C2 Análisis de Ciclo de Vida (1).pdf

II. Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

TALLER LCA 1
LCA de consumo de energía primaria
(MJoil) asociado a un producto que
Portobello ofrece:
Agua de los Alpes Franceses
Embotellada en PET
Servida en Portobello (Londres)
Unidad funcional:
servicio de 100 botellas de 1 litro

¿Qué datos son necesarios para
llevar a cabo el análisis?

Datos / Inventario:
• 100 botellas con 1 litro de agua
• Embotelladas artesanalmente en Francia (los Alpes a
550 km)
• Llevadas por camión (de 14 ton) a Inglaterra
• Refrigeradas 2 días (1 m3 de nevera): 0.12 kW/m3 (4°C)
• Se recicla el 100%
• Envase de PET (moldeo por soplado)
• Tapa de PP (extrusión)
• 0.04 kg de PET x botella
• 0.001 kg de PP x tapa x100

4 kg PET x 85 MJ/kg PET = 340 MJ
1. MATERIAS PRIMAS

4 kg PET x 20 MJ/kg PET= 80 MJ
2. PROCESAMIENTO

3. TRANSPORTE
0.104 ton* x 550 km x 1.5 MJ/(ton.km)= 85.8 MJ
*100 botellas llenas de agua

4. USO
0.12 kW/m3 x 1m3 x 48 h= 5.76 kWh
5.76 kWh x 6.6 MJoe /kWh= 38 MJ

Colombia 3.7 0.3
35 65
Alemania 0.48
54 30
13

4 kg PET x 40 MJ/kg PET= 160 MJ
4 kg PET x 85 MJ/kg PET = 340 MJ
Reciclar es un ahorro! igual a: 160MJ - 340 MJ = -180 MJ
5. FIN DE VIDA

-200
-100
0
100
200
300
MP P T U FV
MJ
Fases del Ciclo de Vida
Resumen Impactos

¿Y si envasamos en vidrio?
PET
MP 340
P 80
T 85.8
U 38
FV -180
tot 363.8
VIDRIO
MP 500
P 450
T 165
U 38
FV -100
tot 1053
1 Uso
VIDRIO
MP 250
P 225
T 165
U 38
FV -50
tot 628
2 Usos
…
VIDRIO
MP 94.6
P 85.1
T 165.0
U 38.0
FV -18.9
tot 363.8
5.3 Usos
Consideraciones:
• Botellas de 500 g
• Transporte ida y vuelta (ida botellas vacías, vuelta con agua)
• Impacto de lavado no incluido

TALLER LCA 2
LCA comparativo de emisiones de CO2eq en
el secado de manos:
Secador eléctrico vs Toallas de papel
para baño en Uniandes
Unidad funcional:
1 servicio de secado de manos

Datos / Inventario:
Secador e-:
Fábrica Nal: a 100 km
Carcasa: Inox. 3 kg
Resistencia: Ni-Cr 0.5 kg
Potencia: 1500 W
t secado: 30s
Vida útil: 300000 secados
Fin de vida: Reciclaje 50% del Inox.
Toallas:
Fábrica Nal: a 100 km
Toallas por secado: una de 3 g
Dispensador: PP 1 kg (150000 toallas)
Fin de vida: basurero

Fase ACV Cálculos Resultado kgCO2
MP Inox: 3 kg x 5 kgCO2/kg x f.u
Ni-Cr: 0.5 kg x 11 kgCO2/kg x f.u
6.8.10-5
P Inox (deformation): 3 kg x 0.7 kgCO2/kg x f.u
Ni-Cr (rolling): 0.5 kg x 0.4 kgCO2/kg x f.u
7.7.10-6
T 100 km x 0.0035 ton x 0.18 kgCO2/(km.ton) x f.u 2.1.10-7
U 1.5 kW x 0.0083 h x 0.30 kgCO2/kWh 3.7.10-3
FV 1.5 kg x (0.7-5) kgCO2/kg x f.u -2.15.10-5
factor de uso (f.u) ∵ caso de ”allocation” o asignación
Es fundamental cuando el servicio definido en la unidad funcional
requiere el uso de un equipo o accesorio que permite a su vez
satisfacer servicios adicionales.
Fase ACV Cálculos Resultado kgCO2
MP Papel: 0.003 kg x 1.2 kgCO2/kg
PP: 1 kg x 3 kgCO2/kg x f.u
3.6.10-3
P Papel: 0.003 kg x 0.025 kgCO2/kg
PP (extrusion): 1 kg x 0.45 kgCO2/kg x f.u
7.7.10-5
T 100 km x 0.000003 ton x 0.18 kgCO2/(km.ton)
100 km x 0.001 ton x 0.18 kgCO2/(km.ton) x f.u
5.4.10-5
U 0 0
FV 0.003 kg x 0.01 kgCO2/kg
1 kg x 0.01 kgCO2/kg x f.u
3.10-5
f.u= 1/300000
f.u= 1/150000

-0,0005
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0,0035
0,004
MP P T U FV
Toallas
Secador e-
kg CO2eq

TALLER LCA 3
Puente
río
A
u
t
o
p
i
s
t
a
O
r
i
e
n
t
e
B
San Carlos
Quintana
C
D
2
0
k
m
50 km
50 km
20 km
Invías planea la construcción de un puente de acero sobre el río Orica para
comunicar los municipios de San Carlos y Quintana (ver Figura). El tramo y
el puente tiene una longitud de 0.1 km y benificiaría a los
aproximadamente 2000 vehículos que al día pasan por San Carlos hacía al
punto D ubicado en la autopista oriente. El puente tiene una vida útil de
100 años. Cuál es el impacto ambiental LCA del puente, durante toda su
vida, en emisiones de CO2eq?

Datos:
• Puente/Tablero de Acero (low carbon steel) de 100 ton (MP:1.8, P:0.35)
• Zapatas (concreto*): 30 m3 o 75000 kg (MP:0.1, P: 0.002)
• Vía (asfalto): ?
• Recursos e Impacto de pintura inicial y adecuaciones: 1% de las emisiones asociadas al total de materias primas.
• Recursos e Impacto mantenimiento: 0.1% por año de las emisiones asociadas al total de materias primas.
• Fabricación de vigas & partes del puente en acería ubicada a 300 km de San Carlos (T: 0.06 kgCO2/(km.ton))
• Se estima que durante la fase de construcción (2 meses) se emplearon 5 mil litros de gasolina en transporte de personal y
equipos (2.9 kgCO2/L).
• Los 2000 vehículos que utilizan el puente consumen en promedio 1 L de gasolina por cada 15 km. (2.9 kgCO2/L).
• Fin de Vida: no cuantificable.
río
A
u
t
o
p
i
s
t
a
O
r
i
e
n
t
e
B
San Carlos
Quintana
C
D
2
0
k
m
50 km
50 km
20 km
Invías planea la construcción de un puente de acero sobre el río Orica para
comunicar los municipios de San Carlos y Quintana (ver Figura). El tramo con el
puente tiene una longitud de 0.1 km y benificiaría a los aproximadamente 2000
vehículos que al día pasan por San Carlos hacía al punto D ubicado en la autopista
oriente. El puente tiene una vida útil de 100 años. ¿Cuál es el impacto ambiental LCA
del puente, durante toda su vida, en emisiones de CO2eq?
* Composition
6:1:2:4 Water:Portland cement:Fine aggregate:Coarse aggregate

Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

Estructura de un estudio
LCA “formal”
1
2
3
(LCI)
(LCIA)
1.Objetivos & Alcance
2.Inventario de Ciclo de Vida (LCI)
3.Análisis de Impactos de Ciclo de
Vida (LCIA)
4.Interpretación & Análisis

• ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental. Requisitos con orientación para su uso.
• ISO 14004:2004 Sistemas de gestión ambiental. Directrices generales sobre principios, sistemas y técnicas de apoyo.
• ISO 14006:2011 Sistemas de gestión ambiental. Directrices para la incorporación del ecodiseño.
• ISO 14011:2002: Guía para las auditorías de sistemas de gestión de calidad o ambiental.
• ISO 14020 Etiquetado y declaraciones ambientales - Principios Generales
• ISO 14021 Etiquetado y declaraciones ambientales - Autodeclaraciones
• ISO 14024 Etiquetado y declaraciones ambientales -
• ISO/TR 14025 Etiquetado y declaraciones ambientales -
• ISO 14031:1999 Gestión ambiental. Evaluación del rendimiento ambiental. Directrices.
• ISO/TR 14032:1999 Gestión ambiental - Ejemplos de evaluación del rendimiento ambiental (ERA)
• ISO 14040:2006 Gestión ambiental - Evaluación del ciclo de vida - Principios y marco de referencia.
• ISO 14044:2006 Gestión ambiental - Análisis del ciclo de vida - Requisitos y directrices.
• ISO/TR 14047 Gestión ambiental - Evaluación del impacto del ciclo de vida. Ejemplos de aplicación de ISO 14042.
• ISO/TS 14048 Gestión ambiental - Evaluación del ciclo de vida. Formato de documentación de datos.
• ISO/TR 14049 Gestión ambiental - Evaluación del ciclo de vida. Ejemplos de la aplicación de ISO 14041 a la definición
de objetivo y alcance y análisis de inventario.
• ISO 14050:2009 Gestión ambiental - Vocabulario
• ISO/TR 14062:2002 Gestión ambiental - Integración de los aspectos ambientales en el diseño y desarrollo de los
productos.
• ISO 14063:2006 Comunicación ambiental - Directrices y ejemplos
Normas ISO 14000

1. Objetivos & Alcance
✓¿A qué se le quiere hacer LCA?
✓¿Por qué se quiere hacer?
✓¿A quién va dirigido el estudio?
✓Unidad Funcional
✓Impactos Ambientales / Modelo
✓Nivel de detalle / Calidad y
pertinencia de los datos
✓Fronteras del sistema
✓Modelo
✓“Allocation”
(ISO
14040/41)

Unidad Funcional
Debe representar el servicio (más que
un objeto o un producto).
Ejemplos:
• Iluminación
• Secado de manos
• Libro
• Transporte
• Pan

Una planta de la marca norteamericana de ropa deportiva Columbia® fabrica
2 productos principalmente: chaquetas de polyester y botas de cuero.
Datos:
• La planta emite al año 50 toneladas de CO2.
• Cada chaqueta pesa 200 g y cuesta 90 US.
• Cada par de botas pesa 800 g y cuesta 160 US
• Se producen al año 2000 chaquetas y 500 pares de botas.
¿Cuál es la huella de carbono por fabricación de 1 chaqueta? Utilice 2
metodologías para determinarla.
TALLER LCA 4
“allocation”

Otro ejemplo de “allocation” económica:

ISO 14041
En lo posible “allocation” económica o másica debe evitarse:
• Por identificación de subprocesos
• Por expansión del sistema

2. LCI
✓ Definir y recoger todos los flujos
involucrados en el modelo (entradas y
salidas) y ajustarlos a la unidad
funcional.
✓ Obtener tablas totales y/o por fase del
ciclo de vida (MP, P, T, U & F.V)
✓ Clasificar emisiones a aire/tierra/agua
✓ Conocer la incertidumbre de los datos.
✓ Unidades
(ISO 14041)

3. LCIA
Fases obligatorias (ISO):
• Identificar Categorías de Impacto
• Clasificar elementos del inventario en
las categorías que corresponda
• Caracterizar impactos por cada
elemento
Fases opcionales:
• Normalización
• Ponderación (“weighting”)
(ISO 14042)

• Calentamiento Global
• Agujero en la Capa de Ozono
• Acidificación de aguas
• Acidificación terrestre
• Toxicidad en Humanos
• Eco-toxicidad
• Eutrofización
• Smog fotoquímico
• Uso de Agua
• Radiación
• Ruido
• Disminución de recursos no renovables
• Energía
• Transformación de suelos
• Otros…
Categorías de Impacto (de punto medio)

Ejemplo Caracterización:
Una u.f emite 2 kg CO2 y 4 kg de CH4
El impacto en “calentamiento global” es:
2 kg CO2 x 1 kg CO2eq/kgCO2 + 4 kg CH4 x 21 kg CO2eq/kg CH4 = 86 kgCO2eq
Ejemplo Normalización:
Esos 86 kgCO2eq son una fracción de lo que emite un colombiano en
promedio al año (2000 kg CO2eq)
“calentamiento global” = 86/2000 = 0.043

Exhibit 4-1. Commonly Used LifeCycle Impact Categories
Impact
Category
Scale Examplesof LCI Data
(i.e. classification)
Common Possible
Characterization
Factor
Description of
Characterization
Factor
Global
Warming
Global Carbon Dioxide (CO2)
Nitrogen Dioxide (NO2)
Methane (CH4)
Chlorofluorocarbons (CFCs)
Hydrochlorofluorocarbons
(HCFCs)
Methyl Bromide (CH3Br)
Global Warming
Potential
Converts LCI data to
carbon dioxide (CO2)
equivalents
Note: global warming
potentials can be 50,
100, or 500 year
potentials.
Stratospheric
Ozone
Depletion
Global Chlorofluorocarbons (CFCs)
(HCFCs)
Halons
Ozone Depleting
Potential
trichlorofluoromethane
(CFC-11) equivalents.
Acidification Regional
Local
Sulfur Oxides (SOx)
Nitrogen Oxides (NOx)
Hydrochloric Acid (HCL)
Hydroflouric Acid (HF)
Ammonia (NH4)
Acidification
Potential
hydrogen (H+) ion
equivalents.
Eutrophication Local Phosphate (PO4)
Nitrogen Oxide (NO)
Nitrates
Ammonia (NH4)
Eutrophication
Potential
phosphate (PO4)
equivalents.
Photochemical
Smog
Local Non-methane hydrocarbon
(NMHC)
Photochemical
Oxident Creation
Potential
ethane (C2H6)
equivalents.
Terrestrial
Toxicity
Local Toxic chemicals with a reported
lethal concentration to rodents
LC50 Converts LC50 data to
equivalents; uses multi-
media modeling,

Ammonia (NH4)
Photochemical
Smog
(NMHC)
Photochemical
Oxident Creation
Potential
ethane (C2H6)
equivalents.
Terrestrial
Toxicity
media modeling,
exposure pathways.
Aquatic
Toxicity
lethal concentration to fish
media modeling,
exposure pathways.
Human Health Global
Regional
Local
Total releases to air, water, and
soil.
media modeling,
exposure pathways.
Resource
Depletion
Global
Regional
Local
Quantity of minerals used
Quantity of fossil fuels used
Resource Depletion
Potential
Converts LCI data to a
ratio of quantity of
resource used versus
quantity of resource left
in reserve.
Land Use Global
Regional
Local
Quantity disposed of in a landfill
or other land modifications
Land Availability Converts mass of solid
waste into volume using
an estimated density.
Water Use Regional
Local
Water used or consumed Water Shortage
Potential
Converts LCI data to a
ratio of quantity of
water used versus
quantity of resource left
in reserve.
Exhibit 4-1. Commonly Used LifeCycle Impact Categories
Impact
Category
Scale Examplesof LCI Data
(i.e. classification)
Common Possible
Characterization
Factor
Description of
Characterization
Factor
Global
Warming
Global Carbon Dioxide (CO2)
Methane (CH4)
Chlorofluorocarbons (CFCs)
(HCFCs)
Global Warming
Potential
carbon dioxide (CO2)
equivalents
Note: global warming
potentials can be 50,
100, or 500 year
potentials.
Stratospheric
Ozone
Depletion
Global Chlorofluorocarbons (CFCs)
(HCFCs)
Halons
Ozone Depleting
Potential
trichlorofluoromethane
(CFC-11) equivalents.
Acidification Regional
Local
Sulfur Oxides (SOx)
Nitrogen Oxides (NOx)
Hydrochloric Acid (HCL)
Hydroflouric Acid (HF)
Ammonia (NH4)
Acidification
Potential
hydrogen (H+) ion
equivalents.
Eutrophication Local Phosphate (PO4)
Nitrogen Oxide (NO)
Nitrates
Ammonia (NH4)
Eutrophication
Potential
phosphate (PO4)
equivalents.
Photochemical
Smog
(NMHC)
Photochemical
Oxident Creation
Potential
ethane (C2H6)
equivalents.
Terrestrial
Toxicity
media modeling,

Ponderación (weighting):
Asignar valores relativos entre los diferentes impactos/categorías.
Tipos de ponderación:
• Monetización: ¿qué impacto vale ($) más?, para la sociedad, por
ejemplo.
• “Distance-to-target”: ¿qué impacto está más cerca al límite de lo
permitido?
• Paneles técnicos: opinión de expertos
• Mitigación tecnológica: ¿qué impacto es menos fácil de evitar?

Punto Medio
• Baja incertidumbre
• Alta aceptación
Punto Final
• Alta Incertidumbre
• No hay consenso en los
modelos.

Global:
• ReCiPe 2016 Endpoint (E)
• ReCiPe 2016 Endpoint (H)
• ReCiPe 2016 Endpoint (I)
• ReCiPe 2016 Midpoint (E)
• ReCiPe 2016 Midpoint (H)
• ReCiPe 2016 Midpoint (I)
Europeos:
• CML-IA
• Ecological Scarcity 2013
• EDIP 2003
• EN 15804 + A2
• Environmental
Footprint
• Environmental Prices
• EPD (2018)
• EPS 2015d
• EPS 2015dx
• ILCD 2011 Midpoint+
• IMPACT 2002+
Métodos LCIA
Único Impacto:
• Cumulative Energy
Demand
• Ecosystem Damage
Potential
• Greenhouse Gas Protocol
• IPCC 2013
• USEtox 2
• Boulay et al 2011 (Water
Scarcity)
• Ecological Scarcity 2006
(Water Scarcity)

TALLER LCA 5
LCIA
Componente Cantidad
CO2 1 kg
CH4 0.1 kg
SO2 0.8 kg
CFC-114 8.10-5 kg
Una cierta unidad funcional presenta el
siguiente inventario relacionado con
emisiones al aire:
Componente Clasificación
CO2
CH4
SO2
CFC-114
Clasificación Caracterización
Calentamiento Global
Disminución Ozono
Acidificación
Componente Ponderación
CO2
CH4
SO2
CFC-114
Total pts
1. Haga la “clasificación” del inventario de acuerdo a las categorías
planteadas en las Tablas de Caracterización (Apéndice 2).
2. Únicamente para las categorías “Calentamiento Global”,
“Agujero en la Capa de Ozono” y “Acidificación” haga la
correspondiente “caracterización”.
3. Si bien la norma no lo obliga, proceda ahora a hacer la
“ponderación” para las flujos del inventario (tome el método
jerárquico en el apéndice 3).

4. Interpretación
Análisis de resultados:
• Selección de gráficas
• Análisis de sensibilidad
• Valoración de coherencia con
relación al objetivo trazado
Conclusiones & Recomendaciones
(ISO 14043)

https://nexus.openlca.org/databases
https://www.lifecycleinitiative.org/applying-lca/lca-databases-map/
LCA Bases de Datos

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