Difusión del significado del etiquetado energético de los vehículos.
o Análisis de otras alternativas para la calificación energética de los vehículos.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA V
o Desarrollo de la normativa y procedimientos para la evaluación de los
vehículos trabajando con nuevos sistemas de tracción (eléctricos, híbridos, pila
de combustible) y combustibles alternativos, en términos de consumo,
emisiones de CO2, seguridad, etc.
o Adaptación de los programas formativos de las Universidades, Formación
Profesional y ESO para dar a conocer la importancia del Análisis de Ciclo de
Vida y el Ecodiseño. En el Anexo 1 de este documento se hace una propuesta
de los objetivos y los programas de formación adaptados a cada uno de los
niveles educativos.
El presente trabajo ha sido realizado por el Grupo de Trabajo de Automoción de
FEDIT coordinado por la Fundación CIDAUT, contando con la colaboración directa de
los Centros IAT, IBV, ROBOTIKER y TEKNIKER.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA VI
AGRADECIMIENTOS
Los autores del estudio, pertenecientes al Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT,
desean agradecer la inestimable ayuda prestada por diversos expertos que han
revisado el borrador final del documento, cuyas sugerencias han contribuido a precisar
y concretar diversos aspectos del mismo. Entre otros debemos mencionar a los
siguientes: D. Eduardo González, D. Fernando Acebrón, D. Jesús Casanova, D.
Miguel Fraile, y D. Salvador Capuz.
Agradeciendo la colaboración, sólo los autores del documento son responsables de los
posibles errores u omisiones que pueda haber en el mismo.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA VII
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 1/124
1. INTRODUCCIÓN
En el año 2009, el Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT realizó un estudio para
analizar las implicaciones que la Estrategia Española de Movilidad Sostenible
(EEMS) tiene sobre el sector de fabricantes de automóviles y camiones en España.
En dicho documento se realizaron diversas propuestas generales que implican a la
industria de fabricantes de automóviles y camiones, a los agentes de I+D y a las
Administraciones. Dentro del Área de la EEMS denominada Cambio climático y
reducción de la dependencia energética, si bien los efectos afectan a todas las
áreas de la EEMS, se hizo una propuesta específica, relacionada con la utilización del
Análisis del Ciclo de Vida (ACV).
Se proponía que este Análisis debe extenderse a los vehículos en su conjunto y a sus
componentes y sistemas, así como a las diversas fases: fabricación, utilización y final
de vida. Además se deben considerar también los posibles efectos que determinadas
medidas incluidas en la EEMS pueden tener sobre la utilización de los vehículos en
condiciones no previstas inicialmente, como por ejemplo la limitación de la velocidad a
valores muy bajos en áreas urbanas (fuera de los rangos previstos de funcionamiento
de los motores térmicos), el empleo de resaltes en las vías para reducir esta velocidad,
etc.
Analizadas las diversas posibilidades que existen para realizar el Análisis del Ciclo de
Vida, se ha visto que es un tema abierto, sin que exista por el momento consenso
sobre las metodologías más idóneas. Como consecuencia se ha planteado un trabajo
orientado a identificar las metodologías posibles, definir y concretar los conceptos
relevantes, considerar los impactos más importantes y proponer actuaciones
relacionadas con el ACV.
Por ello, se plantea un primer punto de identificación y revisión de las metodologías y
de las fuentes de datos cuantitativos (consumos de energía, emisiones, otros
impactos) necesarios para los análisis. La visión que se busca es global, considerando
emisiones de CO2, otras emisiones (compuestos volátiles, CO, HC, NOx, partículas),
efluyentes, residuos.
Los objetivos de la actuación son:
Identificar las metodologías existentes de evaluación del impacto
medioambiental y su aplicación al sector de la automoción.
Definir los conceptos y metodologías relacionadas con el Ecodiseño.
Evaluar las posibilidades para realizar un etiquetado ecológico en el Sector.
Identificar los principales elementos del medio ambiente afectados por el
Sector y planteamiento de estrategias para su minimización, en las fases de
fabricación, utilización y final de vida de los vehículos.
Analizar y comparar las diferentes herramientas informáticas de aplicación del
Análisis de Ciclo de Vida.
Los beneficios esperados de esta actuación tienen varias direcciones:
- Conocer las metodologías más adecuadas para evaluar el Análisis del Ciclo
de Vida y en relación con el Ecodiseño.
- Identificar las oportunidades de nuevos desarrollos por parte de los
fabricantes de vehículos en relación con el Análisis de Ciclo de Vida.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 2/124
- Orientar la formación específica que pueda ser necesaria para mejorar la
cualificación del personal de las unidades de I+D y de proyectos de las
empresas.
El presente trabajo ha sido realizado por el Grupo de Trabajo de Automoción de
FEDIT coordinado por la Fundación CIDAUT, contando con la colaboración directa de
los Centros IAT, IBV, ROBOTIKER y TEKNIKER.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 3/124
2. PRINCIPALES IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS
VEHÍCULOS
2.1. IMPACTOS AMBIENTALES RELACIONADOS CON
LOS VEHÍCULOS
Según la Norma ISO 14001, se definen los aspectos ambientales como los
elementos de las actividades, productos o servicios de una organización que pueden
interactuar con el medio ambiente. Análogamente los impactos medioambientales se
definen como cualquier cambio en el medio ambiente, sea adverso o beneficiosos,
resultante en todo o en parte de las actividades, productos o servicios de una
organización.
Los impactos ambientales pueden ser clasificados según diferentes criterios, entre los
que destacan:
- Por el carácter: positivos (beneficiosos para el medioambiente) o negativos
(causan daño al medioambiente)
- Por la relación causa-efecto: primarios (efectos causados directamente por
una acción) o secundarios (efectos causados indirectamente por un acción)
- Por el momento en que se manifiesten: latente, inmediato o momento crítico
- Por la interrelación de acciones y/o alteraciones: impactos simples o
acumulativos
- Por la extensión: puntual, parcial, extremo o total
- Por la persistencia: temporal o permanente
- Por la capacidad de recuperación del ambiente: irrecuperable, irreversible,
reversible o fugaz
Según la SETAC (Sociedad de Química y Toxicología Ambiental), el Análisis de Ciclo
de Vida (ACV) es un proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas
a un producto, proceso o actividad. El estudio debe incluir el ciclo completo, teniendo
en cuenta todas las etapas de la vida del mismo, desde la adquisición de materias
primas, fabricación, transporte, uso y fin de vida.
De acuerdo con la SETAC, estas categorías de impacto a considerar en un Análisis
de Ciclo de Vida se engloban en tres grupos principales:
o R: Consumo de recursos naturales
o E: Impactos al ecosistema
o S: Daños a la salud
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 4/124
En la fase de Evaluación de Impactos, una de las fases del Análisis de Ciclo de Vida
que se describirán en detalle más adelante, se deben identificar los impactos
ambientales a considerar en el estudio. Éstos se agrupan en:
Agotamiento de recursos abióticos y energéticos
Uso del suelo
Cambio climático
Agotamiento del ozono estratosférico
Formación de oxidantes foto-químicos
Acidificación
Eutrofización
Toxicidad
Radiaciones
Olor
Ruido
En este trabajo se presenta una revisión de los impactos más significativos del Sector
de Automoción y de las metodologías existentes para su evaluación. En el análisis de
ciclo de vida es muy importante documentar los procedimientos, el alcance del estudio
y las metodologías empleadas, ya que no existen metodologías universalmente
aceptadas y de uso común para muchos de los impactos.
En la presentación de Arrojo de Lamo, ENDESA “la movilidad sostenible y eficiente
como motor de la innovación tecnológica” (Congreso de movilidad sostenible, 2010),
se indica que en España circulan 30 millones de vehículos, en el mundo 800 millones,
y las previsiones indican que esta cifra llegará a los 1.500 millones de vehículos para
el año 2030. El sector transporte depende del petróleo en un 92%.
El transporte tiene múltiples impactos ambientales en todas las escalas geográficas,
algunos de ellos: el cambio climático (escala global), la lluvia ácida (regional), el ruido
y el smog (local). Estos impactos ambientales están estrechamente ligados a los
modos de transporte (aéreo, marítimo y terrestre), a las emisiones generadas y a la
infraestructura del transporte.
Los procesos industriales que hacen posible el transporte también deben ser
considerados, la producción de materias primas, los procesos de fabricación y su
tratamiento fin de vida deben sumarse a la fase de utilización, es decir se debe
analizar todo su ciclo de vida para no correr el riesgo de implementar estrategias
medioambientales incorrectas.
A continuación se describen aquellos impactos principales que se asocian al Sector de
Automoción, así como algunos de los métodos más empleados para su evaluación.
2.1.1.Efecto invernadero
Los impactos que pertenecen a esta categoría derivan de las emisiones de los
llamados Gases de Efecto Invernadero (GEI), que son vapor de agua (H2O), dióxido
de carbono (CO2), metano (CH4), óxido de nitrógeno (N2O) y gases fluorados.
Para garantizar la vida en la Tierra, se precisa un cierto efecto invernadero,
ocasionado por la presencia de vapor de agua y el resto de las sustancias citadas en
la atmósfera. Si no hubiera atmósfera, la temperatura de la superficie terrestre sería de
255 K (-18ºC). Con la atmósfera habitual conteniendo especies que absorben la
radiación infrarroja, la temperatura aumenta unos 33K, siendo atribuible al vapor de
agua, 21 K, al CO2, 7 K, y al ozono, 3 K.
Figura 1. Esquema descriptivo del efecto invernadero como balance entre la
radiación recibida del sol y la re-radiada por la Tierra.
En el caso del CO2 aparece un desequilibrio entre la generación de CO2 por efecto
del uso de combustibles fósiles (creciente) y la absorción por fotosíntesis,
normalmente decreciente por los problemas de deforestación. Como resultado de
este desequilibrio, el CO2 se acumula, aumentando su concentración en la atmósfera
desde un valor en torno a 270 ppm antes de la revolución industrial a valores
claramente superiores a 350 ppm en la actualidad. Esto se considera la principal
causa del calentamiento global de la Tierra, tal como se indica en la Figura 2.
Figura 2. Evolución de la variación de la temperatura y la concentración de CO2
en la Tierra. (Fuente: IHOBE, 2008).
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 5/124
El transporte es fuente de emisiones directas de CO2, N2O y CH4, siendo el CO2 el
más relevante. En España, entre 1990 y 2005 las emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI) procedentes del transporte en España han crecido casi un 80% y
continúan creciendo ya que la introducción de mejoras tecnológicas desde el punto de
vista medioambiental en los nuevos vehículos no compensa el progresivo crecimiento
del número de vehículos y utilización.
En el mismo periodo, las emisiones de CO2, debidas al transporte, se incrementaron
casi en un 77%, dentro de ellas el 84% procedentes del transporte por carretera.
El sector transporte es un gran consumidor de combustibles fósiles, por lo que tiene
gran incidencia en el cambio climático.
Figura 3. Emisiones de CO2 originadas por el transporte. (Fuente: Ministerio de
Medio Ambiente, 2007).
Además de las emisiones de GEI asociadas al uso de los vehículos en el transporte,
es preciso tener en cuenta las emisiones correspondientes a los procesos de
fabricación de los mismos (que serán analizados en el Capítulo 5), así como las
emisiones asociadas a los tratamientos al final de la vida útil.
Hay que tener en cuenta que las emisiones de CO2 son inherentes al uso de
combustibles que contienen carbono en su composición, por lo que la reducción de las
mismas se puede plantear en diversos ámbitos:
EN GENERAL:
o Aumento del rendimiento de las instalaciones de combustión:
calderas, motores, etc.
o Reducción de consumos energéticos: disminución de la intensidad
energética, cambio de hábitos de vida (confort, transporte, bienes de
consumo)
o Empleo de combustibles con menor emisión de CO2: Gas natural,
biocarburantes, hidrógeno (emisión nula si proviene de fuentes
renovables).
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 6/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 7/124
EN INSTALACIONES FIJAS
• CAPTURA (SECUESTRO) DEL CO2 DE LOS GASES DE COMBUSTIÓN:
Tipos de captura:
o Captura de CO2 en pre-combustión
o Captura de CO2 en post-combustión
o Captura de CO2 en oxi-cumbustión
• ALMACENAMIENTO DEL CO2 CAPTURADO:
o Almacenamiento en formaciones geológicas adecuadas
• UTILIZACIÓN DEL CO2: Es posible la utilización, si bien en cantidades muy
pequeñas, en:
o Fuente de carbono para síntesis química
o Tratamiento de aguas residuales
o Gasificación de bebidas
o Congelación de alimentos
o Extracción supercrítica de grasas y aceite
o Soldaduras y moldeados
o Extinción de incendios, refrigeradores o sprays.
En la Tabla 1 se representan las principales ventajas y desventajas de estos tres tipos
de tecnologías relacionadas con la captura de CO2 .
Tabla 1: Resumen de características de las tecnologías que posibilitan la captura
de CO2 (Fuente: Morales y Torres, 2008)
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 8/124
La situación actual de las técnicas de Captura y Almacenamiento de CO2 (conocidas
por las siglas en inglés, CCS) es que se encuentran en un estado muy inicial y a muy
alto coste, siendo en general desconocidos los problemas originados por su
confinamiento a largo plazo. Por otro lado existen dificultades para que el CO2 sea
absorbido en otros sectores industriales a gran escala.
Existe un Proyecto de Ley, que el Consejo de Ministros aprobó su remisión a las
Cortes Generales el pasado 9 de abril, de almacenamiento geológico de CO2. Tiene
por objeto incorporar las disposiciones de la Directiva 2009/31/CE del Parlamento
Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009 relativa al almacenamiento geológico de
CO2 y por la que se modifican la Directiva 85/337/CEE del Consejo, las Directivas
2000/60/CE, 2001/80/CE, 2004/35/CE, 2006/12/CE, 2008/1/CE y el Reglamento (CE)
nº 1013/2006.
Esta tecnología consiste en capturar el CO2 y transportarlo para su almacenamiento
permanente. Para ello, el CO2 es inyectado y confinado en una formación geológica
subterránea adecuada. Según indica el Ministerio de Medio Ambiente en su página
web, se estima que el uso de esta tecnología podría llegar a evitar, en el año 2030,
emisiones que representan del orden del 15% de las reducciones exigidas en la UE.
Una de las metodologías más extendidas para la evaluación de este impacto es el
cálculo de la huella de carbono. La huella de carbono se define como la totalidad de
gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un
individuo, organización, evento o producto (UK Carbon Trust 2008). Ésta se calcula en
emisiones de CO2 equivalente.
Existen diferentes estándares para su cálculo, siendo la PAS 2050 y el Protocolo GHG
los más reconocidos internacionalmente.
El procedimiento PAS 2050 está basado en la metodología de Análisis de Ciclo de
Vida (ISO1040 y 14044:2006), que se describirá más adelante, y en la Norma ISO
14021 de Ecoetiquetado. Por otro lado, incorpora el factor “potencial de calentamiento
global” en las bases de su cálculo, siguiendo las indicaciones de la Norma ISO 14064-
1:2006, cuyo objetivo es dar credibilidad y aseguramiento a los informes de emisiones
y a las declaraciones de reducción de GEI de las organizaciones.
Recientemente, se ha publicado la PAS 2060, que establece los requisitos para la
neutralización del carbono en la empresa.
Tanto la medición y evaluación de la huella de carbono así como su neutralización son
muy importantes para la sostenibilidad de la empresa.
El indicador que se emplea para evaluar este impacto es el ICC (Impacto del Cambio
Climático) o en inglés CCI (Climate Change Impact). Éste se calcula mediante la
expresión siguiente:
i
i
i mPCGICC ⋅= ∑
Donde mi es la masa de la sustancia i expresada en kg y PCG es el potencial de
calentamiento global o en inglés GWP (Global Warming Potential).
El potencial de calentamiento global (PCG) es un factor que se emplea para comparar
emisiones de diferentes gases de efecto invernadero tomando como referencia las
emisiones de CO2. Este factor se calcula mediante la siguiente ecuación:
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 9/124
∫
∫
⋅
⋅
= T
COCO
T
ii
Ti
dttca
dttca
PCG
0
0
)(
)(
22
Este factor relaciona la contribución a la absorción de calor de la emisión de un kg del
gas i y la emisión equivalente de CO2 a lo largo de un tiempo T (20, 100 ó 500 años).
Para estudiar los efectos a corto plazo, se elegirá un tiempo de 20 años. En los
estudios en los que se quiera predecir los efectos a largo plazo, se elegirán tiempos
mas largos (100 años, Tabla 2).
Tabla 2: Potenciales de calentamiento global de algunos gases de efecto
invernadero para un tiempo de 100 años. (Fuente: JRC European Commission,
2007)
Especie Fórmula química GWP100
Dióxido de Carbono CO2 1
Metano CH4 25
Óxido nitroso N2O 298
HFCs - 124-14.800
Hexafluoruro de Azufre SF6 22.800
PFCs - 7.390-12.200
El parámetro a corresponde al calentamiento producido por el aumento de la
concentración del gas y c su concentración en el tiempo t. Por ello, ai es el
calentamiento producido por el aumento de la concentración de un gas i y ci(t) es la
concentración del gas i en el tiempo t.
Estos valores son publicados periódicamente por el Intergovernmental Panel on
Climate Change (IPCC).
Para la estandarización del cálculo y comunicación de la huella de carbono,
actualmente el Comité Técnico de la ISO (International Organization for
Standardization) está trabajando en el borrador de la que será la futura Norma ISO
14067, sobre la “huella ecológica de los productos”. Esta Norma estará basada en las
ISO 14040, ISO 14044 (relativas al análisis de ciclo de vida) e ISO 14025 (relativa a
las etiquetas y declaraciones ambientales), Normas que serán comentadas más
adelante, en los capítulos correspondientes. La futura Norma 14067, que se prevé que
sea publicada a finales del año 2011, constará de dos partes: cuantificación (parte 1) y
comunicación (parte 2).
Igualmente, desde junio de 2009 la ISO está trabajando en el desarrollo de la futura
Norma ISO 14069 para la cuantificación y comunicación de la huella de carbono en la
empresa.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 10/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 11/124
2.1.2.Efecto de las emisiones sobre el ozono
Las emisiones contaminantes gaseosas tienen dos tipos de efecto en relación con el
ozono en la atmósfera, dependiendo de si se considera a baja altitud (troposférico) o a
elevada altitud (estratosférico):
En la troposfera, algunas sustancias gaseosas (hidrocarburos sin quemar)
contribuyen a la creación de ozono, que es perjudicial para la salud.
En la estratosfera, otras sustancias aceleran la descomposición del ozono, que
cumple un función vital como pantalla contra los rayos ultravioleta de alta
energía.
Estos dos efectos se analizan brevemente por separado.
A. Efecto sobre el ozono troposférico
El denominado ozono troposférico, es decir a nivel del suelo, tiene una
comportamiento totalmente diferente del estratosférico, considerándose en general
perjudicial, ya que experimenta reacciones con los compuestos nítricos y con los
hidrocarburos sin quemar de la forma siguiente:
O3 + 3 HC → HCO·
apareciendo radicales libres muy reactivos, que atacan los plásticos y las gomas.
En presencia de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles, se produce una
concentración de ozono denominada smog fotoquímico.
Con NO Con COVs
NO2+rad→NO+O
O+O2→O3
O3+NO→O2+NO2
COVs+NO→NO2+RO·
Las sustancias capaces de generar el ozono troposférico se conocen como
precursores del ozono.
B. Efecto sobre el ozono estratosférico
La capa de ozono estratosférico (30-40 km altitud) actúa como filtro de las radiaciones
ultravioletas procedentes del Sol. La disminución de la capa de ozono (O3)
estratosférico que protege a la Tierra provoca el aumento del índice de cáncer en la
piel y el perjuicio en los sistemas naturales y artificiales. La mayoría de los cloruros y
bromuros procedentes de compuestos clorofluorocarbonados (CFC, usados como
fluidos refrigerantes y propelentes) y otras fuentes son los causantes de esto.
El efecto que producen estos compuestos es el de reaccionar con las moléculas de
ozono estratosférico, de acuerdo con el siguiente esquema general:
Sin CFC Con CFC
O2+rad UVA→O+O
O+O2→O3
O3+rad UVA→O+O2
O3+O→2O2
CFC + rad UVA → Cl + otros
Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2
siendo las reacciones de destrucción de O3 en presencia de CFC muchísimo más
rápidas.
Para evaluar el efecto de las emisiones destructoras del ozono, se emplea el Indicador
del Agotamiento de Ozono (IAO), que se calcula como la suma de los Potenciales de
Agotamiento de Ozono (PAO) para las diferentes sustancias multiplicados por la masa
(en kg) de cada una de ellas:
i
i
i mPAOIAO ⋅= ∑
El impacto se expresa en unidades relativas al efecto que produce un kg de CFC-11.
El potencial de agotamiento del ozono (PAO) es un número que se refiere a la
cantidad de destrucción de ozono estratosférico causado por una sustancia. Se define
como la relación entre la descomposición del ozono en el estado de equilibrio debido a
las emisiones anuales (kg/año) de una cantidad de sustancia i emitida a la atmósfera y
la descomposición del ozono en estado de equilibrio debido a la cantidad de CFC-11
(el potencial de agotamiento del CFC-11 está definido como 1).
[ ]
[ ] 113
3
−
=
CFC
i
i
Od
Od
PAO
Periódicamente la Organización Meteorológica Mundial publica estimaciones de los
PAO para diferentes substancias. El grado de impacto está condicionado por las
condiciones atmosféricas de contaminación que tienen lugar en el momento en el que
se produce la emisión. Se establecen tres niveles: bajo, medio y alto.
Los valores de los potenciales de cada sustancia vienen especificados en los anexos
del Protocolo de Montreal. Por ejemplo, el potencial de una sustancia como halón-
1301, para un nivel bajo, es 10, lo que significa que su impacto sobre el ozono es diez
veces mayor que el del CFC-11.
2.1.3.Acidificación
Otro impacto significativo es la acidificación, ésta se define como la pérdida de la
capacidad neutralizante del agua y del suelo. Se produce como consecuencia del
retorno a la superficie de la tierra, en forma de ácidos, de los óxidos de azufre y
nitrógeno descargados a la atmósfera. Es debido a las emisiones de SO2, NOx y NH3
a la atmósfera, que quedan absorbidos en la lluvia (denominada lluvia ácida),
generando importantes daños en la naturaleza. El alcance del efecto de la lluvia ácida
es tanto local como regional (la inmisión tiene lugar en ocasiones a cientos de
kilómetros de distancia). En Europa, el problema aparece sobre todo en el centro y el
norte, con menor incidencia en los países del sur.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 12/124
El indicador de esta categoría se denomina impacto de acidificación (IA) y se calcula
con la siguiente ecuación:
i
i
i mPAIA ⋅= ∑
Siendo la masa (en kg) de la sustancia y el Potencial de la Acidificación de
dicha sustancia que se calcula según la siguiente expresión:
im i PA
i
HH
i
M
Mn
PA
++ ⋅
=
Se define como el número de +
H que puede ser producido por cada kg de la
substancia , donde (mol/kg) es el número de ionesi +
H
n +
H que pueden ser
potencialmente producidos por un kg de sustancia i , (kg/mol) el peso
equivalente de un mol de
+
H
M
+
H y el peso equivalente de la sustancia i . El resultado
se expresa en kg de SO
iM
2 equivalente.
La Figura 4 recoge las evolución de las emisiones de GEI, sustancias acidificantes
y precursores de ozono troposférico.
Estos datos indican que los gases de efecto invernadero procedentes del transporte en
España en el año 2008 han sufrido un descenso de casi un 6% respecto al 2007, las
sustancia acidificantes se han reducido un 7,9% y los precursores del ozono un 10,6%.
Estas reducciones son consecuencia de la introducción de medidas cada vez más
restrictivas sobre el control de las emisiones de los vehículos. Se destaca el uso
generalizado de los catalizadores en los motores de gasolina, el uso de motores diesel
de inyección directa y la mejora en la calidad de los combustibles.
Figura 4. Emisiones de GEI, sustancias acidificantes y precursores del ozono
troposférico procedentes del transporte en España (Fuente: MMA, 2009)
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 13/124
2.1.4.Ruido
El ruido es uno de los impactos medioambientales considerado como uno de los
grandes problemas que afectan a la calidad de vida de las personas (Figura 5).
Figura 5. Efectos y consecuencias de la exposición al ruido (Fuente: Garraín,
2009)
Técnicamente el ruido es un tipo de energía que se propaga de forma ondulatoria
desde el foco sonoro hasta el receptor, con una velocidad constante y disminuyendo
su intensidad con la distancia, aunque mejor podemos definir el ruido como todo
sonido que se percibe, pero que no es deseado por el perceptor.
La Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido (que transpone a la Directiva
2002/49/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de junio de 2002, sobre
evaluación y gestión del ruido ambiental, END) tiene por objeto prevenir, vigilar y
reducir la contaminación acústica para reducir o evitar los daños que esta puede
producir a la salud humana, los bienes o al medioambiente. Esta ley define la
contaminación acústica como la presencia en el ambiente de ruidos o vibraciones,
independientemente del origen, que conlleva molestia, riesgo o daño a la persona para
el desarrollo de sus actividades o los bienes de cualquier naturaleza o que produzcan
efectos significativos sobre el medio ambiente.
La legislación que regula los niveles de sonido de los vehículos de motor (coches,
camiones y autobuses) se adoptó en 1970 (Directiva 70/157/CEE), ésta ha sido
modificada en numerosas ocasiones. La prueba de homologación prevista en esta
directiva tiene como objetivo limitar el ruido producido en una situación típica de tráfico
urbano.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 14/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 15/124
Estas directivas se aplican a todo vehículo de motor destinado a circular por carretera,
con o sin carrocería, con cuatro ruedas como mínimo y una velocidad máxima de
fabricación superior a 25 km/h, con excepción de los vehículos que se desplazan
sobre raíles, los tractores agrícolas y forestales y los equipos mecánicos móviles.
Las directivas establecen valores límite para los niveles sonoros de las partes
mecánicas y los dispositivos de escape de los vehículos considerados. Los valores
son de 74 dB(A) para los vehículos automóviles y 80 dB(A) para los vehículos
industriales de gran potencia.
Esos valores admisibles se establecen en función de las categorías de vehículos:
- automóviles,
- vehículos de transporte público,
- vehículos de transporte de mercancías.
Todos los vehículos deben diseñarse para emisiones de 1dB(A) por debajo del límite
para que haya margen para las tolerancias de producción. A medida que disminuían
los límites, fueron ganando en importancia los ruidos producidos por los neumáticos,
que con los nuevos límites se convirtieron en la fuente principal de ruido a velocidades
superiores a los 50 km/h. En la actualidad, se ha llegado a una situación en la que no
será eficaz disminuir los límites si no se adoptan medidas para resolver el problema
del ruido producido por el contacto del neumático con el suelo, sobre todo cuando
circulan a velocidades altas.
Los estudios destinados a incorporar la categoría del ruido en los Análisis de Ciclo de
Vida deben partir de los datos de emisión que se dispongan de los distintos modelos
de vehículos, se deberá modelar un flujo de vehículos que simule el parque
automovilístico y una red de carreteras con una población alrededor. Además se
deberán incorporar otros parámetros de ajuste como la velocidad, tipo de neumático,
tipo de superficie, tipo de motor, etc.
La introducción de estos parámetros de ajuste permite modelar la red viaria virtual con
las características de las carreteras de estudio por dónde circulan los vehículos
virtuales, simulando el parque automovilístico. Uno de los modelos de simulación que
considera el efecto de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) es el desarrollado
dentro del proyecto IMAGINE (Proyecto de Investigación del VI Programa Marco).
Figura 6. Estructura global del modelo considerado en el Proyecto IMAGINE.
(Fuente: Imagine,2007)
Garraín et al. (2006) consideran el DALY (Años de Vida Adaptados por Discapacidad)
como la mejor unidad de medida de los impactos negativos del ruido sobre el ser
humano. Para la evaluación del impacto del ruido provocado por el tránsito de los
vehículos, una referencia importante es el profesor suizo Rudolf Müller-Wenk, que ha
desarrollado una metodología para cuantificar el efecto del ruido sobre la salud
humana en DALY. Otros autores destacados son Gabor Dokas o Nielsen y Laurden,
que también han desarrollado metodologías que evalúan el efecto del ruido sobre la
salud humana. Estas metodologías y su implementación en el ACV son explicadas por
Garraín et al. (2006).
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 16/124
La siguiente figura muestra los DALY por vehículos-kilómetro (vkm) a partir de
diferentes valores de ruido de emisión.
Figura 7. DALY por vkm (vehículos-kilómetro) en función de los decibelios
causados por el tráfico rodado en un viaje medio, durante el día y durante la
noche. (Fuente: Garrain et al.. 2006)
El término vkm se obtiene multiplicando el número de vehículos de la red viaria
sometida a estudio por la distancia recorrida en un determinado tiempo.
Según Garraín et al. (2006), se estima que más del 80% del ruido generado en las
ciudades es atribuible a los vehículos de motor.
2.2. BASES DE DATOS AMBIENTALES
Actualmente existen gran cantidad de bases de datos generales que contienen los
cálculos de las cargas ambientales a partir del consumo de materiales y energía.
A pesar de que hay muchos datos disponibles contenidos en bases de datos, existen
procesos cuyos datos no están contenidos o no son representativos. Los datos se
dividen en:
Datos de primer plano: datos específicos requeridos para modelizar un sistema
específico. Normalmente son los que describen un producto específico y un
sistema de producto.
Datos de fondo: datos de materiales genéricos, energía, transporte y sistemas
de gestión de residuos. Este tipo de datos son los que normalmente se
encuentran en bibliografía y en bases de datos.
El desarrollo y valoración de un Análisis de Ciclo de Vida está altamente condicionado
por la base de datos que se utilice para realizar los cálculos. No existe una valoración
aceptada universalmente de los impactos ambientales, pudiendo obtener diferentes
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 17/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 18/124
resultados en función de la base de datos utilizada, por ello hay que tener especial
cuidado en utilizar la misma base de datos cuando se trate de realizar una
comparación entre diferentes productos.
La elección de la base de datos a utilizar para la realización del Análisis de Ciclo de
Vida dependerá en cada caso. Hay que tener en cuenta que en ellas se recogen sólo
las situaciones de impacto ambiental más habituales, basándose en valores medios
disponibles que pueden ser interpretados según distintos intereses. Por ello, es muy
importante saber qué datos y qué características tiene la base de datos que se vaya a
utilizar para la realización del estudio.
A continuación se describen las principales características y contenidos de algunas de
las bases de datos más utilizadas:
BUWAL 250: Contiene materiales, energía, transporte y residuos generales,
basados en la BBDD ETH. Los datos que contiene están documentados, con
referencias e información relativa a los datos, lo que es muy significativo a la
hora de evaluar la calidad de los datos.
Ecoinvent: de Ecoinvent Centre. Sus datos están basados en información
recogida a nivel científico, académico e industrial. Contiene datos de inventario
sobre provisión de energía, extracción de recursos, materiales, compuestos
químicos, metales, agricultura, gestión de residuos y transporte. Esta base de
datos presenta una buena compatibilidad con los programas informáticos de
Análisis de Ciclo de Vida.
Idemat: Contiene bastante información técnica de materiales y procesos
industriales habituales. Es una base de datos muy completa para seleccionar
materias primas y recursos empleados en el proceso de diseño de un producto.
Dispone de dos versiones, con el mismo contenido pero una de ellas tiene la
posibilidad de introducir otros valores propios del estudio a realizar, además
tiene un acceso sencillo e intuitivo a la información, permite comparar distintos
materiales, realizar búsquedas de materiales y permite copiar datos para ser
usados en otros programas.
ETH-ESU: del Instituto de Investigación ETH-ESU de Zurich (Suiza). Contiene
datos de producción e importación de combustibles, producción y
comercialización de electricidad (desde la extracción de la energía primaria, el
refinado, extracción de recursos minerales, etc)
European Life Cycle Database (ELCD): de la CE. Contiene datos sobre
materiales y procesos básicos que han sido proporcionados o aceptados por el
sector industrial.
GaBi Database: de LBP (Universidad de Stuttgart) y PE International. Contiene
datos de sectores industriales (procesos, aceros, aluminios, plásticos y
productos orgánicos e inorgánicos).
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 19/124
2.3. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
2.3.1.Fundamentos del Análisis de Ciclo de Vida
Como se ha indicado, el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una metodología para la
evaluación de cargas e impactos ambientales asociados a un proceso o a la
elaboración de un producto, teniendo en cuenta todas las etapas de la vida del mismo,
desde la adquisición de materias primas, fabricación, transporte, uso y fin de vida.
Se trata de una herramienta que abarca todas las entradas y salidas, directas e
indirectas, lo que permite manejar todos los factores ambientales. Además, la
metodología es cuantitativa, a diferencia de otras, por lo que permite la toma de
decisiones de forma objetiva.
A continuación se muestra una comparación del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) con
otras herramientas principales de gestión ambiental, como la Evaluación de Impacto
Ambiental (EIA) o la Auditoría Ambiental (AA). Se observa que el ACV tiene un ámbito
de aplicación mayor que las otras, en cualquier caso su aplicabilidad dependerá de
cada caso en concreto.
Tabla 3: Objeto, objetivo y proceso del ACV, AA y EIA. (Fuente: Fullana y
Rieradevall 1995)
Método Objeto Objetivo Proceso
ACV
Producto
o proceso
Evaluación y mejora del
impacto ambiental
- Inventario
- Evaluación de impacto
- Actuaciones
Auditoría
Ambiental
Empresa
o
instalación
Adaptación a una norma
ambiental
- Análisis de situación
- Puntos débiles
- Propuestas
Evaluación
de Impacto
Ambiental
Proyecto
Decisión sobre un
proyecto
- Evaluación de impacto
ambiental y social
- Medidas correctoras
- Necesidad del proyecto
A diferencia de los otros, el Análisis de Ciclo de Vida está enfocado a productos o
procesos propios de una actividad humana, como es el caso de los que tienen lugar en
el sector de la automoción.
Existen diversos métodos de análisis de aspectos ambientales, cuyo objetivo principal
es la obtención de una perspectiva general de los principales aspectos ambientales
durante su ciclo de vida así como identificar las prioridades ambientales que se
tratarán durante el proceso de ecodiseño. Los métodos para el análisis de ciclo de vida
más utilizados son:
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 20/124
Matriz MET
La Matriz MET es un método semicuantitativo que sirve para tener una visión global de
las entradas y salidas en cada etapa del ciclo de vida. Proporciona una primera
indicación de los aspectos para los cuales se precisa información adicional (IHOBE,
2000). El nombre deriva de la consideración de:
M: Utilización de Materiales (consumo de entradas)
E: Utilización de Energía (procesos)
T: Emisiones Tóxicas (salidas más importantes por su toxicidad)
Ventajas:
Es la más sencilla, rápida y de bajo coste
Proporciona una visión global del Ciclo de Vida (las salidas y entradas en cada
etapa)
Permite realizar prioridades ambientales aunque no existan ecoindicadores
relevantes para el producto
Permite recopilar datos y organizar bien toda la información para cada etapa de
ciclo de vida antes de utilizar Ecoindicadores o una herramienta informática de
ACV
Desventajas:
No proporciona una cuantificación numérica ni de los principales impactos ni de
la etapa crítica del ciclo de vida (es orientativo)
Requiere conocimientos ambientales amplios o la colaboración con expertos
medioambientales capaz de analizar los resultados.
Ecoindicadores
Los Ecoindicadores expresan el impacto medioambiental de un producto o proceso de
forma numérica, a partir del Análisis de Ciclo de Vida de los mismos. El indicador será
mayor cuanto mayor sea el impacto ambiental.
Esta herramienta es más precisa que la matriz MET a la hora de priorizar los impactos
a lo largo del ciclo de vida del producto o proceso.
Ventajas:
Permite entender mejor la metodología del ACV y los resultados
Valoración numérica del impacto ambiental de los productos y procesos sin
utilizar una herramienta de software.
No necesita de ningún experto medioambiental una vez que se conoce cómo
se utiliza la herramienta.
Desventajas:
Listados de ecoindicadores no muy desarrollados todavía y algunos de ellos no
totalmente adaptados a la realidad de cada territorio/pais.
Operaciones numéricas engorrosas en caso de productos complejos.
Figura 8. Procedimiento general del cálculo de los Ecoindicadores
(Fuente: IHOBE, 2000)
Herramientas de software para ACV
Dada la gran cantidad de datos contenidos en las bases de datos ambientales a las
que se ha hecho referencia anteriormente, se ve clara la necesidad de la existencia de
herramientas informáticas que utilicen estos datos de manera automática.
Debido al éxito que tiene el ACV como herramienta de gestión, para la creación de
ecodiseños, desarrollo de políticas medioambientales, ecoetiquetas, políticas
integrales de productos o estrategias de marketing, etc., se han desarrollado distintos
programas de software que serán explicados en el capítulo 6.
2.3.2.Objetivos y fases del Análisis de Ciclo de Vida
El ACV es útil tanto para requerimientos internos de la empresa como externos, entre
los que se pueden indicar:
Requerimientos internos:
- Ubicación de materiales y gestión de flujos de energía
- Comparación de ubicaciones internas
- Optimización de fin de vida de productos y embalajes
- Asistencia en Ecodiseño de productos
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 21/124
Requerimientos externos:
- Comunicación medioambiental: IPP, EPD, productos verdes
- Contra-ataque a una campaña ecológica excesivamente simplista
- Diálogo cliente / proveedor
Una de las aplicaciones internas más importantes del ACV está orientada a la gestión
medioambiental:
- Gestión de instalaciones industriales gracias a las referencias anuales
- Mejoras comunes en instalaciones industriales gracias a referencias internas
- Elección de proveedores
Asimismo, los estudios de ACV permiten:
- Integrar flujos completos de corrientes input y output
- Evaluación de diferentes opciones ambientales
- Modelado de la evaluación a largo plazo
- Comparación de referencias
La Figura 9 presenta la estructura del Análisis del Ciclo de Vida, incluyendo las fases o
pasos generales para su aplicación y algunas de las aplicaciones directas.
Definición del objetivo y
el alcance del estudio
Análisis de Inventario
del Ciclo de Vida (ICV)
Evaluación de Impactos
del Ciclo de Vida (EICV)
Interpretacióndelosresultados
Aplicaciones directas:
Desarrollo y mejoras
del producto
•Planificación estratégica
•Elaboración de
políticas públicas
•Marketing
•Otras
Definición del objetivo y
el alcance del estudio
Análisis de Inventario
del Ciclo de Vida (ICV)
Evaluación de Impactos
del Ciclo de Vida (EICV)
Interpretacióndelosresultados
Aplicaciones directas:
Desarrollo y mejoras
del producto
•Planificación estratégica
•Elaboración de
políticas públicas
•Marketing
•Otras
Figura 9. Estructura del Análisis de Ciclo de Vida
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 22/124
Para llevar a cabo el Análisis de Ciclo de Vida han de seguirse los siguientes pasos
(UNE-EN ISO 14044):
• Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040)
• Paso 2: Análisis de inventario del Ciclo de Vida (ICV)
• Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV)
• Paso 4: Interpretación de los resultados
• Paso 5: Elaboración del informe final
• Paso 6: Revisión crítica
Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040)
- Definición de los objetivos del estudio: la finalidad, el producto a estudiar, el
destinatario de los resultados y el alcance del estudio
- Elección de la unidad funcional que describe la función principal del sistema
analizado y es coherente con el objetivo y el alcance del estudio.
Proporciona una referencia para normalizar los datos de entrada y salida
desde un punto de vista matemático.
- Delimitación de los límites del sistema: hay que determinar qué procesos
unitarios deben incluirse, ya que un ACV muy completo puede resultar muy
laborioso y extenso y no aportar resultados significativos respecto a un ACV
más sencillo.
- Requerimientos de calidad de los datos: se debe especificar los requisitos
de la calidad de los datos para poder cumplir el objetivo y alcance. También
se debe documentar el tratamiento de los datos que faltan.
- Reglas límite (cut-off rules): se deberán establecer los criterios de corte
para su consideración o no en el ACV.
Paso 2: Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV)
En esta fase se obtendrán los datos y los procedimientos de cálculo para identificar y
cuantificar todos los efectos ambientales asociados a la unidad funcional. Se deberá
asignar los flujos de materia y energía, así como las emisiones asociadas. Esta fase
comprende las siguientes tareas:
Figura 10. Esquema del análisis de inventario (Fuente: Garraín, 2009)
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 23/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 24/124
- Construcción del árbol de ciclo de vida: en el que se definen los flujos de
entradas y salidas de los procesos sometidos a estudio.
- Recopilación de datos de cada proceso unitario definido dentro del límite
del sistema. Pueden ser medidos, calculados o estimados.
- Utilización de los datos. Asignación de los datos a cada proceso unitario.
- Aplicación de las reglas límite, teniendo en cuenta los coproductos.
- Cálculo del inventario. Todos los procedimientos de cálculo deberán ser
debidamente documentados, especificando claramente las suposiciones
realizadas.
- Identificación de la contribución de los flujos de las diferentes etapas del
ciclo de vida e identificación de las etapas más representativas.
La base de un estudio de Análisis de Ciclo de Vida es la elaboración de un inventario
de todos los flujos de entrada y salida en el proceso industrial de un producto durante
todo su ciclo de vida. Esto incluye las etapas de producción, utilización, distribución y
eliminación final del producto.
El inventario puede organizarse en un árbol de procesos. A continuación se muestra
en la Figura 11 un árbol de procesos general del ciclo de vida de los vehículos.
Chapa
Laminada
Corte
Embutición
Soldadura
Tratamiento
superficial
Pintado CARROCERIA
Fundición
Mecanizado
Montaje
Conjuntos
mecánicos
ENSAMBLAJE
MOTOR+TRANSMISIONES
ELEMENTOS
PLASTICOS Y
RECUBRIMIENTOS
ASIENTOS,
NEUMÁTICOS,
OTROS
ACCESORIOS
Formulación y
mezcla
Vulcanizado
Acabado
Postcurado
Montaje
Acopio de
elementos
CARGA DE
FLUIDOS Y
EXPEDICIÓN
TRANSPORTE
UTILIZACIÓNMantenimiento Reparación
FIN DE VIDA Desmontaje
Diagnóstico
REUTILIZACIÓN DE
COMPONENTES Y
SISTEMAS
Separación y
pretratamiento
RECICLADO
VALORIZACIÓN
ENERGETICA VERTEDERO
Materia
prima
Secado
Inyección
Troquelado
Soldadura
Montaje
Pintura
Figura 11. Esquema general de ciclo de vida de los vehículos (Fuente: FACYL,
2002)
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 25/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 26/124
Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV)
Se deberá evaluar lo significativos que son los impactos ambientales. En general esta
fase trata los aspectos ambientales especificados en los objetivos y el alcance. Esta
fase comprende las siguientes tareas:
Selección de las categorías de impacto, indicadores de categoría y
modelos.
Clasificación de los datos de inventario en categorías de impacto. Una
categoría de impacto es una clase que representa las consecuencias
ambientales generadas por los procesos o sistemas de productos.
Caracterización de los datos: modelar, mediante los factores de
caracterización (también llamados factores equivalentes), los datos de
inventario para cada una de las categorías establecidas. Para definir el
factor de caracterización, hay que seleccionar el impacto mas
representativo de la categoría y expresar el resto en función de éste. Por
ejemplo en la categoría de efecto invernadero, el impacto más significativo
son las emisiones de CO2 (y su unidad funcional es el kg), por lo que todos
los impactos pertenecientes a esta categoría serán medidos en kg de CO2
equivalente (Apartado 2.1.1.)
Se pueden desarrollar otras tareas opcionales, dependiendo del objetivo y alcance
planteado en el ACV, estas son:
- Normalización: es la relación de la magnitud cuantificada para una
categoría de impacto respecto a un valor de referencia.
- Agrupación: Organización y clasificación de las categorías de impacto en
uno o más conjuntos según lo definido en el objetivo y alcance del ACV.
Existen dos procedimientos para ello:
Organizando las categorías de impacto en una base nominal, por
ejemplo mediante características como entradas o salidas.
Clasificación de las categorías de impacto según una jerarquía,
por ejemplo de prioridad alta, media o baja.
- Ponderación: incluir factores numéricos basados en juicios de valor para el
establecimiento de la importancia relativa a las distintas categorías de
impacto, para después sumarlas y obtener un resultado ponderado en
forma de un único índice ambiental global del sistema. Existen dos posibles
procedimientos:
Convertir los resultados del indicador o resultados normalizados
con los factores de ponderación seleccionados.
Sumar los resultados del indicador o resultados normalizados a
través de categorías de impacto
En general no se permite aplicar la ponderación en los ACV para realizar
comparaciones públicas de dos productos.
En la fase de caracterización y evaluación de impactos, se debe realizar una
agrupación de los impactos ambientales del proceso sometido a estudio en categorías
medioambientales. En el Apartado 2.1 se ha hecho una revisión de los impactos y
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 27/124
categorías ambientales más significativas del sector de la automoción. También se ha
hecho referencia a algunas metodologías para estos impactos, si bien hay que tener
en cuenta que no han sido desarrolladas metodologías fiables para analizar algunos
impactos.
Existen diferentes métodos de evaluación de impacto de ciclo de vida, cada una de
ellas incluye diferentes categorías de impacto y metodologías para su evaluación. No
se pueden realizar comparaciones de productos o procesos utilizando diferentes
métodos de evaluación.
A continuación se enumeran algunos de los principales métodos que se utilizan:
CML 1992
CML 2001
ECO-INDICADOR 95
ECO-INDICADOR-99
HUELLA ECOLÓGICA
ECOPOINT 97
CUMULATIVE ENERGY DEMAND
CUMULATIVE EXERGY DEMAND
EDIP/UMIP 97
EDIP 2003
EPS 2000
IPCC 2007
TRACI
EPD 2007
En la Tabla 4 se comparan algunos de estos métodos.
Tabla 4: Categorías de impacto para distintos métodos de EICV. (Adaptado de
Chiminelli, 2009)
CML 1992 ECO 95 ECO 99 ECOPOINT 97
CUMULATE
ENERGY DEMAND
EDIP
Efecto invernadero
Efecto
invernadero
Reducción de la
capa de ozono
Reducción de
la capa de
ozono
Reducción de
la capa de
ozono
Reducción de la
capa de ozono
Cambio
climático
Cambio climático
Toxicidad humana
Toxicidad
humana
Ecotoxicidad Ecotoxicidad Ecotoxicidad
Smog
Smog de
invierno y
verano
Smog de
invierno y
verano
Acidificación Acidificación Acidificación Acidificación
Eutrofilización Eutrofilización Eutrofilización Eutrofilización
Olor
Utilización de
recursos abióticos
Utilización de
recursos bióticos
Residuos sólidos
Residuos
sólidos
Residuos sólidos
Metales
pesados
Substancias
cancerígenas
Substancias
cancerígenas
Pesticidas
Radiación
Uso de suelo
Foto-Oxidación
Escoria
Utilización de
recursos
Este método
evalúa los
impactos
individualmente
por lo que no
utiliza categorías
de impacto.
Solo tiene en cuenta
consumos de
recursos energéticos
Utilización de
recursos
Utilización de
recursos
Paso 4: Interpretación de los resultados
Esta fase combina los resultados del inventario con los de evaluación del impacto.
Debe proporcionar resultados coherentes con el objetivo y alcance definidos y
conclusiones que expliquen las limitaciones y proporcionen recomendaciones. Esta
fase comprende las siguientes tareas:
- Identificación de los aspectos más fuertes y débiles de los casos
estudiados.
- Comprobación de la consecución de los objetivos durante la primera etapa.
- Validación de la solución si es necesario mediante:
Recopilación de datos adicionales
Análisis de sensibilidad
Detalle de las aplicaciones y límites del estudio
Dirección hacia otros posibles estudios
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 28/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 29/124
En esta fase se podrá determinar qué fase del ciclo de vida sometido a estudio genera
las mayores cargas ambientales y por tanto aquellos aspectos que necesitan ser
mejorados. Cuando se trata de comparar distintos productos, se podrá determinar cuál
de ellos es más respetuoso con el medio ambiente.
Paso 5: Elaboración del informe final
El informe deberá incluir todos los resultados, así como los datos, métodos
empleados, hipótesis realizadas y limitaciones del estudio. El informe deberá permitir
la utilización de los resultados e interpretación de manera consistente con el objetivo y
alcance del estudio.
Paso 6: Revisión crítica
Esta fase consiste en verificar que el Análisis de Ciclo de Vida realizado se ajusta a la
metodología descrita en la Norma, se comprobará la transparencia del informe, que los
métodos e hipótesis son científica y técnicamente válidos. Se comprobará que los
resultados obtenidos sean acordes con el objetivo y alcance del estudio, definidos en
la primera fase, y también que la interpretación refleja las limitaciones del estudio.
Esta fase puede ser realizada por expertos internos o externos independientes. El
informe de la revisión debe ser incluido dentro del informe de estudio del ACV.
3. ECODISEÑO
El Análisis de Ciclo de Vida y el Ecodiseño están muy relacionados. El ACV es la
herramienta cuantitativa que se utiliza en el Ecodiseño ya que analiza y evalúa los
impactos asociados a cada etapa del proceso y detecta las necesidades de mejora
desde el punto de vista medioambiental. Igualmente, el ACV sirve para comparar
diferentes alternativas de diseño, evaluando las mejoras medioambientales que se
obtienen.
3.1. CONCEPTO DE ECODISEÑO
Aplicar el Ecodiseño en vehículos no significa diseños futuristas ni totalmente
rompedores como el siguiente
Figura 12. “Ecodesigned vehicle” (Fuente: Car Body Design)
El objetivo último del Ecodiseño es mejorar el rendimiento medioambiental de los
productos a lo largo de su ciclo de vida (selección y utilización de la materia prima;
fabricación; embalaje, transporte y distribución; instalación y mantenimiento; uso; y fin
de vida), mediante la integración sistemática de las cuestiones medioambientales en la
etapa más temprana del diseño del producto.
De un modo general se puede decir que Ecodiseño significa que el medio ambiente
es tenido en cuenta a la hora de tomar decisiones en el proceso de desarrollo/diseño
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 30/124
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 31/124
de producto como un factor adicional a los que tradicionalmente se han venido
tomando en cuenta.
En relación con los vehículos el Ecodiseño afecta a todas las etapas de
Fabricación, Uso y Fin de Vida de los mismos, de acuerdo con las actividades
principales siguientes:
• Fabricación
o Impacto de materia primas, acopio de las mismas y su reducción.
o Fabricación o procesado
o Distribución
• Uso
o Impacto durante el uso
o Optimización vida útil
• Fin de Vida
o Reutilización y valorización
o Reciclado
o Eliminación
En definitiva, se tienen en cuenta todos los impactos ambientales generados por el
sistema-producto a lo largo de todo su ciclo de vida.
Es la propia empresa la que debe encontrar sus factores motivantes que le impulsen a
abordar un proyecto de Ecodiseño, cuyo posible método de trabajo se explica a
continuación.
En cuanto a normativa, a nivel nacional se puede citar que existe la norma UNE
150.301:2003 de Ecodiseño general (no automoción). Otras normas son específicas
para algunas de las etapas, como para reciclaje al final de vida útil del vehículo con
una directiva europea 2000/53/CE que posteriormente se modifica en cuatro ocasiones
en los años 2002 y 2005 y un real decreto RD 1383/2002 sobre gestión de vehículos al
final de su vida útil.
3.2. PREPARACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO
Se han desarrollado diferentes metodologías de aplicación general para la aplicación
de las bases del Ecodiseño entre ellas PILOT y PROMISE . No estás metodologías ni
las herramientas que se utilizan son únicas ya que en gran medida la decisión de
utilizar unas u otras dependen del producto y de los objetivos del mismo.
En este estudio tomamos como referencia la guía publicada por el IHOBE (Manual
práctico de Ecodiseño – Operativa de implantación en 7 pasos).
En la mayoría de los casos a la oportuna selección del Equipo de Trabajo, la correcta
interpretación de los factores motivantes, la adecuada selección del producto y una
buena definición de objetivos son factores críticos de éxito de un proyecto de
Ecodiseño.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 32/124
A. Selección del equipo de trabajo
• La Gerencia o el Director de Unidad/Área debe impulsar los objetivos
medioambientales de modo que con su apoyo, seguimiento o incluso
participación directa en el equipo, debe garantizar el correcto devenir del
proyecto.
• El Responsable de Diseño debe hacer suyo e interiorizar el concepto
medioambiental en la fase de diseño (si no lo hace ya), de modo que él debiera
ser el encargado de dirigir las etapas del proyecto y servir de coordinador.
• El Equipo permanente: ingeniería, diseño, producción y calidad/medio ambiente
debieran formar el núcleo que participa de modo activo en el proyecto.
• El Equipo de apoyo: compras, marketing y/o comercial y logística pueden y
deben apoyar en distintas fases del proyecto de modo consultivo o incluso
formar parte del equipo permanente.
Tan importante como que estén presentes los departamentos o funciones precisas, es
la designación de las personas de modo que el equipo esté bien compensado.
B. Factores motivantes para el Ecodiseño (Driving Forces).
Según el IHOBE entre los factores motivantes para la realización de actividades de
Ecodiseño se encuentran los siguientes:
• Factores motivantes externos para el ecodiseño
o Administración: legislación y regulación.
o Mercado: demandas de clientes (industriales y finales)
o Competidores
o Entorno social: responsabilidad con el medio ambiente
o Organizaciones sectoriales: tracción ambiental sobre la empresa
o Suministradores: innovaciones tecnológicas
• Factores motivantes internos para el ecodiseño
o Aumento de la calidad del producto
o Mejora de la imagen del producto y de la empresa
o Reducción de costes
o Poder de la innovación
o Sentido de la responsabilidad medioambiental de la dirección
o Motivación de los empleados
C. Selección del producto
Tres son los factores a tener en cuenta para seleccionar un producto sobre el que
aplicar los conceptos de Ecodiseño:
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 33/124
• El producto debe tener una serie de “grados de libertad” que sean modificables.
Puede ser un conjunto, que contenga varios subconjuntos y estos a su vez
piezas o componentes de modo que se puedan cambiar materiales,
dimensiones, uniones, tratamientos, etc. Es decir, allí dónde se pueden obtener
resultados sin grandes modificaciones y/o sin grandes costes o inversiones
• El producto debe ser susceptible que admitir una mejora medioambiental
significativa:
o Bien por el propio impacto cuantitativo de las medidas.
o Bien porque sea un factor motivante de cara al marketing por ejemplo.
• Coincidencia con otros proyectos de mejora o líneas de I+D que se quieran
abrir, o en curso, y se quiera incluir la variable medioambiental. Esto facilita la
integración con el resto de procesos y supone no lanzar algo completamente
nuevo.
En el Apartado 3.3 se hace una revisión de los distintos grupos funcionales del
vehículo y sus impactos medioambientales, como punto de partida para considerar el
Ecodiseño sobre ellos.
D. Definición de objetivos
Los objetivos del proyecto deben ser de dos tipos. Cualitativos y cuantitativos. El punto
de partida de cada empresa respecto al Ecodiseño es absolutamente variable con lo
cual es difícil imaginar el salto cualitativo objetivo. Cuantitativamente hablando es
importante recordar la máxima de “Lo que no se puede medir no se puede mejorar”.
3.3. SITUACIÓN DE PARTIDA
Con la herramienta que se seleccione, se realizará el cálculo del impacto ambiental de
las etapas ya indicadas de:
• Fabricación
o Obtención de materia prima: obtención de materias primas y de
combustibles.
o Procesado: consumo de energía, residuos, vertidos y emisiones.
o Distribución: concesionarios/clientes.
• Uso
o Conducción: consumo de energía y emisiones.
o Mantenimiento: consumo de materiales, residuos y emisiones
• Fin de Vida
o Reciclado: consumo de energía y recuperación de materiales (impacto
positivo)
o Eliminación: depósito de residuos y emisiones
El mayor impacto ambiental es durante el “Uso”, seguido de la “Fabricación” y
finalmente en el “Fin de Vida”.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 34/124
Para considerar los impactos de los vehículos se tendrán en cuenta la siguiente
descomposición de los elementos y sistemas de los mismos, adaptada del estudio del
IHOBE sobre el sector Auxiliar de Automoción del País Vasco (2009):
• Vehículo en general, con diversas estrategias de reducción de impactos.
• Elementos estructurales y externos: chasis, techo, paragolpes, puertas y
portones, cristales, iluminación y señalización acústica, limpia-parabrisas,
retrovisión, sensores de proximidad y elementos estéticos.
• Sistema de tracción y guiado: frenos, dirección, suspensión, transmisión, freno
estacionamiento, ruedas, pedalera, volante y palanca de cambio
• Sistema de propulsión: generación de potencia, emisión de gases, lubricación,
alimentación, sistema de refrigeración y sistema de arranque.
• Interiores: asientos, cinturones de seguridad, airbags, instrumentación,
climatización, guarnecidos, sistemas multimedia y sistemas anti-intrusismo.
• Sistema de gestión y alimentación eléctrico-electrónica: generación y
almacenamiento de energía eléctrica, distribución eléctrica, unidades de control
electrónico y conexionado de datos.
Como ya se ha mencionado en el apartado 3.2, la empresa seleccionará el elemento
que considere más idóneo y calculará el impacto ambiental del mismo mediante la
herramienta adecuada, calculando para el ciclo de vida completo los consumos de
materiales y energía y los deshechos de salida (emisiones, vertidos y residuos). A
partir de ahí se tiene un punto de partida y se pueden marcar objetivos de mejora.
Dependiendo de cómo se haya definido el proyecto de Ecodiseño, se pueden emplear
una o varias herramientas de las citadas en el Apartado 2.3:
• Matriz MET (material, energía y tóxicos).
• Eco-Indicadores.
• Herramientas de software para Análisis de Ciclo de Vida.
La matriz MET facilita la resolución del problema. Se trata de no perder
conceptualmente ninguno de los aspectos a estudiar. Además, facilita el entendimiento
de todo el proceso y la importancia de optimizar cada impacto ambiental.
Tabla 5: Matriz MET.
Uso de Materiales
(Entradas)
Uso de energía
(Entradas)
Emisiones Tóxicas
(emisiones, vertidos
y residuos)
Obtención y
consumo de
materiales y
componentes
Producción y
fábricación
Distribución
Uso o Utilización
Sistema de fin de
vida. Eliminación
final
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 35/124
El Eco-Indicador es una herramienta cuantitativa (se basa en cálculos numéricos) de
fácil manejo en el proceso de diseño de producto. Al basarse en cálculos numéricos es
más precisa que la matriz MET a la hora de priorizar los principales aspectos
ambientales del producto en su ciclo de vida.
Los Eco-Indicadores son resultado de un proyecto desarrollado por un equipo
multidisciplinar formado por industrias punteras de diferentes sectores, científicos de
centros de investigación independientes y el gobierno holandés. Su objetivo era
evaluar el impacto de la industria en el medio ambiente centrándose en el impacto en
el ecosistema, los recursos y la salud humana a nivel europeo. De éste modo se
tuvieron en cuenta impactos tales como: efecto invernadero, reducción de la capa de
ozono, lluvia ácida, disminución de recursos naturales, disminución de la biodiversidad
y el smog. A pesar de que existe cierta imprecisión en la evaluación, al igual que para
el resto de modelos, es el modelo de Eco-Indicadores para análisis del ciclo de vida
más utilizado.
El método se basa en multiplicar las cantidades de cada concepto por su indicador en
milipuntos hasta obtener el impacto total en milipuntos. Por ejemplo, si en uso de
materiales (entradas) en fase de producción, y para el producto estudiado se emplean
0,3 kg de acero (que tiene 86 milipuntos), se obtienen 25,8 milipuntos para el acero
total del producto estudiado.
Existen tablas de milipuntos para:
• Producción de metales férricos (en milipuntos por kg)
• Producción de metales no férricos (en milipuntos por kg)
• Procesado de metales (en milipuntos-unidades varias)
• Producción de plástico granulado (en milipuntos por kg)
• Procesado de plásticos (en milipuntos-unidades varias)
• Producción de caucho (en milipuntos por kg)
• Producción de materiales de embalaje (en milipuntos por kg)
• Producción de productos químicos y otros (en milipuntos por kg)
• Producción de material de construcción (en milipuntos por kg)
• Calor (en milipuntos por MJ)
• Energía solar (en milipuntos por kWh)
• Electricidad (en milipuntos por kWh)
• Transporte (en milipuntos por tkm)
• Reciclado de basuras (en milipuntos por kg). Son factores que restan
milipuntos
• Tratamiento de residuos (en milipuntos por kg). Se subdividen en: Incineración,
vertederos, residuos urbanos y basura doméstica. Hay factores que suman y
otros que restan.
Y finalmente están las herramientas informáticas para el Análisis de Ciclo de Vida, de
las que se hablará en el capítulo 6.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 36/124
3.4. ASPECTOS DE MEJORA MEDIOAMBIENTAL
Se pueden definir diez reglas básicas para el Ecodiseño orientado a las mejoras
mediombientales:
• No utilizar sustancias tóxicas o crear ciclos cerrados sólo cuando sean
estrictamente necesarias.
• Minimizar el consumo de energía y de recursos durante la fase de fabricación y
transporte mediante el ahorro y la eficiencia energética.
• Utilizar nuevos materiales y diseños estructurales que minimicen el peso del
producto sin afectar a la flexibilidad, resistencia al impacto y funcionalidades
requeridas.
• Minimizar el consumo de energía durante la fase de uso, que es lo que más
penaliza medioambientalmente hablando en los automóviles y camiones.
• Promover reparaciones y actualizaciones especialmente en productos eléctrico-
electrónicos.
• Promover la máxima durabilidad para aquellos productos cuyo final de vida
tenga un impacto ambiental importante.
• Emplear materiales, tratamientos superficiales o elementos estructurales que
protejan los productos de la suciedad y corrosión, alargando la vida y
minimizando el mantenimiento.
• Facilitar las actualizaciones, reparaciones y reciclaje mediante acceso fácil,
etiquetado, modularidad, desmontaje sencillo y manuales.
• Utilizar tan pocos elementos de unión como sea posible. Pueden ser tornillos,
adhesivos, soldadura, cierres o enganches dependiendo del periodo de vida
estimado.
No conviene olvidar lo que se puede denominar como nueva idea de producto que
se basa en fijar la atención no en el producto físico, sino en las funciones que
satisface, analizando:
• La necesidad/es que satisface el producto actual.
• La optimización de las prestaciones del producto.
• La posibilidad de desarrollar un sistema alternativo que satisfaga mejor esa
necesidad.
El estudio del IHOBE (2009), utilizando muy diversas y variadas fuentes, presenta 80
estrategias de Ecodiseño para el sector de automoción (vehículo y auxiliar
automoción). La clasificación de dichas mejoras según la fase medioambiental que
abordan es:
• Obtención de materias primas: 25
• Producción: 9
• Distribución: 4
• Uso: 41
• Fin de Vida: 27
• General: 5
Se constata que hay más mejoras dónde los impactos son mayores. Por este orden:
uso, fabricación (MP+ producción) y Fin de Vida. Las 80 estrategias que se presentan
en dicho informe afectan a:
• Vehículo en general: 23
• Elementos estructurales y externos: 9
• Sistema de tracción y guiado: 14
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 37/124
• Sistema de propulsión: 21
• Interior: 10
• Sistema de Gestión y alimentación eléctrico-electrónica: 5
Se presenta a continuación un resumen de las oportunidades de mejora del citado
estudio del IHOBE 2009, haciendo especial hincapié en las más significativas. Algunas
de ellas se hayan agrupado bajo un solo concepto.
3.4.1.Vehículo en general
Disminución de peso del vehículo: para reducir consumo y emisiones no basta
con actuar sobre motores eficientes de menor cilindrada y sobrealimentación.
Son posibles reducciones de un 30% en consumo/emisiones mediante
reducciones en peso de unos 100kg o un 15% del peso total, según el
fabricante consultado. El problema estriba en que los materiales alternativos,
con prestaciones similares, como aluminio o fibra de carbono suelen presentar
precios considerablemente superiores. Empleando fibra de carbono como
elemento estructural, un utilitario se puede aligerar 135kg y una berlina 265kg,
pero el precio es hasta 10 veces más caro que el acero.
Uso de aleaciones ligeras (aluminio y magnesio): el magnesio es el más ligero
de los metales utilizados en estructuras. Su densidad es 1,74 g/cm3
. El
aluminio pesa 1,5 veces más y el acero 4,5 veces más. Es un elemento muy
abundante en la corteza terrestre pero no se encuentra en estado puro
(electrólisis de agua de mar). Algunas características son: excelente rigidez y
resistencia específica, alta conductividad eléctrica y térmica, protección frente a
interferencias electromagnéticas, reciclable, buen comportamiento ante el
mecanizado y coste más bajo que los polímeros.
El aluminio es ligero, fuerte y fácil de modelar. El uso del aluminio en la
automoción ha aumentado en los últimos años debido a que el uso de este
material reduce el peso del vehículo, el ruido y las vibraciones. Es fácilmente
reciclable y además absorbe energía cinética, aumentando la seguridad de los
ocupantes.
El aluminio no se oxida como el acero; esto significa que los vehículos, en
zonas climatológicas de gran humedad tengan una vida más larga (del orden
de tres o cuatro veces más). Por otro lado, tiene el inconveniente de que las
excelentes propiedades mecánicas se pierden si no se consigue mantener su
pureza durante su procesado.
Sustitución del cromado por el pintado: el cromado es un galvanizado, basado
en electrólisis, mediante el cual se deposita una fina capa de cromo metálico
sobre objetos metálicos o plásticos. Es muy bueno ante la corrosión y para
mejorar el aspecto y las prestaciones. En el denominado cromo duro se
depositan capas de hasta 0,1mm en piezas que deben soportar grandes
esfuerzos de desgaste (por ejemplo en asientos de válvulas, cojinetes de
cigüeñales, ejes de pistones hidráulicos y en general donde se requiera
bastante dureza y precisión). El cromado de materiales plásticos requiere
además un gran consumo de energía y de productos químicos. El principal
problema de la sustitución del pintado por el cromado es la peor calidad del
acabado.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 38/124
Flexibilidad producto-proceso: con objeto de reducir el impacto de fabricación
ante la variabilidad del producto (el periodo de vida de un modelo es de unos 5
años frente a 10, hace no mucho) se están imponiendo los sistemas de
fabricación flexible. Para ello es preciso tener en cuenta: diseños modulares de
vehículos, diseños variantes en corto plazo de tiempo, diseño de plataformas
únicas con múltiples acabados y personalización final del vehículo por parte del
usuario. En una primera instancia esta flexibilidad puede estar en contra de la
eficiencia de la automatización en serie (de hecho el 36% de los robots están
en automoción) pero es una necesidad del sector.
Los volúmenes de producción de los nuevos vehículos van a ser moderados y
en algunos casos pequeños, con el consiguiente impacto sobre la rentabilidad
de las inversiones. Esta circunstancia, unida a la voluntad de seguir ofreciendo
un relativamente elevado número de opciones en los modelos, va a exigir una
multifuncionalidad de las instalaciones de producción, capaces de aunar
muchas versiones y series más pequeñas. También el propio diseño de los
equipos y sistemas a bordo del vehículo exigirá una concepción con una visión
multi-opción.
Integración de funciones: Además se está pidiendo que los componentes,
equipos y sistemas incorporen nuevas funciones (por ejemplo, iluminación),
sensores embebidos (por ejemplo de desgaste o de malfuncionamiento) o
combinaciones de materiales o de mecanismos (por ejemplo, electromecánica).
El papel de la I+D relacionada con los productos y sus correspondientes
procesos de fabricación es clave para satisfacer las nuevas exigencias.
Materiales reciclados: El uso de materiales reciclados, garantizando los
requisitos técnicos, supone un ahorro de materia prima. Un vehículo se
compone aproximadamente de materiales férricos (68%), no férricos (5%),
plásticos (11%), vidrios (11%) y gomas (5%). Esto supone incremento de
costes en ensayos y laboratorios, determinar proporciones de material puro y
material reciclado y en ocasiones incrementar el número de proveedores y/o
hacer más compleja la logística.
Utilización de sistemas reutilizables: se verán modificados los diseños de los
elementos reutilizables ya que se deberá considerar la división entre partes de
desgaste y partes de reutilización, dentro de un mismo sistema (por ejemplo,
en el caso motores, se sustituyen elementos de desgaste como casquillos o
segmentos conservando otros estructurales como el bloque), deberán
fabricarse de tal manera que se facilite el desmontaje, la descontaminación y la
reutilización. El mercado de recambio ya utiliza de manera masiva estos
motores de arranque y alternadores.
Montaje/Desmontaje: se trata de buscar nuevos materiales y rediseños que
faciliten las operaciones de montaje/desmontaje del vehículo, por ejemplo,
sustitución de anclajes mecánicos tradicionales por anclajes químicos, anclajes
simplificados (pestañas en vez de tornillería), rediseños con menos elementos
y evaluación ambiental de los nuevos elementos frente a los existentes. El
depósito del líquido de frenos debe ser accesible y desmontable para poder
evacuar el mismo. El fabricante prepara un manual de desmontaje y
descontaminación dirigido a los operadores (empresas de demolición y
trituración). Se están desarrollando nuevos productos químicos autoadhesivos.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 39/124
Adhesivos de bajo impacto ambiental: El uso de adhesivos en la industria del
automóvil va en aumento debido al proceso de aligeramiento del mismo. Hay
colas animales (colágenos), adhesivos vegetales (animales) y adhesivos
sintéticos (síntesis orgánica). Los adhesivos sintéticos son en solución
(disolventes orgánicos con elevado impacto ambiental ya que emiten
compuestos orgánicos volátiles), en dispersión o emulsión (agua como
vehículo portador que se evapora en la aplicación aumentando el tiempo de
curado) y sólidos o termofusibles (sólidos a temperatura ambiente, la aplicación
se hace previo calentamiento del polímero, y se enfría hasta consolidar la unión
adhesiva). La reducción del impacto ambiental se consigue mediante reducción
de disolventes orgánicos en adhesivos en disolución, utilización de sintéticos
en dispersión o emulsión, utilización de adhesivos termofusibles y sustitución
de adhesivos sintéticos por naturales biodegradables. Es preciso energía para
secar los adhesivos en disolución y para calentar los termofusibles. Según
datos de European Solvents Industry, el uso de disolventes en los adhesivos
supone el 6% del total.
Mantenimiento: desarrollo de nuevos sistemas que faciliten el mantenimiento,
por ejemplo, nuevos materiales, recubrimientos antidesgaste, sustitución de
lubricantes por juntas de teflón o similares e inclusión de sistemas de
autodiagnóstico de averías en centralitas electrónicas. Un ejemplo de
lubricación es sustituir la grasa en las pedaleras por nuevas juntas y materiales
que permitan el juego de la articulación.
Vida útil: a pesar de los hábitos de los consumidores y de los intereses de los
fabricantes hay que retomar el diseño para la durabilidad aumentando
requisitos de los componentes, rediseño de elementos que no cumplan los
ensayos y ampliación de la garantía exigida a dichos elementos.
3.4.2.Elementos estructurales y externos
Aligeramiento del chasis: es uno de los elementos de mayor peso en el
automóvil. Se trata de conseguir nuevos diseños y fundamentalmente nuevos
materiales como el magnesio, aluminio, carbono o aceros de alta/ultra alta
resistencia en refuerzos que sustituyan al acero convencional. El magnesio ha
sido considerado pero ahora compite con la fibra de carbono que proviene
fundamentalmente de la industria aeronáutica. Las implicaciones económicas
con estos nuevos materiales pueden ser bastante importantes. Respecto al
aluminio, todavía se desconocen correctamente las tecnologías para su
procesamiento, presentan dificultades cuando van unidos a otro tipo de
metales bien sea mediante soldadura o uniones adhesivas y la reparabilidad
del aluminio en su fase de uso es mucho más reducida. Ford ha demostrado
con su modelo Focus que partes del chasis se pueden sustituir por aluminio, de
modo que, la disminución en energía y emisiones durante el uso supera con
creces las necesarias para fabricar esas partes.
LED’s: tradicionalmente se han utilizado lámparas de incandescencia que
pierden energía por calentamiento durante el encendido. El LED (Light emitting
diode) es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro
reducido cuando circula por él una corriente eléctrica. Se aprovecha cerca del
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 40/124
100% de la energía consumida frente a menos del 10% de las incandescentes.
Esta tecnología fuertemente implantada en equipos de señalización se
implantará en luces de posición, de cruce, de carretera, antiniebla e
intermitentes. Los LED´s no exigen prácticamente mantenimiento. Además, se
reduce el tiempo en que la luz de freno se enciende, de modo que un coche
que circula a 120km/h detrás frenará 5 metros antes. El aumento de costes se
revierte rápidamente por el menor consumo de energía.
Parachoques: búsqueda de materiales más limpios, búsqueda de materiales
reciclables, uso de materiales reciclados, operación de desmontaje para
reciclaje, reciclado interno del sobrante de producción. El parachoques del
Renault Megane 2 aporta 32 componentes sin piezas metálicas integradas,
monomaterial (propileno), 100% reciclable, 30% de material reciclado,
desmontaje en 60 segundos y cumplimiento de la norma 2000/53/CE.
Diseño aerodinámico: para medir la resistencia dinámica se utiliza el
coeficiente Cx. El diseño se torna cada vez más complejo y se hacen precisos
los ensayos en el túnel del viento. El Bionic de Mercedes Benz inspirado en
forma del pez cofre y mediante placas hexagonales ha conseguido un
coeficiente aerodinámico Cx de sólo 0,19 que unido al motor diesel hace que el
coche consuma un 20% menos.
Formatos multiespesor (taylored blanks o patchwork): El proveedor corta los
llantones (chapas), que posteriormente tienen que conformarse en el taller de
prensas del fabricante de automóviles o en otro proveedor de primer nivel. Los
llantones se sueldan con láser, constan entre 2 y 7 chapas individuales de
distinto espesor, calidad, resistencia e incluso revestimiento superficial. El
trazado de la costura de soldadura puede ser lineal o no lineal. Con todo ello se
consigue una reducción en peso, integridad estructural y simplificación del
proceso.
3.4.3.Sistemas de tracción y guiado
Pedalera: se trata de sustituir los materiales metálicos por plásticos. En la
actualidad este elemento pesa unos 3kg. Esto implica rediseño de producto,
nuevos materiales, nueva producción y logística y estudio del nuevo impacto.
La empresa Batz ha conseguido reducir el peso un 40% y según el eco-
indicador 99 pasar de 992 a 637 milipuntos.
Unificación de funciones en volante: se reduce el número de componentes y se
favorece el tratamiento al final del ciclo de vida. Bien es cierto, que el diseño
del volante se complicará. Esta integración/unificación es una clara estrategia
de los fabricantes y está muy bien vista por el mercado. La ejecución de este
tipo de medidas refuerza la figura del suministrador de primer nivel que debe
generar productos unificados para entregar al fabricante de vehículos.
Neumáticos: A cada giro de rueda se genera un rozamiento/resistencia que
disminuye la marcha del automóvil incrementando la actividad del motor y
causando hasta un 20% del consumo de combustible. El usuario debe vigilar
estado de los neumáticos y su presión. Se deja la mejora en los neumáticos
para los fabricantes de los mismos.
Aligerar elementos de suspensión: de suspensión delantera (eje independiente
o eje rígido) y suspensión trasera (eje independiente, semieje oscilante, eje
rígido). La empresa alavesa Inauxa que fabrica bieletas ha conseguido reducir
el peso de la misma un 28% elaborando una bieleta híbrida acero y plástico. El
impacto ambiental (ECO99) ha pasado de 630 a 308 milipuntos.
Aligeramiento de la barra de dirección: mediante empleo de aluminio. Este
material presenta dificultades en la soldadura con otros metales distintos.
También en uniones mecánicas. Además, la barra de dirección es un elemento
de alta seguridad y debe soportar exactamente los mismos requerimientos que
una barra de acero. Algunos fabricantes y con algunos modelos ya lo emplean.
Caja de cambios de doble embrague: estas cajas de cambios permiten un
cambio tanto manual como automático, y los cambios de marcha tienen lugar
sin interrupción alguna del flujo de potencia siendo a la vez más suaves. La
complejidad de estas cajas de embrague es muy importante. Se consiguen
reducciones de hasta un 10% en consumo.
Figura 13. Caja de cambios de doble embrague (Fuente: Audi.
http://www.eurocarblog.com/galleria/big/audi-7-speed-s-tronic/3)
Frenado regenerativo: se utiliza fundamentalmente en coches híbridos. El
motor eléctrico de tracción es reconectado como generador durante el frenado,
y las terminales de alimentación se convierten en suministradoras de energía,
la cual se conduce hacia una carga eléctrica que es la que provee el efecto de
frenado. El Toyota Prius lo incluye de serie.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 41/124
Figura 14. Esquema del sistema de frenado regenerativo
(Fuente: Toyota Prius Híbrido)
Discos de freno ligeros: se utilizan fundamentalmente discos cerámicos en
coches híbridos. Tienen una capacidad de frenado y una durabilidad muy
superior a los convencionales. Mejora también las prestaciones dinámicas del
vehículo. Las técnicas de fabricación de estos discos son más complejas.
3.4.4.Sistemas de propulsión
Filtro de partículas contaminantes: cada vez más, los coches diesel suelen
venir equipados de un filtro anti-partículas (integrado en el convertidor
catalítico) para retener los hidrocarburos no quemados que se emiten por el
tubo de escape. Los más eficaces (de circuito cerrado) captan hasta el 90% y
el propio sistema realiza una función de autolimpieza cada cierto tiempo. De
este modo se captura el 99% de las partículas contaminantes en el filtro, y
éste, mediante calor y agregado de un aditivo, se regenera destruyendo las
partículas. Nissan Qashqai con motor 1.5 diesel ha conseguido un filtro
antipartículas sin mantenimiento. El motor cuenta con un quinto inyector cerca
del filtro. El carburante inyectado se quema, aumentando la temperatura del
filtro que de este modo se limpia.
Emisión gases contaminantes: los gases de escape de los motores diesel
contienen hidrocarburos, óxidos de carbono, partículas por reacción química de
oxidación y óxido de nitrógeno. Los tres primeros se reducen en el catalizador
de oxidación (para obtener CO2 y H2O en lugar de CO y HC) y para el óxido de
nitrógeno se utiliza el EGR (exhaust gas recirculation) en los motores, que
reenvía una parte de los gases de escape al colector de admisión y con ello se
consigue que descienda el contenido de oxígeno en el aire de admisión que
provoca un descenso en la temperatura de combustión que reduce el óxido de
nitrógeno. Esta nueva unidad de control electrónico ECU indica cuando debe
activarse el EGR, en función de las revoluciones del motor, del caudal de
combustible inyectado, del caudal de aire aspirado, de la temperatura del motor
y de la presión atmosférica reinante. La ECU actúa sobre una válvula
permitiendo o no la recirculación. A cambio de incluir un nuevo elemento con
su materia prima, mayor peso, procesado y mayor residuo el fabricante
conseguirá la “Etiqueta verde”.
METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 42/124
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones
Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones

Más contenido relacionado

Similar a Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones

Minicentrales hidroelectricas
Minicentrales hidroelectricasMinicentrales hidroelectricas
Minicentrales hidroelectricasjiron19
 
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdf
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdfProtocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdf
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdfelymerlyvasquezzegar
 
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdfdocumentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdfLuisPedrero3
 
Solucion problemas sist electrico freightliner
Solucion problemas sist electrico freightlinerSolucion problemas sist electrico freightliner
Solucion problemas sist electrico freightlinerVictor Rivas
 
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricas
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricasUnidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricas
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricasmartuki85
 
ICONTEC compendio HSEQ NTC 9001:2015 NTC 18001:2007 NTC 14001:2015 ...
ICONTEC compendio HSEQ  NTC 9001:2015    NTC 18001:2007    NTC 14001:2015    ...ICONTEC compendio HSEQ  NTC 9001:2015    NTC 18001:2007    NTC 14001:2015    ...
ICONTEC compendio HSEQ NTC 9001:2015 NTC 18001:2007 NTC 14001:2015 ..... ..
 
Volumen 1 economicos_cast
Volumen 1 economicos_castVolumen 1 economicos_cast
Volumen 1 economicos_castOscar Sanabria
 
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdf
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdfManual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdf
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdfSetiFidiasFernndez
 
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarios
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitariosManual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarios
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarioscspeirl2016
 

Similar a Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones (20)

Minicentrales hidroelectricas
Minicentrales hidroelectricasMinicentrales hidroelectricas
Minicentrales hidroelectricas
 
5 (1)
5 (1)5 (1)
5 (1)
 
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdf
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdfProtocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdf
Protocolo para el Monitoreo y seguimiento de la calidad del aire.pdf
 
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdfdocumentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf
documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf
 
Idae, biomasa
Idae, biomasaIdae, biomasa
Idae, biomasa
 
pt562.pdf
pt562.pdfpt562.pdf
pt562.pdf
 
Solucion problemas sist electrico freightliner
Solucion problemas sist electrico freightlinerSolucion problemas sist electrico freightliner
Solucion problemas sist electrico freightliner
 
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricas
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricasUnidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricas
Unidad 5. Energías renovables. Minicentrales hidroelectricas
 
Manual Minicentrales Hidroelectricas
Manual Minicentrales HidroelectricasManual Minicentrales Hidroelectricas
Manual Minicentrales Hidroelectricas
 
ICONTEC compendio HSEQ NTC 9001:2015 NTC 18001:2007 NTC 14001:2015 ...
ICONTEC compendio HSEQ  NTC 9001:2015    NTC 18001:2007    NTC 14001:2015    ...ICONTEC compendio HSEQ  NTC 9001:2015    NTC 18001:2007    NTC 14001:2015    ...
ICONTEC compendio HSEQ NTC 9001:2015 NTC 18001:2007 NTC 14001:2015 ...
 
Final c c 10-08-2012
Final c c  10-08-2012Final c c  10-08-2012
Final c c 10-08-2012
 
Volumen 1 economicos_cast
Volumen 1 economicos_castVolumen 1 economicos_cast
Volumen 1 economicos_cast
 
Riesgo regulatorio en sector energético
Riesgo regulatorio en sector energéticoRiesgo regulatorio en sector energético
Riesgo regulatorio en sector energético
 
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdf
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdfManual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdf
Manual para la Auditoria Reglamentaria de PRL.pdf
 
Tesis263
Tesis263Tesis263
Tesis263
 
Apuntes de Agrometeorologia
Apuntes de AgrometeorologiaApuntes de Agrometeorologia
Apuntes de Agrometeorologia
 
Sistema de gestion iso 14001
Sistema de gestion iso 14001Sistema de gestion iso 14001
Sistema de gestion iso 14001
 
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarios
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitariosManual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarios
Manual ingeniero mantenimiento diseñado para estudiantes universitarios
 
Manual usuario ce3
Manual usuario ce3Manual usuario ce3
Manual usuario ce3
 
Manual bentonicos
Manual bentonicosManual bentonicos
Manual bentonicos
 

Desarrollo de la Metodología para la realización de Análisis de Ciclo de Vida de Automóviles y Camiones

  • 1. Observatorio Industrial del Sector Fabricantes de Automóviles y Camiones DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA PARA LA REALIZACIÓN DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE AUTOMÓVILES Y CAMIONES METODOLOGÍA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 1 FECHA: 18 ene 2011
  • 2. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA I INDICE 2. IM . AN 2. 3. 3. AS . PL . 4. EL . EC . . INDICE............................................................................................................................. I RESUMEN DEL TRABAJO ........................................................................................... III 1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................... 1 PRINCIPALES IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS VEHÍCULOS ...................... 3 2.1. PACTOS AMBIENTALES RELACIONADOS CON LOS VEHÍCULOS....... 3 2.1.1. Efecto invernadero...................................................................................... 5 2.1.2. Efecto de las emisiones sobre el ozono.................................................... 11 2.1.3. Acidificación .............................................................................................. 12 2.1.4 Ruido......................................................................................................... 14 2.2. BASES DE DATOS AMBIENTALES ............................................................ 17 2.3. ÁLISIS DE CICLO DE VIDA .................................................................... 19 2.3.1. Fundamentos del Análisis de Ciclo de Vida.............................................. 19 3.2. Objetivos y fases del Análisis de Ciclo de Vida ........................................ 21 Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040).......................................... 23 Paso 2: Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV) ......................................... 23 Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV) .................................... 26 Paso 4: Interpretación de los resultados............................................................... 28 Paso 5: Elaboración del informe final ................................................................... 29 Paso 6: Revisión crítica ........................................................................................ 29 ECODISEÑO ........................................................................................................ 30 3.1. CONCEPTO DE ECODISEÑO ..................................................................... 30 2. PREPARACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO .................................. 31 A. Selección del equipo de trabajo ....................................................................... 32 B. Factores motivantes para el Ecodiseño (Driving Forces)................................. 32 C. Selección del producto..................................................................................... 32 D. Definición de objetivos ..................................................................................... 33 3.3. SITUACIÓN DE PARTIDA............................................................................ 33 3.4. PECTOS DE MEJORA MEDIOAMBIENTAL ........................................... 36 3.4.1. Vehículo en general .................................................................................. 37 3.4.2. Elementos estructurales y externos.......................................................... 39 3.4.3. Sistemas de tracción y guiado .................................................................. 40 3.4.4. Sistemas de propulsión............................................................................. 42 3.4.5. Interiores ................................................................................................... 46 3.4.6 Sistemas de gestión y alimentación eléctrico-electrónica......................... 47 3.5. AN DE ACCION PARA EL ECODISEÑO................................................. 48 3.5.1. Integración del Ecodiseño en la norma ISO 9001..................................... 48 3.5.2. Integración del Ecodiseño en la norma ISO 14000................................... 49 3 6. EVALUACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO.......................................... 50 ECOETIQUETADO............................................................................................... 52 4.1. ECOETIQUETADO Y SUS TIPOS.......................................................... 52 4.1.1. Ecoetiquetas Tipo I: ISO 14024 ................................................................ 52 4.1.2. Autodeclaraciones ambientales Tipo II: ISO 14021.................................. 53 4.1.3. Declaraciones ambientales de producto Tipo III: ISO 14025.................... 53 4.1.4 Productos y servicios distinguidos con la etiqueta europea...................... 54 4.2. OETIQUETADO EN LA INDUSTRIA DEL AUTOMÓVIL......................... 55 4.2.1. Real Decreto 837/2002 ............................................................................. 55 4.2.2. Guía de consumos y emisiones del IDAE................................................. 57 4.2.3. Etiquetado energético de la EPA .............................................................. 57 4.2.4 Fin de vida útil........................................................................................... 59 4 3. CONSIDERACIONES SOBRE EL ECOETIQUETADO................................ 61
  • 3. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA II 5. CI . G . ............. 87 M 6. DE . . 7. . . 110 NI 3 .... 114 superior (60 horas) ................................................................................................. 115 IMPACTO DE LOS VEHÍCULOS EN SU CICLO DE VIDA .................................. 62 5.1. CLO DE VIDA DE LOS VEHÍCULOS........................................................ 62 5.1.1. Etapa de obtención y tratamiento de materias primas, etapa de fabricación y distribución............................................................................................................. 64 5.1.2. Etapa de uso............................................................................................. 72 5.1.3 Etapa de fin de vida .................................................................................. 72 5.2. CARACTERIZACIÓN DE LA CARGA AMBIENTAL DE LOS VEHÍCULOS A LO LAR O DE SU CICLO DE VIDA ........................................................................ 73 5.2.1. Impactos en la etapa de obtención y tratamiento de materias primas, etapa de fabricación y distribución. .................................................................................... 73 5.2.2. Impactos en la etapa de utilización........................................................... 80 5.2.3 Impactos en la etapa de fin de vida ............................................. 5.3. RESUMEN DE ESTRATEGIAS PARA MINIMIZAR EL IMPACTO A BIENTAL DE LOS VEHÍCULOS ......................................................................... 90 HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA............. 94 6.1. SCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES HERRAMIENTAS......................... 94 6.1.1. Programa Eco-It........................................................................................ 94 6.1.2. Programa SimaPro.................................................................................... 95 6.1.3. Programa ECOSCAN................................................................................ 97 6.1.4. Programa TEAM ....................................................................................... 97 6.1.5. Programa IDEMAT.................................................................................... 98 6.1.6. Programa UMBERTO ............................................................................... 99 6.1.7 Programa GaBi ....................................................................................... 100 6 2. EVALUACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS ................................................. 101 CONCLUSIONES Y PROPUESTAS .................................................................. 103 7.1. CONCLUSIONES GENERALES ................................................................ 103 7.2. CONCLUSIONES ESPECÍFICAS............................................................... 104 7.3. PROPUESTAS GENERALES .................................................................... 108 7 4. PROPUESTAS ESPECÍFICAS................................................................... 108 8. BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................. ANEXO 1: PROPUESTA DE PROGRAMAS FORMATIVOS PARA DIFERENTES VELES EDUCACIONALES..................................................................................... 113 Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de ESO (10 horas).......................... 11 Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de Bachillerato y FP de grado medio (30 horas) ........................................................................................................... Curso sobre ACV y Ecodiseño para estudios de Universitarios y FP de grado
  • 4. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA III RESUMEN DEL TRABAJO Como continuación de un trabajo realizado en 2009 sobre las implicaciones de la Estrategia Española de Movilidad Sostenible, se ha planteado el presente trabajo orientado a identificar las metodologías de Análisis de Ciclo de Vida posibles, definir y concretar los conceptos relevantes, considerar los impactos más importantes y proponer actuaciones relacionadas con el ACV aplicada al sector de fabricación de vehículos. Por ello, se plantea un primer punto de identificación y revisión de las metodologías y de las fuentes de datos cuantitativos (consumos de energía, emisiones, otros impactos) necesarios para los análisis. La visión que se busca es global, considerando emisiones de CO2, otras emisiones (compuestos volátiles, CO, HC, NOx, partículas), efluyentes, residuos. Los objetivos de la actuación son: Identificar las metodologías existentes de evaluación del impacto medioambiental y su aplicación al sector de la automoción. Definir los conceptos y metodologías relacionadas con el Ecodiseño. Evaluar las posibilidades para realizar un etiquetado ecológico en el Sector. Identificar los principales elementos del medio ambiente afectados por el Sector y planteamiento de estrategias para su minimización, en las fases de fabricación, utilización y final de vida de los vehículos. Analizar y comparar las diferentes herramientas informáticas de aplicación del Análisis de Ciclo de Vida. En el informe se han considerado los tipos impactos ambientales, las diferentes metodologías existentes para su evaluación, bases de datos medioambientales y herramientas existentes para la realización de un Análisis de Ciclo de Vida. Se describe el árbol de procesos relacionados con los vehículos, identificando las etapas de su ciclo de vida, consistentes en fabricación, utilización y gestión del final de su vida. El Análisis de Ciclo de Vida en su conjunto se compone de las siguientes fases específicas: 1. Definición del objetivo y el alcance del estudio 2. Análisis de de inventario de ciclo de vida (ICV) 3. Evaluación de impactos de ciclo de vida (EICV) 4. Interpretación de los resultados 5. Elaboración del informe final 6. Revisión crítica En el documento se describen en detalle las características de cada una de estas fases. El Ecodiseño tiene como base el Análisis de Ciclo de Vida, ya que permite evaluar los aspectos ambientales de un producto o servicio, permitiendo la propuesta de mejoras medioambientales (estrategias de Ecodiseño) simulando diferentes diseños con los consiguientes planes de mejora. Mediante el Análisis de Ciclo de Vida del automóvil, se puede comparar las mejoras medioambientales que tienen lugar con la introducción de nuevas tecnologías “más limpias” (vehículos híbridos, eléctricos, desarrollo de nuevos materiales, etc.). En este
  • 5. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA IV documento se presentan algunas de estas estrategias y se valora de manera cualitativa la mejora ambiental que representa. En base a ello, se proponen unas directrices para la realización de Análisis de Ciclo de Vida en el sector de la Automoción, haciendo especial mención a la evaluación de los impactos más significativos de este sector. Respecto a las herramientas informáticas, se hace una revisión de las más empleadas actualmente, indicando sus principales características y aplicaciones. Se concluye que la utilización de una u otra dependerá de cada caso de estudio y que deberá ser seleccionada en función de los factores que se describen en este informe. Por las características que se han descrito, respecto al análisis del ciclo de vida en el sector de la Automoción, se destacan los programas de ACV: GaBi o SimaPro como los más indicados para su empleo en este Sector. Finalmente, se incluyen una tabla que resume de forma semicuantitativa los impactos que las diferentes tecnologías relacionadas con los vehículos tienen en cuanto a: o Ahorro de combustible y energía o Reducción de emisiones a la atmósfera o Reducción del ruido o Ahorro de materias primas o Reducción de residuos considerando también los aspectos de: Dificultad de Desarrollo, Plazo de Desarrollo y Necesidad de Nuevas Infraestructuras. Entre las propuestas más importantes, se indican las siguientes: o Consideración y utilización sistemática del Análisis del Ciclo de Vida de los vehículos en su conjunto y de sus componentes y sistemas, en las condiciones de fabricación, utilización y final de vida útil correspondientes a la industria en España. o Realización de análisis específicos relacionados con los elementos de los nuevos sistemas de propulsión (baterías, convertidores de energía, motores), utilización de nuevos materiales, sistemas de comunicaciones, sistemas de ayuda a la conducción, etc. o Realización de una aproximación a la situación de otros países que no potencian de la misma manera el respeto al Medio Ambiente. o Introducción sistemática del eco-diseño para los sistemas y el vehículo en su conjunto. o Fomento de los proyectos de I+D conjuntos entre empresas del sector, empresas de otros sectores, centros tecnológicos y universidades, orientadas a la utilización del ACV y orientados al Ecodiseño. o Organización en las empresas de unidades específicas para la evaluación de los impactos ambientales y la mejor utilización de la energía en los procesos de fabricación. o Difusión del significado del etiquetado energético de los vehículos. o Análisis de otras alternativas para la calificación energética de los vehículos.
  • 6. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA V o Desarrollo de la normativa y procedimientos para la evaluación de los vehículos trabajando con nuevos sistemas de tracción (eléctricos, híbridos, pila de combustible) y combustibles alternativos, en términos de consumo, emisiones de CO2, seguridad, etc. o Adaptación de los programas formativos de las Universidades, Formación Profesional y ESO para dar a conocer la importancia del Análisis de Ciclo de Vida y el Ecodiseño. En el Anexo 1 de este documento se hace una propuesta de los objetivos y los programas de formación adaptados a cada uno de los niveles educativos. El presente trabajo ha sido realizado por el Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT coordinado por la Fundación CIDAUT, contando con la colaboración directa de los Centros IAT, IBV, ROBOTIKER y TEKNIKER.
  • 7. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA VI AGRADECIMIENTOS Los autores del estudio, pertenecientes al Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT, desean agradecer la inestimable ayuda prestada por diversos expertos que han revisado el borrador final del documento, cuyas sugerencias han contribuido a precisar y concretar diversos aspectos del mismo. Entre otros debemos mencionar a los siguientes: D. Eduardo González, D. Fernando Acebrón, D. Jesús Casanova, D. Miguel Fraile, y D. Salvador Capuz. Agradeciendo la colaboración, sólo los autores del documento son responsables de los posibles errores u omisiones que pueda haber en el mismo.
  • 8. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA VII
  • 9. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 1/124 1. INTRODUCCIÓN En el año 2009, el Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT realizó un estudio para analizar las implicaciones que la Estrategia Española de Movilidad Sostenible (EEMS) tiene sobre el sector de fabricantes de automóviles y camiones en España. En dicho documento se realizaron diversas propuestas generales que implican a la industria de fabricantes de automóviles y camiones, a los agentes de I+D y a las Administraciones. Dentro del Área de la EEMS denominada Cambio climático y reducción de la dependencia energética, si bien los efectos afectan a todas las áreas de la EEMS, se hizo una propuesta específica, relacionada con la utilización del Análisis del Ciclo de Vida (ACV). Se proponía que este Análisis debe extenderse a los vehículos en su conjunto y a sus componentes y sistemas, así como a las diversas fases: fabricación, utilización y final de vida. Además se deben considerar también los posibles efectos que determinadas medidas incluidas en la EEMS pueden tener sobre la utilización de los vehículos en condiciones no previstas inicialmente, como por ejemplo la limitación de la velocidad a valores muy bajos en áreas urbanas (fuera de los rangos previstos de funcionamiento de los motores térmicos), el empleo de resaltes en las vías para reducir esta velocidad, etc. Analizadas las diversas posibilidades que existen para realizar el Análisis del Ciclo de Vida, se ha visto que es un tema abierto, sin que exista por el momento consenso sobre las metodologías más idóneas. Como consecuencia se ha planteado un trabajo orientado a identificar las metodologías posibles, definir y concretar los conceptos relevantes, considerar los impactos más importantes y proponer actuaciones relacionadas con el ACV. Por ello, se plantea un primer punto de identificación y revisión de las metodologías y de las fuentes de datos cuantitativos (consumos de energía, emisiones, otros impactos) necesarios para los análisis. La visión que se busca es global, considerando emisiones de CO2, otras emisiones (compuestos volátiles, CO, HC, NOx, partículas), efluyentes, residuos. Los objetivos de la actuación son: Identificar las metodologías existentes de evaluación del impacto medioambiental y su aplicación al sector de la automoción. Definir los conceptos y metodologías relacionadas con el Ecodiseño. Evaluar las posibilidades para realizar un etiquetado ecológico en el Sector. Identificar los principales elementos del medio ambiente afectados por el Sector y planteamiento de estrategias para su minimización, en las fases de fabricación, utilización y final de vida de los vehículos. Analizar y comparar las diferentes herramientas informáticas de aplicación del Análisis de Ciclo de Vida. Los beneficios esperados de esta actuación tienen varias direcciones: - Conocer las metodologías más adecuadas para evaluar el Análisis del Ciclo de Vida y en relación con el Ecodiseño. - Identificar las oportunidades de nuevos desarrollos por parte de los fabricantes de vehículos en relación con el Análisis de Ciclo de Vida.
  • 10. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 2/124 - Orientar la formación específica que pueda ser necesaria para mejorar la cualificación del personal de las unidades de I+D y de proyectos de las empresas. El presente trabajo ha sido realizado por el Grupo de Trabajo de Automoción de FEDIT coordinado por la Fundación CIDAUT, contando con la colaboración directa de los Centros IAT, IBV, ROBOTIKER y TEKNIKER.
  • 11. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 3/124 2. PRINCIPALES IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS VEHÍCULOS 2.1. IMPACTOS AMBIENTALES RELACIONADOS CON LOS VEHÍCULOS Según la Norma ISO 14001, se definen los aspectos ambientales como los elementos de las actividades, productos o servicios de una organización que pueden interactuar con el medio ambiente. Análogamente los impactos medioambientales se definen como cualquier cambio en el medio ambiente, sea adverso o beneficiosos, resultante en todo o en parte de las actividades, productos o servicios de una organización. Los impactos ambientales pueden ser clasificados según diferentes criterios, entre los que destacan: - Por el carácter: positivos (beneficiosos para el medioambiente) o negativos (causan daño al medioambiente) - Por la relación causa-efecto: primarios (efectos causados directamente por una acción) o secundarios (efectos causados indirectamente por un acción) - Por el momento en que se manifiesten: latente, inmediato o momento crítico - Por la interrelación de acciones y/o alteraciones: impactos simples o acumulativos - Por la extensión: puntual, parcial, extremo o total - Por la persistencia: temporal o permanente - Por la capacidad de recuperación del ambiente: irrecuperable, irreversible, reversible o fugaz Según la SETAC (Sociedad de Química y Toxicología Ambiental), el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es un proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad. El estudio debe incluir el ciclo completo, teniendo en cuenta todas las etapas de la vida del mismo, desde la adquisición de materias primas, fabricación, transporte, uso y fin de vida. De acuerdo con la SETAC, estas categorías de impacto a considerar en un Análisis de Ciclo de Vida se engloban en tres grupos principales: o R: Consumo de recursos naturales o E: Impactos al ecosistema o S: Daños a la salud
  • 12. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 4/124 En la fase de Evaluación de Impactos, una de las fases del Análisis de Ciclo de Vida que se describirán en detalle más adelante, se deben identificar los impactos ambientales a considerar en el estudio. Éstos se agrupan en: Agotamiento de recursos abióticos y energéticos Uso del suelo Cambio climático Agotamiento del ozono estratosférico Formación de oxidantes foto-químicos Acidificación Eutrofización Toxicidad Radiaciones Olor Ruido En este trabajo se presenta una revisión de los impactos más significativos del Sector de Automoción y de las metodologías existentes para su evaluación. En el análisis de ciclo de vida es muy importante documentar los procedimientos, el alcance del estudio y las metodologías empleadas, ya que no existen metodologías universalmente aceptadas y de uso común para muchos de los impactos. En la presentación de Arrojo de Lamo, ENDESA “la movilidad sostenible y eficiente como motor de la innovación tecnológica” (Congreso de movilidad sostenible, 2010), se indica que en España circulan 30 millones de vehículos, en el mundo 800 millones, y las previsiones indican que esta cifra llegará a los 1.500 millones de vehículos para el año 2030. El sector transporte depende del petróleo en un 92%. El transporte tiene múltiples impactos ambientales en todas las escalas geográficas, algunos de ellos: el cambio climático (escala global), la lluvia ácida (regional), el ruido y el smog (local). Estos impactos ambientales están estrechamente ligados a los modos de transporte (aéreo, marítimo y terrestre), a las emisiones generadas y a la infraestructura del transporte. Los procesos industriales que hacen posible el transporte también deben ser considerados, la producción de materias primas, los procesos de fabricación y su tratamiento fin de vida deben sumarse a la fase de utilización, es decir se debe analizar todo su ciclo de vida para no correr el riesgo de implementar estrategias medioambientales incorrectas. A continuación se describen aquellos impactos principales que se asocian al Sector de Automoción, así como algunos de los métodos más empleados para su evaluación.
  • 13. 2.1.1.Efecto invernadero Los impactos que pertenecen a esta categoría derivan de las emisiones de los llamados Gases de Efecto Invernadero (GEI), que son vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido de nitrógeno (N2O) y gases fluorados. Para garantizar la vida en la Tierra, se precisa un cierto efecto invernadero, ocasionado por la presencia de vapor de agua y el resto de las sustancias citadas en la atmósfera. Si no hubiera atmósfera, la temperatura de la superficie terrestre sería de 255 K (-18ºC). Con la atmósfera habitual conteniendo especies que absorben la radiación infrarroja, la temperatura aumenta unos 33K, siendo atribuible al vapor de agua, 21 K, al CO2, 7 K, y al ozono, 3 K. Figura 1. Esquema descriptivo del efecto invernadero como balance entre la radiación recibida del sol y la re-radiada por la Tierra. En el caso del CO2 aparece un desequilibrio entre la generación de CO2 por efecto del uso de combustibles fósiles (creciente) y la absorción por fotosíntesis, normalmente decreciente por los problemas de deforestación. Como resultado de este desequilibrio, el CO2 se acumula, aumentando su concentración en la atmósfera desde un valor en torno a 270 ppm antes de la revolución industrial a valores claramente superiores a 350 ppm en la actualidad. Esto se considera la principal causa del calentamiento global de la Tierra, tal como se indica en la Figura 2. Figura 2. Evolución de la variación de la temperatura y la concentración de CO2 en la Tierra. (Fuente: IHOBE, 2008). METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 5/124
  • 14. El transporte es fuente de emisiones directas de CO2, N2O y CH4, siendo el CO2 el más relevante. En España, entre 1990 y 2005 las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) procedentes del transporte en España han crecido casi un 80% y continúan creciendo ya que la introducción de mejoras tecnológicas desde el punto de vista medioambiental en los nuevos vehículos no compensa el progresivo crecimiento del número de vehículos y utilización. En el mismo periodo, las emisiones de CO2, debidas al transporte, se incrementaron casi en un 77%, dentro de ellas el 84% procedentes del transporte por carretera. El sector transporte es un gran consumidor de combustibles fósiles, por lo que tiene gran incidencia en el cambio climático. Figura 3. Emisiones de CO2 originadas por el transporte. (Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, 2007). Además de las emisiones de GEI asociadas al uso de los vehículos en el transporte, es preciso tener en cuenta las emisiones correspondientes a los procesos de fabricación de los mismos (que serán analizados en el Capítulo 5), así como las emisiones asociadas a los tratamientos al final de la vida útil. Hay que tener en cuenta que las emisiones de CO2 son inherentes al uso de combustibles que contienen carbono en su composición, por lo que la reducción de las mismas se puede plantear en diversos ámbitos: EN GENERAL: o Aumento del rendimiento de las instalaciones de combustión: calderas, motores, etc. o Reducción de consumos energéticos: disminución de la intensidad energética, cambio de hábitos de vida (confort, transporte, bienes de consumo) o Empleo de combustibles con menor emisión de CO2: Gas natural, biocarburantes, hidrógeno (emisión nula si proviene de fuentes renovables). METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 6/124
  • 15. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 7/124 EN INSTALACIONES FIJAS • CAPTURA (SECUESTRO) DEL CO2 DE LOS GASES DE COMBUSTIÓN: Tipos de captura: o Captura de CO2 en pre-combustión o Captura de CO2 en post-combustión o Captura de CO2 en oxi-cumbustión • ALMACENAMIENTO DEL CO2 CAPTURADO: o Almacenamiento en formaciones geológicas adecuadas • UTILIZACIÓN DEL CO2: Es posible la utilización, si bien en cantidades muy pequeñas, en: o Fuente de carbono para síntesis química o Tratamiento de aguas residuales o Gasificación de bebidas o Congelación de alimentos o Extracción supercrítica de grasas y aceite o Soldaduras y moldeados o Extinción de incendios, refrigeradores o sprays. En la Tabla 1 se representan las principales ventajas y desventajas de estos tres tipos de tecnologías relacionadas con la captura de CO2 .
  • 16. Tabla 1: Resumen de características de las tecnologías que posibilitan la captura de CO2 (Fuente: Morales y Torres, 2008) METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 8/124
  • 17. La situación actual de las técnicas de Captura y Almacenamiento de CO2 (conocidas por las siglas en inglés, CCS) es que se encuentran en un estado muy inicial y a muy alto coste, siendo en general desconocidos los problemas originados por su confinamiento a largo plazo. Por otro lado existen dificultades para que el CO2 sea absorbido en otros sectores industriales a gran escala. Existe un Proyecto de Ley, que el Consejo de Ministros aprobó su remisión a las Cortes Generales el pasado 9 de abril, de almacenamiento geológico de CO2. Tiene por objeto incorporar las disposiciones de la Directiva 2009/31/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009 relativa al almacenamiento geológico de CO2 y por la que se modifican la Directiva 85/337/CEE del Consejo, las Directivas 2000/60/CE, 2001/80/CE, 2004/35/CE, 2006/12/CE, 2008/1/CE y el Reglamento (CE) nº 1013/2006. Esta tecnología consiste en capturar el CO2 y transportarlo para su almacenamiento permanente. Para ello, el CO2 es inyectado y confinado en una formación geológica subterránea adecuada. Según indica el Ministerio de Medio Ambiente en su página web, se estima que el uso de esta tecnología podría llegar a evitar, en el año 2030, emisiones que representan del orden del 15% de las reducciones exigidas en la UE. Una de las metodologías más extendidas para la evaluación de este impacto es el cálculo de la huella de carbono. La huella de carbono se define como la totalidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización, evento o producto (UK Carbon Trust 2008). Ésta se calcula en emisiones de CO2 equivalente. Existen diferentes estándares para su cálculo, siendo la PAS 2050 y el Protocolo GHG los más reconocidos internacionalmente. El procedimiento PAS 2050 está basado en la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ISO1040 y 14044:2006), que se describirá más adelante, y en la Norma ISO 14021 de Ecoetiquetado. Por otro lado, incorpora el factor “potencial de calentamiento global” en las bases de su cálculo, siguiendo las indicaciones de la Norma ISO 14064- 1:2006, cuyo objetivo es dar credibilidad y aseguramiento a los informes de emisiones y a las declaraciones de reducción de GEI de las organizaciones. Recientemente, se ha publicado la PAS 2060, que establece los requisitos para la neutralización del carbono en la empresa. Tanto la medición y evaluación de la huella de carbono así como su neutralización son muy importantes para la sostenibilidad de la empresa. El indicador que se emplea para evaluar este impacto es el ICC (Impacto del Cambio Climático) o en inglés CCI (Climate Change Impact). Éste se calcula mediante la expresión siguiente: i i i mPCGICC ⋅= ∑ Donde mi es la masa de la sustancia i expresada en kg y PCG es el potencial de calentamiento global o en inglés GWP (Global Warming Potential). El potencial de calentamiento global (PCG) es un factor que se emplea para comparar emisiones de diferentes gases de efecto invernadero tomando como referencia las emisiones de CO2. Este factor se calcula mediante la siguiente ecuación: METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 9/124
  • 18. ∫ ∫ ⋅ ⋅ = T COCO T ii Ti dttca dttca PCG 0 0 )( )( 22 Este factor relaciona la contribución a la absorción de calor de la emisión de un kg del gas i y la emisión equivalente de CO2 a lo largo de un tiempo T (20, 100 ó 500 años). Para estudiar los efectos a corto plazo, se elegirá un tiempo de 20 años. En los estudios en los que se quiera predecir los efectos a largo plazo, se elegirán tiempos mas largos (100 años, Tabla 2). Tabla 2: Potenciales de calentamiento global de algunos gases de efecto invernadero para un tiempo de 100 años. (Fuente: JRC European Commission, 2007) Especie Fórmula química GWP100 Dióxido de Carbono CO2 1 Metano CH4 25 Óxido nitroso N2O 298 HFCs - 124-14.800 Hexafluoruro de Azufre SF6 22.800 PFCs - 7.390-12.200 El parámetro a corresponde al calentamiento producido por el aumento de la concentración del gas y c su concentración en el tiempo t. Por ello, ai es el calentamiento producido por el aumento de la concentración de un gas i y ci(t) es la concentración del gas i en el tiempo t. Estos valores son publicados periódicamente por el Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Para la estandarización del cálculo y comunicación de la huella de carbono, actualmente el Comité Técnico de la ISO (International Organization for Standardization) está trabajando en el borrador de la que será la futura Norma ISO 14067, sobre la “huella ecológica de los productos”. Esta Norma estará basada en las ISO 14040, ISO 14044 (relativas al análisis de ciclo de vida) e ISO 14025 (relativa a las etiquetas y declaraciones ambientales), Normas que serán comentadas más adelante, en los capítulos correspondientes. La futura Norma 14067, que se prevé que sea publicada a finales del año 2011, constará de dos partes: cuantificación (parte 1) y comunicación (parte 2). Igualmente, desde junio de 2009 la ISO está trabajando en el desarrollo de la futura Norma ISO 14069 para la cuantificación y comunicación de la huella de carbono en la empresa. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 10/124
  • 19. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 11/124 2.1.2.Efecto de las emisiones sobre el ozono Las emisiones contaminantes gaseosas tienen dos tipos de efecto en relación con el ozono en la atmósfera, dependiendo de si se considera a baja altitud (troposférico) o a elevada altitud (estratosférico): En la troposfera, algunas sustancias gaseosas (hidrocarburos sin quemar) contribuyen a la creación de ozono, que es perjudicial para la salud. En la estratosfera, otras sustancias aceleran la descomposición del ozono, que cumple un función vital como pantalla contra los rayos ultravioleta de alta energía. Estos dos efectos se analizan brevemente por separado. A. Efecto sobre el ozono troposférico El denominado ozono troposférico, es decir a nivel del suelo, tiene una comportamiento totalmente diferente del estratosférico, considerándose en general perjudicial, ya que experimenta reacciones con los compuestos nítricos y con los hidrocarburos sin quemar de la forma siguiente: O3 + 3 HC → HCO· apareciendo radicales libres muy reactivos, que atacan los plásticos y las gomas. En presencia de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles, se produce una concentración de ozono denominada smog fotoquímico. Con NO Con COVs NO2+rad→NO+O O+O2→O3 O3+NO→O2+NO2 COVs+NO→NO2+RO· Las sustancias capaces de generar el ozono troposférico se conocen como precursores del ozono. B. Efecto sobre el ozono estratosférico La capa de ozono estratosférico (30-40 km altitud) actúa como filtro de las radiaciones ultravioletas procedentes del Sol. La disminución de la capa de ozono (O3) estratosférico que protege a la Tierra provoca el aumento del índice de cáncer en la piel y el perjuicio en los sistemas naturales y artificiales. La mayoría de los cloruros y bromuros procedentes de compuestos clorofluorocarbonados (CFC, usados como fluidos refrigerantes y propelentes) y otras fuentes son los causantes de esto. El efecto que producen estos compuestos es el de reaccionar con las moléculas de ozono estratosférico, de acuerdo con el siguiente esquema general:
  • 20. Sin CFC Con CFC O2+rad UVA→O+O O+O2→O3 O3+rad UVA→O+O2 O3+O→2O2 CFC + rad UVA → Cl + otros Cl + O3 → ClO + O2 ClO + O → Cl + O2 siendo las reacciones de destrucción de O3 en presencia de CFC muchísimo más rápidas. Para evaluar el efecto de las emisiones destructoras del ozono, se emplea el Indicador del Agotamiento de Ozono (IAO), que se calcula como la suma de los Potenciales de Agotamiento de Ozono (PAO) para las diferentes sustancias multiplicados por la masa (en kg) de cada una de ellas: i i i mPAOIAO ⋅= ∑ El impacto se expresa en unidades relativas al efecto que produce un kg de CFC-11. El potencial de agotamiento del ozono (PAO) es un número que se refiere a la cantidad de destrucción de ozono estratosférico causado por una sustancia. Se define como la relación entre la descomposición del ozono en el estado de equilibrio debido a las emisiones anuales (kg/año) de una cantidad de sustancia i emitida a la atmósfera y la descomposición del ozono en estado de equilibrio debido a la cantidad de CFC-11 (el potencial de agotamiento del CFC-11 está definido como 1). [ ] [ ] 113 3 − = CFC i i Od Od PAO Periódicamente la Organización Meteorológica Mundial publica estimaciones de los PAO para diferentes substancias. El grado de impacto está condicionado por las condiciones atmosféricas de contaminación que tienen lugar en el momento en el que se produce la emisión. Se establecen tres niveles: bajo, medio y alto. Los valores de los potenciales de cada sustancia vienen especificados en los anexos del Protocolo de Montreal. Por ejemplo, el potencial de una sustancia como halón- 1301, para un nivel bajo, es 10, lo que significa que su impacto sobre el ozono es diez veces mayor que el del CFC-11. 2.1.3.Acidificación Otro impacto significativo es la acidificación, ésta se define como la pérdida de la capacidad neutralizante del agua y del suelo. Se produce como consecuencia del retorno a la superficie de la tierra, en forma de ácidos, de los óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera. Es debido a las emisiones de SO2, NOx y NH3 a la atmósfera, que quedan absorbidos en la lluvia (denominada lluvia ácida), generando importantes daños en la naturaleza. El alcance del efecto de la lluvia ácida es tanto local como regional (la inmisión tiene lugar en ocasiones a cientos de kilómetros de distancia). En Europa, el problema aparece sobre todo en el centro y el norte, con menor incidencia en los países del sur. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 12/124
  • 21. El indicador de esta categoría se denomina impacto de acidificación (IA) y se calcula con la siguiente ecuación: i i i mPAIA ⋅= ∑ Siendo la masa (en kg) de la sustancia y el Potencial de la Acidificación de dicha sustancia que se calcula según la siguiente expresión: im i PA i HH i M Mn PA ++ ⋅ = Se define como el número de + H que puede ser producido por cada kg de la substancia , donde (mol/kg) es el número de ionesi + H n + H que pueden ser potencialmente producidos por un kg de sustancia i , (kg/mol) el peso equivalente de un mol de + H M + H y el peso equivalente de la sustancia i . El resultado se expresa en kg de SO iM 2 equivalente. La Figura 4 recoge las evolución de las emisiones de GEI, sustancias acidificantes y precursores de ozono troposférico. Estos datos indican que los gases de efecto invernadero procedentes del transporte en España en el año 2008 han sufrido un descenso de casi un 6% respecto al 2007, las sustancia acidificantes se han reducido un 7,9% y los precursores del ozono un 10,6%. Estas reducciones son consecuencia de la introducción de medidas cada vez más restrictivas sobre el control de las emisiones de los vehículos. Se destaca el uso generalizado de los catalizadores en los motores de gasolina, el uso de motores diesel de inyección directa y la mejora en la calidad de los combustibles. Figura 4. Emisiones de GEI, sustancias acidificantes y precursores del ozono troposférico procedentes del transporte en España (Fuente: MMA, 2009) METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 13/124
  • 22. 2.1.4.Ruido El ruido es uno de los impactos medioambientales considerado como uno de los grandes problemas que afectan a la calidad de vida de las personas (Figura 5). Figura 5. Efectos y consecuencias de la exposición al ruido (Fuente: Garraín, 2009) Técnicamente el ruido es un tipo de energía que se propaga de forma ondulatoria desde el foco sonoro hasta el receptor, con una velocidad constante y disminuyendo su intensidad con la distancia, aunque mejor podemos definir el ruido como todo sonido que se percibe, pero que no es deseado por el perceptor. La Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido (que transpone a la Directiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de junio de 2002, sobre evaluación y gestión del ruido ambiental, END) tiene por objeto prevenir, vigilar y reducir la contaminación acústica para reducir o evitar los daños que esta puede producir a la salud humana, los bienes o al medioambiente. Esta ley define la contaminación acústica como la presencia en el ambiente de ruidos o vibraciones, independientemente del origen, que conlleva molestia, riesgo o daño a la persona para el desarrollo de sus actividades o los bienes de cualquier naturaleza o que produzcan efectos significativos sobre el medio ambiente. La legislación que regula los niveles de sonido de los vehículos de motor (coches, camiones y autobuses) se adoptó en 1970 (Directiva 70/157/CEE), ésta ha sido modificada en numerosas ocasiones. La prueba de homologación prevista en esta directiva tiene como objetivo limitar el ruido producido en una situación típica de tráfico urbano. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 14/124
  • 23. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 15/124 Estas directivas se aplican a todo vehículo de motor destinado a circular por carretera, con o sin carrocería, con cuatro ruedas como mínimo y una velocidad máxima de fabricación superior a 25 km/h, con excepción de los vehículos que se desplazan sobre raíles, los tractores agrícolas y forestales y los equipos mecánicos móviles. Las directivas establecen valores límite para los niveles sonoros de las partes mecánicas y los dispositivos de escape de los vehículos considerados. Los valores son de 74 dB(A) para los vehículos automóviles y 80 dB(A) para los vehículos industriales de gran potencia. Esos valores admisibles se establecen en función de las categorías de vehículos: - automóviles, - vehículos de transporte público, - vehículos de transporte de mercancías. Todos los vehículos deben diseñarse para emisiones de 1dB(A) por debajo del límite para que haya margen para las tolerancias de producción. A medida que disminuían los límites, fueron ganando en importancia los ruidos producidos por los neumáticos, que con los nuevos límites se convirtieron en la fuente principal de ruido a velocidades superiores a los 50 km/h. En la actualidad, se ha llegado a una situación en la que no será eficaz disminuir los límites si no se adoptan medidas para resolver el problema del ruido producido por el contacto del neumático con el suelo, sobre todo cuando circulan a velocidades altas. Los estudios destinados a incorporar la categoría del ruido en los Análisis de Ciclo de Vida deben partir de los datos de emisión que se dispongan de los distintos modelos de vehículos, se deberá modelar un flujo de vehículos que simule el parque automovilístico y una red de carreteras con una población alrededor. Además se deberán incorporar otros parámetros de ajuste como la velocidad, tipo de neumático, tipo de superficie, tipo de motor, etc. La introducción de estos parámetros de ajuste permite modelar la red viaria virtual con las características de las carreteras de estudio por dónde circulan los vehículos virtuales, simulando el parque automovilístico. Uno de los modelos de simulación que considera el efecto de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) es el desarrollado dentro del proyecto IMAGINE (Proyecto de Investigación del VI Programa Marco).
  • 24. Figura 6. Estructura global del modelo considerado en el Proyecto IMAGINE. (Fuente: Imagine,2007) Garraín et al. (2006) consideran el DALY (Años de Vida Adaptados por Discapacidad) como la mejor unidad de medida de los impactos negativos del ruido sobre el ser humano. Para la evaluación del impacto del ruido provocado por el tránsito de los vehículos, una referencia importante es el profesor suizo Rudolf Müller-Wenk, que ha desarrollado una metodología para cuantificar el efecto del ruido sobre la salud humana en DALY. Otros autores destacados son Gabor Dokas o Nielsen y Laurden, que también han desarrollado metodologías que evalúan el efecto del ruido sobre la salud humana. Estas metodologías y su implementación en el ACV son explicadas por Garraín et al. (2006). METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 16/124
  • 25. La siguiente figura muestra los DALY por vehículos-kilómetro (vkm) a partir de diferentes valores de ruido de emisión. Figura 7. DALY por vkm (vehículos-kilómetro) en función de los decibelios causados por el tráfico rodado en un viaje medio, durante el día y durante la noche. (Fuente: Garrain et al.. 2006) El término vkm se obtiene multiplicando el número de vehículos de la red viaria sometida a estudio por la distancia recorrida en un determinado tiempo. Según Garraín et al. (2006), se estima que más del 80% del ruido generado en las ciudades es atribuible a los vehículos de motor. 2.2. BASES DE DATOS AMBIENTALES Actualmente existen gran cantidad de bases de datos generales que contienen los cálculos de las cargas ambientales a partir del consumo de materiales y energía. A pesar de que hay muchos datos disponibles contenidos en bases de datos, existen procesos cuyos datos no están contenidos o no son representativos. Los datos se dividen en: Datos de primer plano: datos específicos requeridos para modelizar un sistema específico. Normalmente son los que describen un producto específico y un sistema de producto. Datos de fondo: datos de materiales genéricos, energía, transporte y sistemas de gestión de residuos. Este tipo de datos son los que normalmente se encuentran en bibliografía y en bases de datos. El desarrollo y valoración de un Análisis de Ciclo de Vida está altamente condicionado por la base de datos que se utilice para realizar los cálculos. No existe una valoración aceptada universalmente de los impactos ambientales, pudiendo obtener diferentes METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 17/124
  • 26. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 18/124 resultados en función de la base de datos utilizada, por ello hay que tener especial cuidado en utilizar la misma base de datos cuando se trate de realizar una comparación entre diferentes productos. La elección de la base de datos a utilizar para la realización del Análisis de Ciclo de Vida dependerá en cada caso. Hay que tener en cuenta que en ellas se recogen sólo las situaciones de impacto ambiental más habituales, basándose en valores medios disponibles que pueden ser interpretados según distintos intereses. Por ello, es muy importante saber qué datos y qué características tiene la base de datos que se vaya a utilizar para la realización del estudio. A continuación se describen las principales características y contenidos de algunas de las bases de datos más utilizadas: BUWAL 250: Contiene materiales, energía, transporte y residuos generales, basados en la BBDD ETH. Los datos que contiene están documentados, con referencias e información relativa a los datos, lo que es muy significativo a la hora de evaluar la calidad de los datos. Ecoinvent: de Ecoinvent Centre. Sus datos están basados en información recogida a nivel científico, académico e industrial. Contiene datos de inventario sobre provisión de energía, extracción de recursos, materiales, compuestos químicos, metales, agricultura, gestión de residuos y transporte. Esta base de datos presenta una buena compatibilidad con los programas informáticos de Análisis de Ciclo de Vida. Idemat: Contiene bastante información técnica de materiales y procesos industriales habituales. Es una base de datos muy completa para seleccionar materias primas y recursos empleados en el proceso de diseño de un producto. Dispone de dos versiones, con el mismo contenido pero una de ellas tiene la posibilidad de introducir otros valores propios del estudio a realizar, además tiene un acceso sencillo e intuitivo a la información, permite comparar distintos materiales, realizar búsquedas de materiales y permite copiar datos para ser usados en otros programas. ETH-ESU: del Instituto de Investigación ETH-ESU de Zurich (Suiza). Contiene datos de producción e importación de combustibles, producción y comercialización de electricidad (desde la extracción de la energía primaria, el refinado, extracción de recursos minerales, etc) European Life Cycle Database (ELCD): de la CE. Contiene datos sobre materiales y procesos básicos que han sido proporcionados o aceptados por el sector industrial. GaBi Database: de LBP (Universidad de Stuttgart) y PE International. Contiene datos de sectores industriales (procesos, aceros, aluminios, plásticos y productos orgánicos e inorgánicos).
  • 27. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 19/124 2.3. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 2.3.1.Fundamentos del Análisis de Ciclo de Vida Como se ha indicado, el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una metodología para la evaluación de cargas e impactos ambientales asociados a un proceso o a la elaboración de un producto, teniendo en cuenta todas las etapas de la vida del mismo, desde la adquisición de materias primas, fabricación, transporte, uso y fin de vida. Se trata de una herramienta que abarca todas las entradas y salidas, directas e indirectas, lo que permite manejar todos los factores ambientales. Además, la metodología es cuantitativa, a diferencia de otras, por lo que permite la toma de decisiones de forma objetiva. A continuación se muestra una comparación del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) con otras herramientas principales de gestión ambiental, como la Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) o la Auditoría Ambiental (AA). Se observa que el ACV tiene un ámbito de aplicación mayor que las otras, en cualquier caso su aplicabilidad dependerá de cada caso en concreto. Tabla 3: Objeto, objetivo y proceso del ACV, AA y EIA. (Fuente: Fullana y Rieradevall 1995) Método Objeto Objetivo Proceso ACV Producto o proceso Evaluación y mejora del impacto ambiental - Inventario - Evaluación de impacto - Actuaciones Auditoría Ambiental Empresa o instalación Adaptación a una norma ambiental - Análisis de situación - Puntos débiles - Propuestas Evaluación de Impacto Ambiental Proyecto Decisión sobre un proyecto - Evaluación de impacto ambiental y social - Medidas correctoras - Necesidad del proyecto A diferencia de los otros, el Análisis de Ciclo de Vida está enfocado a productos o procesos propios de una actividad humana, como es el caso de los que tienen lugar en el sector de la automoción. Existen diversos métodos de análisis de aspectos ambientales, cuyo objetivo principal es la obtención de una perspectiva general de los principales aspectos ambientales durante su ciclo de vida así como identificar las prioridades ambientales que se tratarán durante el proceso de ecodiseño. Los métodos para el análisis de ciclo de vida más utilizados son:
  • 28. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 20/124 Matriz MET La Matriz MET es un método semicuantitativo que sirve para tener una visión global de las entradas y salidas en cada etapa del ciclo de vida. Proporciona una primera indicación de los aspectos para los cuales se precisa información adicional (IHOBE, 2000). El nombre deriva de la consideración de: M: Utilización de Materiales (consumo de entradas) E: Utilización de Energía (procesos) T: Emisiones Tóxicas (salidas más importantes por su toxicidad) Ventajas: Es la más sencilla, rápida y de bajo coste Proporciona una visión global del Ciclo de Vida (las salidas y entradas en cada etapa) Permite realizar prioridades ambientales aunque no existan ecoindicadores relevantes para el producto Permite recopilar datos y organizar bien toda la información para cada etapa de ciclo de vida antes de utilizar Ecoindicadores o una herramienta informática de ACV Desventajas: No proporciona una cuantificación numérica ni de los principales impactos ni de la etapa crítica del ciclo de vida (es orientativo) Requiere conocimientos ambientales amplios o la colaboración con expertos medioambientales capaz de analizar los resultados. Ecoindicadores Los Ecoindicadores expresan el impacto medioambiental de un producto o proceso de forma numérica, a partir del Análisis de Ciclo de Vida de los mismos. El indicador será mayor cuanto mayor sea el impacto ambiental. Esta herramienta es más precisa que la matriz MET a la hora de priorizar los impactos a lo largo del ciclo de vida del producto o proceso. Ventajas: Permite entender mejor la metodología del ACV y los resultados Valoración numérica del impacto ambiental de los productos y procesos sin utilizar una herramienta de software. No necesita de ningún experto medioambiental una vez que se conoce cómo se utiliza la herramienta.
  • 29. Desventajas: Listados de ecoindicadores no muy desarrollados todavía y algunos de ellos no totalmente adaptados a la realidad de cada territorio/pais. Operaciones numéricas engorrosas en caso de productos complejos. Figura 8. Procedimiento general del cálculo de los Ecoindicadores (Fuente: IHOBE, 2000) Herramientas de software para ACV Dada la gran cantidad de datos contenidos en las bases de datos ambientales a las que se ha hecho referencia anteriormente, se ve clara la necesidad de la existencia de herramientas informáticas que utilicen estos datos de manera automática. Debido al éxito que tiene el ACV como herramienta de gestión, para la creación de ecodiseños, desarrollo de políticas medioambientales, ecoetiquetas, políticas integrales de productos o estrategias de marketing, etc., se han desarrollado distintos programas de software que serán explicados en el capítulo 6. 2.3.2.Objetivos y fases del Análisis de Ciclo de Vida El ACV es útil tanto para requerimientos internos de la empresa como externos, entre los que se pueden indicar: Requerimientos internos: - Ubicación de materiales y gestión de flujos de energía - Comparación de ubicaciones internas - Optimización de fin de vida de productos y embalajes - Asistencia en Ecodiseño de productos METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 21/124
  • 30. Requerimientos externos: - Comunicación medioambiental: IPP, EPD, productos verdes - Contra-ataque a una campaña ecológica excesivamente simplista - Diálogo cliente / proveedor Una de las aplicaciones internas más importantes del ACV está orientada a la gestión medioambiental: - Gestión de instalaciones industriales gracias a las referencias anuales - Mejoras comunes en instalaciones industriales gracias a referencias internas - Elección de proveedores Asimismo, los estudios de ACV permiten: - Integrar flujos completos de corrientes input y output - Evaluación de diferentes opciones ambientales - Modelado de la evaluación a largo plazo - Comparación de referencias La Figura 9 presenta la estructura del Análisis del Ciclo de Vida, incluyendo las fases o pasos generales para su aplicación y algunas de las aplicaciones directas. Definición del objetivo y el alcance del estudio Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV) Evaluación de Impactos del Ciclo de Vida (EICV) Interpretacióndelosresultados Aplicaciones directas: Desarrollo y mejoras del producto •Planificación estratégica •Elaboración de políticas públicas •Marketing •Otras Definición del objetivo y el alcance del estudio Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV) Evaluación de Impactos del Ciclo de Vida (EICV) Interpretacióndelosresultados Aplicaciones directas: Desarrollo y mejoras del producto •Planificación estratégica •Elaboración de políticas públicas •Marketing •Otras Figura 9. Estructura del Análisis de Ciclo de Vida METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 22/124
  • 31. Para llevar a cabo el Análisis de Ciclo de Vida han de seguirse los siguientes pasos (UNE-EN ISO 14044): • Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040) • Paso 2: Análisis de inventario del Ciclo de Vida (ICV) • Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV) • Paso 4: Interpretación de los resultados • Paso 5: Elaboración del informe final • Paso 6: Revisión crítica Paso 1: Definición de objetivos y ámbito (ISO 14040) - Definición de los objetivos del estudio: la finalidad, el producto a estudiar, el destinatario de los resultados y el alcance del estudio - Elección de la unidad funcional que describe la función principal del sistema analizado y es coherente con el objetivo y el alcance del estudio. Proporciona una referencia para normalizar los datos de entrada y salida desde un punto de vista matemático. - Delimitación de los límites del sistema: hay que determinar qué procesos unitarios deben incluirse, ya que un ACV muy completo puede resultar muy laborioso y extenso y no aportar resultados significativos respecto a un ACV más sencillo. - Requerimientos de calidad de los datos: se debe especificar los requisitos de la calidad de los datos para poder cumplir el objetivo y alcance. También se debe documentar el tratamiento de los datos que faltan. - Reglas límite (cut-off rules): se deberán establecer los criterios de corte para su consideración o no en el ACV. Paso 2: Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (ICV) En esta fase se obtendrán los datos y los procedimientos de cálculo para identificar y cuantificar todos los efectos ambientales asociados a la unidad funcional. Se deberá asignar los flujos de materia y energía, así como las emisiones asociadas. Esta fase comprende las siguientes tareas: Figura 10. Esquema del análisis de inventario (Fuente: Garraín, 2009) METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 23/124
  • 32. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 24/124 - Construcción del árbol de ciclo de vida: en el que se definen los flujos de entradas y salidas de los procesos sometidos a estudio. - Recopilación de datos de cada proceso unitario definido dentro del límite del sistema. Pueden ser medidos, calculados o estimados. - Utilización de los datos. Asignación de los datos a cada proceso unitario. - Aplicación de las reglas límite, teniendo en cuenta los coproductos. - Cálculo del inventario. Todos los procedimientos de cálculo deberán ser debidamente documentados, especificando claramente las suposiciones realizadas. - Identificación de la contribución de los flujos de las diferentes etapas del ciclo de vida e identificación de las etapas más representativas. La base de un estudio de Análisis de Ciclo de Vida es la elaboración de un inventario de todos los flujos de entrada y salida en el proceso industrial de un producto durante todo su ciclo de vida. Esto incluye las etapas de producción, utilización, distribución y eliminación final del producto. El inventario puede organizarse en un árbol de procesos. A continuación se muestra en la Figura 11 un árbol de procesos general del ciclo de vida de los vehículos.
  • 33. Chapa Laminada Corte Embutición Soldadura Tratamiento superficial Pintado CARROCERIA Fundición Mecanizado Montaje Conjuntos mecánicos ENSAMBLAJE MOTOR+TRANSMISIONES ELEMENTOS PLASTICOS Y RECUBRIMIENTOS ASIENTOS, NEUMÁTICOS, OTROS ACCESORIOS Formulación y mezcla Vulcanizado Acabado Postcurado Montaje Acopio de elementos CARGA DE FLUIDOS Y EXPEDICIÓN TRANSPORTE UTILIZACIÓNMantenimiento Reparación FIN DE VIDA Desmontaje Diagnóstico REUTILIZACIÓN DE COMPONENTES Y SISTEMAS Separación y pretratamiento RECICLADO VALORIZACIÓN ENERGETICA VERTEDERO Materia prima Secado Inyección Troquelado Soldadura Montaje Pintura Figura 11. Esquema general de ciclo de vida de los vehículos (Fuente: FACYL, 2002) METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 25/124
  • 34. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 26/124 Paso 3: Evaluación de impactos del ciclo de vida (EICV) Se deberá evaluar lo significativos que son los impactos ambientales. En general esta fase trata los aspectos ambientales especificados en los objetivos y el alcance. Esta fase comprende las siguientes tareas: Selección de las categorías de impacto, indicadores de categoría y modelos. Clasificación de los datos de inventario en categorías de impacto. Una categoría de impacto es una clase que representa las consecuencias ambientales generadas por los procesos o sistemas de productos. Caracterización de los datos: modelar, mediante los factores de caracterización (también llamados factores equivalentes), los datos de inventario para cada una de las categorías establecidas. Para definir el factor de caracterización, hay que seleccionar el impacto mas representativo de la categoría y expresar el resto en función de éste. Por ejemplo en la categoría de efecto invernadero, el impacto más significativo son las emisiones de CO2 (y su unidad funcional es el kg), por lo que todos los impactos pertenecientes a esta categoría serán medidos en kg de CO2 equivalente (Apartado 2.1.1.) Se pueden desarrollar otras tareas opcionales, dependiendo del objetivo y alcance planteado en el ACV, estas son: - Normalización: es la relación de la magnitud cuantificada para una categoría de impacto respecto a un valor de referencia. - Agrupación: Organización y clasificación de las categorías de impacto en uno o más conjuntos según lo definido en el objetivo y alcance del ACV. Existen dos procedimientos para ello: Organizando las categorías de impacto en una base nominal, por ejemplo mediante características como entradas o salidas. Clasificación de las categorías de impacto según una jerarquía, por ejemplo de prioridad alta, media o baja. - Ponderación: incluir factores numéricos basados en juicios de valor para el establecimiento de la importancia relativa a las distintas categorías de impacto, para después sumarlas y obtener un resultado ponderado en forma de un único índice ambiental global del sistema. Existen dos posibles procedimientos: Convertir los resultados del indicador o resultados normalizados con los factores de ponderación seleccionados. Sumar los resultados del indicador o resultados normalizados a través de categorías de impacto En general no se permite aplicar la ponderación en los ACV para realizar comparaciones públicas de dos productos. En la fase de caracterización y evaluación de impactos, se debe realizar una agrupación de los impactos ambientales del proceso sometido a estudio en categorías medioambientales. En el Apartado 2.1 se ha hecho una revisión de los impactos y
  • 35. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 27/124 categorías ambientales más significativas del sector de la automoción. También se ha hecho referencia a algunas metodologías para estos impactos, si bien hay que tener en cuenta que no han sido desarrolladas metodologías fiables para analizar algunos impactos. Existen diferentes métodos de evaluación de impacto de ciclo de vida, cada una de ellas incluye diferentes categorías de impacto y metodologías para su evaluación. No se pueden realizar comparaciones de productos o procesos utilizando diferentes métodos de evaluación. A continuación se enumeran algunos de los principales métodos que se utilizan: CML 1992 CML 2001 ECO-INDICADOR 95 ECO-INDICADOR-99 HUELLA ECOLÓGICA ECOPOINT 97 CUMULATIVE ENERGY DEMAND CUMULATIVE EXERGY DEMAND EDIP/UMIP 97 EDIP 2003 EPS 2000 IPCC 2007 TRACI EPD 2007 En la Tabla 4 se comparan algunos de estos métodos.
  • 36. Tabla 4: Categorías de impacto para distintos métodos de EICV. (Adaptado de Chiminelli, 2009) CML 1992 ECO 95 ECO 99 ECOPOINT 97 CUMULATE ENERGY DEMAND EDIP Efecto invernadero Efecto invernadero Reducción de la capa de ozono Reducción de la capa de ozono Reducción de la capa de ozono Reducción de la capa de ozono Cambio climático Cambio climático Toxicidad humana Toxicidad humana Ecotoxicidad Ecotoxicidad Ecotoxicidad Smog Smog de invierno y verano Smog de invierno y verano Acidificación Acidificación Acidificación Acidificación Eutrofilización Eutrofilización Eutrofilización Eutrofilización Olor Utilización de recursos abióticos Utilización de recursos bióticos Residuos sólidos Residuos sólidos Residuos sólidos Metales pesados Substancias cancerígenas Substancias cancerígenas Pesticidas Radiación Uso de suelo Foto-Oxidación Escoria Utilización de recursos Este método evalúa los impactos individualmente por lo que no utiliza categorías de impacto. Solo tiene en cuenta consumos de recursos energéticos Utilización de recursos Utilización de recursos Paso 4: Interpretación de los resultados Esta fase combina los resultados del inventario con los de evaluación del impacto. Debe proporcionar resultados coherentes con el objetivo y alcance definidos y conclusiones que expliquen las limitaciones y proporcionen recomendaciones. Esta fase comprende las siguientes tareas: - Identificación de los aspectos más fuertes y débiles de los casos estudiados. - Comprobación de la consecución de los objetivos durante la primera etapa. - Validación de la solución si es necesario mediante: Recopilación de datos adicionales Análisis de sensibilidad Detalle de las aplicaciones y límites del estudio Dirección hacia otros posibles estudios METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 28/124
  • 37. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 29/124 En esta fase se podrá determinar qué fase del ciclo de vida sometido a estudio genera las mayores cargas ambientales y por tanto aquellos aspectos que necesitan ser mejorados. Cuando se trata de comparar distintos productos, se podrá determinar cuál de ellos es más respetuoso con el medio ambiente. Paso 5: Elaboración del informe final El informe deberá incluir todos los resultados, así como los datos, métodos empleados, hipótesis realizadas y limitaciones del estudio. El informe deberá permitir la utilización de los resultados e interpretación de manera consistente con el objetivo y alcance del estudio. Paso 6: Revisión crítica Esta fase consiste en verificar que el Análisis de Ciclo de Vida realizado se ajusta a la metodología descrita en la Norma, se comprobará la transparencia del informe, que los métodos e hipótesis son científica y técnicamente válidos. Se comprobará que los resultados obtenidos sean acordes con el objetivo y alcance del estudio, definidos en la primera fase, y también que la interpretación refleja las limitaciones del estudio. Esta fase puede ser realizada por expertos internos o externos independientes. El informe de la revisión debe ser incluido dentro del informe de estudio del ACV.
  • 38. 3. ECODISEÑO El Análisis de Ciclo de Vida y el Ecodiseño están muy relacionados. El ACV es la herramienta cuantitativa que se utiliza en el Ecodiseño ya que analiza y evalúa los impactos asociados a cada etapa del proceso y detecta las necesidades de mejora desde el punto de vista medioambiental. Igualmente, el ACV sirve para comparar diferentes alternativas de diseño, evaluando las mejoras medioambientales que se obtienen. 3.1. CONCEPTO DE ECODISEÑO Aplicar el Ecodiseño en vehículos no significa diseños futuristas ni totalmente rompedores como el siguiente Figura 12. “Ecodesigned vehicle” (Fuente: Car Body Design) El objetivo último del Ecodiseño es mejorar el rendimiento medioambiental de los productos a lo largo de su ciclo de vida (selección y utilización de la materia prima; fabricación; embalaje, transporte y distribución; instalación y mantenimiento; uso; y fin de vida), mediante la integración sistemática de las cuestiones medioambientales en la etapa más temprana del diseño del producto. De un modo general se puede decir que Ecodiseño significa que el medio ambiente es tenido en cuenta a la hora de tomar decisiones en el proceso de desarrollo/diseño METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 30/124
  • 39. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 31/124 de producto como un factor adicional a los que tradicionalmente se han venido tomando en cuenta. En relación con los vehículos el Ecodiseño afecta a todas las etapas de Fabricación, Uso y Fin de Vida de los mismos, de acuerdo con las actividades principales siguientes: • Fabricación o Impacto de materia primas, acopio de las mismas y su reducción. o Fabricación o procesado o Distribución • Uso o Impacto durante el uso o Optimización vida útil • Fin de Vida o Reutilización y valorización o Reciclado o Eliminación En definitiva, se tienen en cuenta todos los impactos ambientales generados por el sistema-producto a lo largo de todo su ciclo de vida. Es la propia empresa la que debe encontrar sus factores motivantes que le impulsen a abordar un proyecto de Ecodiseño, cuyo posible método de trabajo se explica a continuación. En cuanto a normativa, a nivel nacional se puede citar que existe la norma UNE 150.301:2003 de Ecodiseño general (no automoción). Otras normas son específicas para algunas de las etapas, como para reciclaje al final de vida útil del vehículo con una directiva europea 2000/53/CE que posteriormente se modifica en cuatro ocasiones en los años 2002 y 2005 y un real decreto RD 1383/2002 sobre gestión de vehículos al final de su vida útil. 3.2. PREPARACIÓN DEL PROYECTO DE ECODISEÑO Se han desarrollado diferentes metodologías de aplicación general para la aplicación de las bases del Ecodiseño entre ellas PILOT y PROMISE . No estás metodologías ni las herramientas que se utilizan son únicas ya que en gran medida la decisión de utilizar unas u otras dependen del producto y de los objetivos del mismo. En este estudio tomamos como referencia la guía publicada por el IHOBE (Manual práctico de Ecodiseño – Operativa de implantación en 7 pasos). En la mayoría de los casos a la oportuna selección del Equipo de Trabajo, la correcta interpretación de los factores motivantes, la adecuada selección del producto y una buena definición de objetivos son factores críticos de éxito de un proyecto de Ecodiseño.
  • 40. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 32/124 A. Selección del equipo de trabajo • La Gerencia o el Director de Unidad/Área debe impulsar los objetivos medioambientales de modo que con su apoyo, seguimiento o incluso participación directa en el equipo, debe garantizar el correcto devenir del proyecto. • El Responsable de Diseño debe hacer suyo e interiorizar el concepto medioambiental en la fase de diseño (si no lo hace ya), de modo que él debiera ser el encargado de dirigir las etapas del proyecto y servir de coordinador. • El Equipo permanente: ingeniería, diseño, producción y calidad/medio ambiente debieran formar el núcleo que participa de modo activo en el proyecto. • El Equipo de apoyo: compras, marketing y/o comercial y logística pueden y deben apoyar en distintas fases del proyecto de modo consultivo o incluso formar parte del equipo permanente. Tan importante como que estén presentes los departamentos o funciones precisas, es la designación de las personas de modo que el equipo esté bien compensado. B. Factores motivantes para el Ecodiseño (Driving Forces). Según el IHOBE entre los factores motivantes para la realización de actividades de Ecodiseño se encuentran los siguientes: • Factores motivantes externos para el ecodiseño o Administración: legislación y regulación. o Mercado: demandas de clientes (industriales y finales) o Competidores o Entorno social: responsabilidad con el medio ambiente o Organizaciones sectoriales: tracción ambiental sobre la empresa o Suministradores: innovaciones tecnológicas • Factores motivantes internos para el ecodiseño o Aumento de la calidad del producto o Mejora de la imagen del producto y de la empresa o Reducción de costes o Poder de la innovación o Sentido de la responsabilidad medioambiental de la dirección o Motivación de los empleados C. Selección del producto Tres son los factores a tener en cuenta para seleccionar un producto sobre el que aplicar los conceptos de Ecodiseño:
  • 41. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 33/124 • El producto debe tener una serie de “grados de libertad” que sean modificables. Puede ser un conjunto, que contenga varios subconjuntos y estos a su vez piezas o componentes de modo que se puedan cambiar materiales, dimensiones, uniones, tratamientos, etc. Es decir, allí dónde se pueden obtener resultados sin grandes modificaciones y/o sin grandes costes o inversiones • El producto debe ser susceptible que admitir una mejora medioambiental significativa: o Bien por el propio impacto cuantitativo de las medidas. o Bien porque sea un factor motivante de cara al marketing por ejemplo. • Coincidencia con otros proyectos de mejora o líneas de I+D que se quieran abrir, o en curso, y se quiera incluir la variable medioambiental. Esto facilita la integración con el resto de procesos y supone no lanzar algo completamente nuevo. En el Apartado 3.3 se hace una revisión de los distintos grupos funcionales del vehículo y sus impactos medioambientales, como punto de partida para considerar el Ecodiseño sobre ellos. D. Definición de objetivos Los objetivos del proyecto deben ser de dos tipos. Cualitativos y cuantitativos. El punto de partida de cada empresa respecto al Ecodiseño es absolutamente variable con lo cual es difícil imaginar el salto cualitativo objetivo. Cuantitativamente hablando es importante recordar la máxima de “Lo que no se puede medir no se puede mejorar”. 3.3. SITUACIÓN DE PARTIDA Con la herramienta que se seleccione, se realizará el cálculo del impacto ambiental de las etapas ya indicadas de: • Fabricación o Obtención de materia prima: obtención de materias primas y de combustibles. o Procesado: consumo de energía, residuos, vertidos y emisiones. o Distribución: concesionarios/clientes. • Uso o Conducción: consumo de energía y emisiones. o Mantenimiento: consumo de materiales, residuos y emisiones • Fin de Vida o Reciclado: consumo de energía y recuperación de materiales (impacto positivo) o Eliminación: depósito de residuos y emisiones El mayor impacto ambiental es durante el “Uso”, seguido de la “Fabricación” y finalmente en el “Fin de Vida”.
  • 42. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 34/124 Para considerar los impactos de los vehículos se tendrán en cuenta la siguiente descomposición de los elementos y sistemas de los mismos, adaptada del estudio del IHOBE sobre el sector Auxiliar de Automoción del País Vasco (2009): • Vehículo en general, con diversas estrategias de reducción de impactos. • Elementos estructurales y externos: chasis, techo, paragolpes, puertas y portones, cristales, iluminación y señalización acústica, limpia-parabrisas, retrovisión, sensores de proximidad y elementos estéticos. • Sistema de tracción y guiado: frenos, dirección, suspensión, transmisión, freno estacionamiento, ruedas, pedalera, volante y palanca de cambio • Sistema de propulsión: generación de potencia, emisión de gases, lubricación, alimentación, sistema de refrigeración y sistema de arranque. • Interiores: asientos, cinturones de seguridad, airbags, instrumentación, climatización, guarnecidos, sistemas multimedia y sistemas anti-intrusismo. • Sistema de gestión y alimentación eléctrico-electrónica: generación y almacenamiento de energía eléctrica, distribución eléctrica, unidades de control electrónico y conexionado de datos. Como ya se ha mencionado en el apartado 3.2, la empresa seleccionará el elemento que considere más idóneo y calculará el impacto ambiental del mismo mediante la herramienta adecuada, calculando para el ciclo de vida completo los consumos de materiales y energía y los deshechos de salida (emisiones, vertidos y residuos). A partir de ahí se tiene un punto de partida y se pueden marcar objetivos de mejora. Dependiendo de cómo se haya definido el proyecto de Ecodiseño, se pueden emplear una o varias herramientas de las citadas en el Apartado 2.3: • Matriz MET (material, energía y tóxicos). • Eco-Indicadores. • Herramientas de software para Análisis de Ciclo de Vida. La matriz MET facilita la resolución del problema. Se trata de no perder conceptualmente ninguno de los aspectos a estudiar. Además, facilita el entendimiento de todo el proceso y la importancia de optimizar cada impacto ambiental. Tabla 5: Matriz MET. Uso de Materiales (Entradas) Uso de energía (Entradas) Emisiones Tóxicas (emisiones, vertidos y residuos) Obtención y consumo de materiales y componentes Producción y fábricación Distribución Uso o Utilización Sistema de fin de vida. Eliminación final
  • 43. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 35/124 El Eco-Indicador es una herramienta cuantitativa (se basa en cálculos numéricos) de fácil manejo en el proceso de diseño de producto. Al basarse en cálculos numéricos es más precisa que la matriz MET a la hora de priorizar los principales aspectos ambientales del producto en su ciclo de vida. Los Eco-Indicadores son resultado de un proyecto desarrollado por un equipo multidisciplinar formado por industrias punteras de diferentes sectores, científicos de centros de investigación independientes y el gobierno holandés. Su objetivo era evaluar el impacto de la industria en el medio ambiente centrándose en el impacto en el ecosistema, los recursos y la salud humana a nivel europeo. De éste modo se tuvieron en cuenta impactos tales como: efecto invernadero, reducción de la capa de ozono, lluvia ácida, disminución de recursos naturales, disminución de la biodiversidad y el smog. A pesar de que existe cierta imprecisión en la evaluación, al igual que para el resto de modelos, es el modelo de Eco-Indicadores para análisis del ciclo de vida más utilizado. El método se basa en multiplicar las cantidades de cada concepto por su indicador en milipuntos hasta obtener el impacto total en milipuntos. Por ejemplo, si en uso de materiales (entradas) en fase de producción, y para el producto estudiado se emplean 0,3 kg de acero (que tiene 86 milipuntos), se obtienen 25,8 milipuntos para el acero total del producto estudiado. Existen tablas de milipuntos para: • Producción de metales férricos (en milipuntos por kg) • Producción de metales no férricos (en milipuntos por kg) • Procesado de metales (en milipuntos-unidades varias) • Producción de plástico granulado (en milipuntos por kg) • Procesado de plásticos (en milipuntos-unidades varias) • Producción de caucho (en milipuntos por kg) • Producción de materiales de embalaje (en milipuntos por kg) • Producción de productos químicos y otros (en milipuntos por kg) • Producción de material de construcción (en milipuntos por kg) • Calor (en milipuntos por MJ) • Energía solar (en milipuntos por kWh) • Electricidad (en milipuntos por kWh) • Transporte (en milipuntos por tkm) • Reciclado de basuras (en milipuntos por kg). Son factores que restan milipuntos • Tratamiento de residuos (en milipuntos por kg). Se subdividen en: Incineración, vertederos, residuos urbanos y basura doméstica. Hay factores que suman y otros que restan. Y finalmente están las herramientas informáticas para el Análisis de Ciclo de Vida, de las que se hablará en el capítulo 6.
  • 44. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 36/124 3.4. ASPECTOS DE MEJORA MEDIOAMBIENTAL Se pueden definir diez reglas básicas para el Ecodiseño orientado a las mejoras mediombientales: • No utilizar sustancias tóxicas o crear ciclos cerrados sólo cuando sean estrictamente necesarias. • Minimizar el consumo de energía y de recursos durante la fase de fabricación y transporte mediante el ahorro y la eficiencia energética. • Utilizar nuevos materiales y diseños estructurales que minimicen el peso del producto sin afectar a la flexibilidad, resistencia al impacto y funcionalidades requeridas. • Minimizar el consumo de energía durante la fase de uso, que es lo que más penaliza medioambientalmente hablando en los automóviles y camiones. • Promover reparaciones y actualizaciones especialmente en productos eléctrico- electrónicos. • Promover la máxima durabilidad para aquellos productos cuyo final de vida tenga un impacto ambiental importante. • Emplear materiales, tratamientos superficiales o elementos estructurales que protejan los productos de la suciedad y corrosión, alargando la vida y minimizando el mantenimiento. • Facilitar las actualizaciones, reparaciones y reciclaje mediante acceso fácil, etiquetado, modularidad, desmontaje sencillo y manuales. • Utilizar tan pocos elementos de unión como sea posible. Pueden ser tornillos, adhesivos, soldadura, cierres o enganches dependiendo del periodo de vida estimado. No conviene olvidar lo que se puede denominar como nueva idea de producto que se basa en fijar la atención no en el producto físico, sino en las funciones que satisface, analizando: • La necesidad/es que satisface el producto actual. • La optimización de las prestaciones del producto. • La posibilidad de desarrollar un sistema alternativo que satisfaga mejor esa necesidad. El estudio del IHOBE (2009), utilizando muy diversas y variadas fuentes, presenta 80 estrategias de Ecodiseño para el sector de automoción (vehículo y auxiliar automoción). La clasificación de dichas mejoras según la fase medioambiental que abordan es: • Obtención de materias primas: 25 • Producción: 9 • Distribución: 4 • Uso: 41 • Fin de Vida: 27 • General: 5 Se constata que hay más mejoras dónde los impactos son mayores. Por este orden: uso, fabricación (MP+ producción) y Fin de Vida. Las 80 estrategias que se presentan en dicho informe afectan a: • Vehículo en general: 23 • Elementos estructurales y externos: 9 • Sistema de tracción y guiado: 14
  • 45. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 37/124 • Sistema de propulsión: 21 • Interior: 10 • Sistema de Gestión y alimentación eléctrico-electrónica: 5 Se presenta a continuación un resumen de las oportunidades de mejora del citado estudio del IHOBE 2009, haciendo especial hincapié en las más significativas. Algunas de ellas se hayan agrupado bajo un solo concepto. 3.4.1.Vehículo en general Disminución de peso del vehículo: para reducir consumo y emisiones no basta con actuar sobre motores eficientes de menor cilindrada y sobrealimentación. Son posibles reducciones de un 30% en consumo/emisiones mediante reducciones en peso de unos 100kg o un 15% del peso total, según el fabricante consultado. El problema estriba en que los materiales alternativos, con prestaciones similares, como aluminio o fibra de carbono suelen presentar precios considerablemente superiores. Empleando fibra de carbono como elemento estructural, un utilitario se puede aligerar 135kg y una berlina 265kg, pero el precio es hasta 10 veces más caro que el acero. Uso de aleaciones ligeras (aluminio y magnesio): el magnesio es el más ligero de los metales utilizados en estructuras. Su densidad es 1,74 g/cm3 . El aluminio pesa 1,5 veces más y el acero 4,5 veces más. Es un elemento muy abundante en la corteza terrestre pero no se encuentra en estado puro (electrólisis de agua de mar). Algunas características son: excelente rigidez y resistencia específica, alta conductividad eléctrica y térmica, protección frente a interferencias electromagnéticas, reciclable, buen comportamiento ante el mecanizado y coste más bajo que los polímeros. El aluminio es ligero, fuerte y fácil de modelar. El uso del aluminio en la automoción ha aumentado en los últimos años debido a que el uso de este material reduce el peso del vehículo, el ruido y las vibraciones. Es fácilmente reciclable y además absorbe energía cinética, aumentando la seguridad de los ocupantes. El aluminio no se oxida como el acero; esto significa que los vehículos, en zonas climatológicas de gran humedad tengan una vida más larga (del orden de tres o cuatro veces más). Por otro lado, tiene el inconveniente de que las excelentes propiedades mecánicas se pierden si no se consigue mantener su pureza durante su procesado. Sustitución del cromado por el pintado: el cromado es un galvanizado, basado en electrólisis, mediante el cual se deposita una fina capa de cromo metálico sobre objetos metálicos o plásticos. Es muy bueno ante la corrosión y para mejorar el aspecto y las prestaciones. En el denominado cromo duro se depositan capas de hasta 0,1mm en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste (por ejemplo en asientos de válvulas, cojinetes de cigüeñales, ejes de pistones hidráulicos y en general donde se requiera bastante dureza y precisión). El cromado de materiales plásticos requiere además un gran consumo de energía y de productos químicos. El principal problema de la sustitución del pintado por el cromado es la peor calidad del acabado.
  • 46. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 38/124 Flexibilidad producto-proceso: con objeto de reducir el impacto de fabricación ante la variabilidad del producto (el periodo de vida de un modelo es de unos 5 años frente a 10, hace no mucho) se están imponiendo los sistemas de fabricación flexible. Para ello es preciso tener en cuenta: diseños modulares de vehículos, diseños variantes en corto plazo de tiempo, diseño de plataformas únicas con múltiples acabados y personalización final del vehículo por parte del usuario. En una primera instancia esta flexibilidad puede estar en contra de la eficiencia de la automatización en serie (de hecho el 36% de los robots están en automoción) pero es una necesidad del sector. Los volúmenes de producción de los nuevos vehículos van a ser moderados y en algunos casos pequeños, con el consiguiente impacto sobre la rentabilidad de las inversiones. Esta circunstancia, unida a la voluntad de seguir ofreciendo un relativamente elevado número de opciones en los modelos, va a exigir una multifuncionalidad de las instalaciones de producción, capaces de aunar muchas versiones y series más pequeñas. También el propio diseño de los equipos y sistemas a bordo del vehículo exigirá una concepción con una visión multi-opción. Integración de funciones: Además se está pidiendo que los componentes, equipos y sistemas incorporen nuevas funciones (por ejemplo, iluminación), sensores embebidos (por ejemplo de desgaste o de malfuncionamiento) o combinaciones de materiales o de mecanismos (por ejemplo, electromecánica). El papel de la I+D relacionada con los productos y sus correspondientes procesos de fabricación es clave para satisfacer las nuevas exigencias. Materiales reciclados: El uso de materiales reciclados, garantizando los requisitos técnicos, supone un ahorro de materia prima. Un vehículo se compone aproximadamente de materiales férricos (68%), no férricos (5%), plásticos (11%), vidrios (11%) y gomas (5%). Esto supone incremento de costes en ensayos y laboratorios, determinar proporciones de material puro y material reciclado y en ocasiones incrementar el número de proveedores y/o hacer más compleja la logística. Utilización de sistemas reutilizables: se verán modificados los diseños de los elementos reutilizables ya que se deberá considerar la división entre partes de desgaste y partes de reutilización, dentro de un mismo sistema (por ejemplo, en el caso motores, se sustituyen elementos de desgaste como casquillos o segmentos conservando otros estructurales como el bloque), deberán fabricarse de tal manera que se facilite el desmontaje, la descontaminación y la reutilización. El mercado de recambio ya utiliza de manera masiva estos motores de arranque y alternadores. Montaje/Desmontaje: se trata de buscar nuevos materiales y rediseños que faciliten las operaciones de montaje/desmontaje del vehículo, por ejemplo, sustitución de anclajes mecánicos tradicionales por anclajes químicos, anclajes simplificados (pestañas en vez de tornillería), rediseños con menos elementos y evaluación ambiental de los nuevos elementos frente a los existentes. El depósito del líquido de frenos debe ser accesible y desmontable para poder evacuar el mismo. El fabricante prepara un manual de desmontaje y descontaminación dirigido a los operadores (empresas de demolición y trituración). Se están desarrollando nuevos productos químicos autoadhesivos.
  • 47. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 39/124 Adhesivos de bajo impacto ambiental: El uso de adhesivos en la industria del automóvil va en aumento debido al proceso de aligeramiento del mismo. Hay colas animales (colágenos), adhesivos vegetales (animales) y adhesivos sintéticos (síntesis orgánica). Los adhesivos sintéticos son en solución (disolventes orgánicos con elevado impacto ambiental ya que emiten compuestos orgánicos volátiles), en dispersión o emulsión (agua como vehículo portador que se evapora en la aplicación aumentando el tiempo de curado) y sólidos o termofusibles (sólidos a temperatura ambiente, la aplicación se hace previo calentamiento del polímero, y se enfría hasta consolidar la unión adhesiva). La reducción del impacto ambiental se consigue mediante reducción de disolventes orgánicos en adhesivos en disolución, utilización de sintéticos en dispersión o emulsión, utilización de adhesivos termofusibles y sustitución de adhesivos sintéticos por naturales biodegradables. Es preciso energía para secar los adhesivos en disolución y para calentar los termofusibles. Según datos de European Solvents Industry, el uso de disolventes en los adhesivos supone el 6% del total. Mantenimiento: desarrollo de nuevos sistemas que faciliten el mantenimiento, por ejemplo, nuevos materiales, recubrimientos antidesgaste, sustitución de lubricantes por juntas de teflón o similares e inclusión de sistemas de autodiagnóstico de averías en centralitas electrónicas. Un ejemplo de lubricación es sustituir la grasa en las pedaleras por nuevas juntas y materiales que permitan el juego de la articulación. Vida útil: a pesar de los hábitos de los consumidores y de los intereses de los fabricantes hay que retomar el diseño para la durabilidad aumentando requisitos de los componentes, rediseño de elementos que no cumplan los ensayos y ampliación de la garantía exigida a dichos elementos. 3.4.2.Elementos estructurales y externos Aligeramiento del chasis: es uno de los elementos de mayor peso en el automóvil. Se trata de conseguir nuevos diseños y fundamentalmente nuevos materiales como el magnesio, aluminio, carbono o aceros de alta/ultra alta resistencia en refuerzos que sustituyan al acero convencional. El magnesio ha sido considerado pero ahora compite con la fibra de carbono que proviene fundamentalmente de la industria aeronáutica. Las implicaciones económicas con estos nuevos materiales pueden ser bastante importantes. Respecto al aluminio, todavía se desconocen correctamente las tecnologías para su procesamiento, presentan dificultades cuando van unidos a otro tipo de metales bien sea mediante soldadura o uniones adhesivas y la reparabilidad del aluminio en su fase de uso es mucho más reducida. Ford ha demostrado con su modelo Focus que partes del chasis se pueden sustituir por aluminio, de modo que, la disminución en energía y emisiones durante el uso supera con creces las necesarias para fabricar esas partes. LED’s: tradicionalmente se han utilizado lámparas de incandescencia que pierden energía por calentamiento durante el encendido. El LED (Light emitting diode) es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando circula por él una corriente eléctrica. Se aprovecha cerca del
  • 48. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 40/124 100% de la energía consumida frente a menos del 10% de las incandescentes. Esta tecnología fuertemente implantada en equipos de señalización se implantará en luces de posición, de cruce, de carretera, antiniebla e intermitentes. Los LED´s no exigen prácticamente mantenimiento. Además, se reduce el tiempo en que la luz de freno se enciende, de modo que un coche que circula a 120km/h detrás frenará 5 metros antes. El aumento de costes se revierte rápidamente por el menor consumo de energía. Parachoques: búsqueda de materiales más limpios, búsqueda de materiales reciclables, uso de materiales reciclados, operación de desmontaje para reciclaje, reciclado interno del sobrante de producción. El parachoques del Renault Megane 2 aporta 32 componentes sin piezas metálicas integradas, monomaterial (propileno), 100% reciclable, 30% de material reciclado, desmontaje en 60 segundos y cumplimiento de la norma 2000/53/CE. Diseño aerodinámico: para medir la resistencia dinámica se utiliza el coeficiente Cx. El diseño se torna cada vez más complejo y se hacen precisos los ensayos en el túnel del viento. El Bionic de Mercedes Benz inspirado en forma del pez cofre y mediante placas hexagonales ha conseguido un coeficiente aerodinámico Cx de sólo 0,19 que unido al motor diesel hace que el coche consuma un 20% menos. Formatos multiespesor (taylored blanks o patchwork): El proveedor corta los llantones (chapas), que posteriormente tienen que conformarse en el taller de prensas del fabricante de automóviles o en otro proveedor de primer nivel. Los llantones se sueldan con láser, constan entre 2 y 7 chapas individuales de distinto espesor, calidad, resistencia e incluso revestimiento superficial. El trazado de la costura de soldadura puede ser lineal o no lineal. Con todo ello se consigue una reducción en peso, integridad estructural y simplificación del proceso. 3.4.3.Sistemas de tracción y guiado Pedalera: se trata de sustituir los materiales metálicos por plásticos. En la actualidad este elemento pesa unos 3kg. Esto implica rediseño de producto, nuevos materiales, nueva producción y logística y estudio del nuevo impacto. La empresa Batz ha conseguido reducir el peso un 40% y según el eco- indicador 99 pasar de 992 a 637 milipuntos. Unificación de funciones en volante: se reduce el número de componentes y se favorece el tratamiento al final del ciclo de vida. Bien es cierto, que el diseño del volante se complicará. Esta integración/unificación es una clara estrategia de los fabricantes y está muy bien vista por el mercado. La ejecución de este tipo de medidas refuerza la figura del suministrador de primer nivel que debe generar productos unificados para entregar al fabricante de vehículos. Neumáticos: A cada giro de rueda se genera un rozamiento/resistencia que disminuye la marcha del automóvil incrementando la actividad del motor y causando hasta un 20% del consumo de combustible. El usuario debe vigilar estado de los neumáticos y su presión. Se deja la mejora en los neumáticos para los fabricantes de los mismos. Aligerar elementos de suspensión: de suspensión delantera (eje independiente o eje rígido) y suspensión trasera (eje independiente, semieje oscilante, eje rígido). La empresa alavesa Inauxa que fabrica bieletas ha conseguido reducir el peso de la misma un 28% elaborando una bieleta híbrida acero y plástico. El impacto ambiental (ECO99) ha pasado de 630 a 308 milipuntos.
  • 49. Aligeramiento de la barra de dirección: mediante empleo de aluminio. Este material presenta dificultades en la soldadura con otros metales distintos. También en uniones mecánicas. Además, la barra de dirección es un elemento de alta seguridad y debe soportar exactamente los mismos requerimientos que una barra de acero. Algunos fabricantes y con algunos modelos ya lo emplean. Caja de cambios de doble embrague: estas cajas de cambios permiten un cambio tanto manual como automático, y los cambios de marcha tienen lugar sin interrupción alguna del flujo de potencia siendo a la vez más suaves. La complejidad de estas cajas de embrague es muy importante. Se consiguen reducciones de hasta un 10% en consumo. Figura 13. Caja de cambios de doble embrague (Fuente: Audi. http://www.eurocarblog.com/galleria/big/audi-7-speed-s-tronic/3) Frenado regenerativo: se utiliza fundamentalmente en coches híbridos. El motor eléctrico de tracción es reconectado como generador durante el frenado, y las terminales de alimentación se convierten en suministradoras de energía, la cual se conduce hacia una carga eléctrica que es la que provee el efecto de frenado. El Toyota Prius lo incluye de serie. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 41/124
  • 50. Figura 14. Esquema del sistema de frenado regenerativo (Fuente: Toyota Prius Híbrido) Discos de freno ligeros: se utilizan fundamentalmente discos cerámicos en coches híbridos. Tienen una capacidad de frenado y una durabilidad muy superior a los convencionales. Mejora también las prestaciones dinámicas del vehículo. Las técnicas de fabricación de estos discos son más complejas. 3.4.4.Sistemas de propulsión Filtro de partículas contaminantes: cada vez más, los coches diesel suelen venir equipados de un filtro anti-partículas (integrado en el convertidor catalítico) para retener los hidrocarburos no quemados que se emiten por el tubo de escape. Los más eficaces (de circuito cerrado) captan hasta el 90% y el propio sistema realiza una función de autolimpieza cada cierto tiempo. De este modo se captura el 99% de las partículas contaminantes en el filtro, y éste, mediante calor y agregado de un aditivo, se regenera destruyendo las partículas. Nissan Qashqai con motor 1.5 diesel ha conseguido un filtro antipartículas sin mantenimiento. El motor cuenta con un quinto inyector cerca del filtro. El carburante inyectado se quema, aumentando la temperatura del filtro que de este modo se limpia. Emisión gases contaminantes: los gases de escape de los motores diesel contienen hidrocarburos, óxidos de carbono, partículas por reacción química de oxidación y óxido de nitrógeno. Los tres primeros se reducen en el catalizador de oxidación (para obtener CO2 y H2O en lugar de CO y HC) y para el óxido de nitrógeno se utiliza el EGR (exhaust gas recirculation) en los motores, que reenvía una parte de los gases de escape al colector de admisión y con ello se consigue que descienda el contenido de oxígeno en el aire de admisión que provoca un descenso en la temperatura de combustión que reduce el óxido de nitrógeno. Esta nueva unidad de control electrónico ECU indica cuando debe activarse el EGR, en función de las revoluciones del motor, del caudal de combustible inyectado, del caudal de aire aspirado, de la temperatura del motor y de la presión atmosférica reinante. La ECU actúa sobre una válvula permitiendo o no la recirculación. A cambio de incluir un nuevo elemento con su materia prima, mayor peso, procesado y mayor residuo el fabricante conseguirá la “Etiqueta verde”. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA 42/124