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Programa de movilidad en Educación Superior para América del Norte Módulo 14. “Evaluación del Programa de movilidad en Educación Superior para América del Norte Módulo 14. “Evaluación del Ciclo de Vida (LCA)” : 4 pasos para la LCA, enfoques, software, base de datos, subjetividad, análisis de sensibilidad, aplicación a un ejemplo clásico. Creado por: École Polytechnique de Montréal, Instituto Mexicano del Petróleo & Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

REFERENCIAS ü Salazar E. Munnoch K. Samson R. Stuart P. “Assessment of opportunities for REFERENCIAS ü Salazar E. Munnoch K. Samson R. Stuart P. “Assessment of opportunities for environmental impact reduction from newsprint production using Life Cycle Assessment (LCA)”, Tappi journal ü Salazar E. Munnoch K. Samson R. Stuart P. “Development of a LCA Baseline Model for Newsprint Production”, Int J LCA ü HUIJBREGTS M (1998 a): “Application of Uncertainty and Variability in LCA. Part I: A General Framework for the Analysis of Uncertainty and Variability in Life Cycle Assessment”. Int J LCA 3: 5, 273 -280 ü HUIJBREGTS M (1998 b): “Application of Uncertainty and Variability in LCA. Part II: Dealing with Parameter Uncertainty and Uncertainty due to Choices in Life Cycle Assessment”. Int J LCA 3: 6, 343 -351 ü Maurice B. et al; Uncertainty Analysis in Life Cycle Inventory. “Application to the Production of Electricity with French Coal Power Plants”; J. Cleaner Prod 8 95 - 108 (2000) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Propósito üCaso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Tier II : Propósito üCaso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida. Demuestra la aplicación de la LCA en un caso de estudio de la industria de la Pulpa y el Papel incluyendo la etapa de interpretación. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

T i e r II ANTECEDENTES Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de T i e r II ANTECEDENTES Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Introducción La ideología del ciclo de vida está siendo Planta Integrada de papel periódico Introducción La ideología del ciclo de vida está siendo promovida entre los diferentes sectores que involucran las cadenas de producto. Este concepto implica que los impactos de todas las etapas del ciclo de vida sean consideradas comprehensivamente al tomar decisiones informadas en patrones de producción y consumo, políticas y estrategias de gestión. Una de las más efectivas maneras de aplicar el concepto de Ideología del ciclo de vida en la industria de la pulpa y el papel es usando la LCA en la evaluación de las variantes del proceso. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio La producción estándar de papel periódico Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio La producción estándar de papel periódico en una planta integrada TMP/DIP es el sistema en estudio. La principal cadena de producción (i. e. bosques, aserraderos y plantas fabricadoras de papel periódico) está localizada en Northern Ontario y es manejada por la misma compañía. La producción de bosques incluye (en volumen): 75% abeto y 25% aspen. Durante el invierno los troncos de abeto son transportados a la planta integrada en camiones, mientras el Aspen es vendido para contrachapado; Por tanto éste no es incluido como parte del sistema. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio Los maderos son producidos de troncos Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio Los maderos son producidos de troncos de abeto en aserraderos "en sitio" y son vendidos para la industria de la construcción; este producto también es excluido del sistema. Los aserraderos "en sitio" proveen alrededor del 70% de las astillas para TMP ("Thermo-Mechanical Pulping" o fabricación termomecánica de pulpa) y 55% del combustible quemado en la caldera. Astillas adicionales y combustible requerido para cubrir las necesidades de la planta son comprados en los aserraderos locales y transportadas en camiones a la planta integrada. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio El rendimiento del TMP es cercano Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio El rendimiento del TMP es cercano al 95%. La refinación consume 70% de la electricidad total de la planta, pero parte de esta energía es recuperada como vapor, lo que constituye 20% de la cantidad total del vapor consumido en la planta. La fibra secundaria suministrada al proceso DIP incluye viejos periódicos (old newspaper, ONP) y aserrín recubierto especial (Coated Groundwood Specialty, CGS); éstos son comprados principalmente en Ontario y USA y transportados a la planta por camión o ferrocarril. El rendimiento del proceso DIP por flotación con aire disuelto es cercano a 85%. Las pulpas de los procesos TMP y DIP son suministradas a cuatro máquinas de papel a razón de 4 a 1 respectivamente, para producir papel periódico estándar. Este papel periódico es distribuido a Ontario, Québec y ciudades de EUA por camión o ferrocarril. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio El vapor requerido para el proceso Planta Integrada de papel periódico Descripción del estudio El vapor requerido para el proceso es producido "en sitio" por las siguientes fuentes de energía: combustible hog (44%), gas natural (48%) y lodos (8%). La mayoría del vapor se consume en las máquinas de papel (70% del vapor total del proceso). Los efluentes de la planta integrada reciben tratamiento primario y secundario, los lodos producidos en el efluente de la planta de tratamiento son combinados con aquellos del proceso DIP y después deshidratados, 50% del lodo es quemado en la caldera y el resto es enviado a rellenos sanitarios "en sitio". Casi toda la electricidad consumida en la planta integrada (casi el 98%) es obtenida de la red de suministro, donde la mezcla de energía "en la fuente" es la siguiente: 33% fósil (carbón), 39% nuclear y 28% hidro. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance Principios y marco de Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance Principios y marco de referencia (ISO 14040) Definición de meta y alcance (ISO 14041) Evaluación de inventario (ISO 14041) Interpretación del ciclo de vida (ISO 14043) Evaluación de Impacto (ISO 14042) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida • • Objetivos del estudio Unidad funcional Límites del Sistema Unidades de proceso incluidas y excluidas • Categorías de datos • Asignación de Sub-productos • Requerimientos de calidad de datos Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance El objetivo del estudio Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance El objetivo del estudio es construir un modelo base que pueda ser usado para demostrar mejoras ambientales continuas y para evaluar modificaciones futuras mayores. La unidad funcional fue definida como la producción y distribución de 1 tonelada de papel periódico con 10% de contenido de humedad (tonelada métrica de aire seco); los límites del sistema incluyen la cadena de producción, desde la extracción de madera hasta la distribución del papel periódico (de origen a destino final). La siguiente figura representa los límites del sistema. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance El transporte de papel Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance El transporte de papel de desecho de almacenes y su disposición en los rellenos municipales como alternativa de reciclaje en la planta fueron modelados con el objetivo de evaluar los cambios potenciales en el contenido DIP del periódico. El transporte de materias primas (i. e. troncos, astillas, combustible y papel de desecho) está comprendido. El transporte de papel de desecho de las calles a las instalaciones de recuperación de material así como el transporte de químicos a la planta de papel periódico están excluidos ya que es insignificante en comparación con el transporte de materias primas (Terrachoice 1997). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance Ciclo de Vida de Planta Integrada de papel periódico Definición de meta y alcance Ciclo de Vida de Origen a Destino final de la Producción de Papel Periódico Silvicultura Papel de desecho Troncos Planta integrada Operaciones De aserradero Astillas Elaboración Thermomecánica de pulpa Vapor a unidad de recuperación de calor Producción de electricidad Generación de Vapor en sitio Producción de químicos Producción de Combustibles fósiles lavado espesado Precalentamiento Limpieza Presión de refinación Tamizado Refinación atmosférica Deinking Pulping Limpieza Cleaning Tamizado Screening Deflaking Producción de químicos Latencia Flotación Flotation Limpieza Cleaning desechos Pulpa TM Producción de electricidad Desechos De refinado Producción de Combustibles fósiles Pulpa sin tinta Fabricación de papel MÁQUINA DE PAPEL Preparacion Stock Del Stock Preparation Forming prensado secado Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Calendering /embobinado/ /Reeling/ arrollamiento Winding Papel Periódico a imprenta Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance La impresión de papel Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance La impresión de papel periódico, su uso y disposición están excluidos también porque se asume que las variantes del proceso no afectan significativamente los impactos ambientales de estas etapas. Por ejemplo, el incremento de contenido reciclado del papel periódico afecta la facilidad de impresión y la apariencia de los periódicos en las imprentas y, en consecuencia, más tinta es requerida (Smook 1992). Sin embargo estos efectos son insignificantes comparados con otros involucrados en este tipo de modificaciones (e. g. más transporte de papel de desecho, menos consumo de electricidad, menos papel de desecho para rellenos sanitarios, etc. ). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance La manufactura, mantenimiento y Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance La manufactura, mantenimiento y desmontaje de activos no se incluyen en los límites del sistema ya que éstos son usados para un gran número de unidades funcionales durante sus ciclos de vida y su impacto para unidad funcional es insignificante. Categorías de datos usadas en el estudio: • Por tipo: medida, calculada, estimada • Por fuente: primaria (del sitio/compañía estudiado) y secundaria (de bases de datos comerciales) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance De acuerdo a ISO, Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance De acuerdo a ISO, para procesos con efluentes que son parcialmente subproductos y parcialmente desechos, las cargas ambientales pueden ser destinados solo a los subproductos (ISO 1999). En este caso de estudio, las cargas ambientales se asignan entre maderos, astillas y combustible porque la producción de papel periódico depende de los últimos dos efluentes para cubrir sus requerimientos de fibra y energía, respectivamente, y de otra manera éstos deberían ser sustituidos por otros materiales vírgenes. Sin embargo, el efecto de enfoques de asignación alternativa en los resultados es evaluado en la fase de interpretación. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance Fuentes de Datos y Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance Fuentes de Datos y Requerimientos de Calidad de los Datos Para el análisis de inventario se usan datos primarios para el proceso con mayores contribuciones (i. e. planta integrada, producción de electricidad) y datos secundarios para los sistemas de respaldo con menos contribución (i. e. producción de combustible y químicos, rellenos sanitarios industriales). Modelamos el sistema en el software para LCA, SIMAPRO 5. 1. La producción de químicos y combustibles así como los rellenos sanitarios son modelados usando bases de datos comerciales. Los siguientes requerimientos de calidad de datos fueron establecidos inicialmente: Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance ü Tiempo : El Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance ü Tiempo : El año de colecta del inventario es 2001. Son deseables aquellos datos de cinco años antes. ü Geografía : El sistema bajo estudio está localizado en Northern Ontario. Datos de América del norte son deseables. ü Tecnología : Tecnología promedio es deseable. Sin embargo, solo las bases de datos para la producción de combustibles coincidieron con estos criterios (i. e. base de datos Franklin: Promedios Americanos 1995 -1999). Para la producción de químicos se usaron bases de datos europeas (i. e. IVAM y BUWAL: Promedios Europeos 1990 -1994; KCLECO: promedios finlandeses 1992). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance En el caso de Planta Integrada de Papel Periódico Definición de Meta y Alcance En el caso de químicos para los que no se disponían bases de datos específicas (e. g. quelantes, coagulantes, floculantes y polímeros), bases de datos generales (e. g. químicos orgánicos ETH: promedios Europeos 1990 -1994) son usadas en su lugar. Los modelos para rellenos sanitarios están apoyados también en bases de datos europeas (i. e. KCLECO). El efecto de huecos entre los requerimientos de calidad de los datos iniciales y la calidad real de los datos usados en el modelo base es evaluado en la fase de interpretación. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Principios y marco de Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Principios y marco de referencia (ISO 14040) Definición de meta y alcance • Datos primarios para la producción de papel (ISO 14041) periódico y electricidad Evaluación de inventario (ISO 14041) Interpretación del ciclo de vida (ISO 14043) • Datos secundarios para la producción de combustibles y químicos • Modelo en SIMAPRO Evaluación de Impacto (ISO 14042) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida • Inventario agregado por 1 entrada Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Los resultados del inventario Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Los resultados del inventario por 1 entrada de papel periódico, incluyen cientos de sustancias, de las cuales, las más importantes en términos de masa están presentadas y serán discutidas en esta sección. Con el objetivo de tener una mejor visualización, hemos agrupado las sustancias del inventario y presentado los resultados en gráficas, mostrando la contribución de diferentes sistemas de proceso a la cantidad total de sustancia emitida. Note que en algunos casas las escalas han sido modificadas para mostrar todas las sustancias de un grupo en la misma gráfica. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Modelo de Aserradero Cerca Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Modelo de Aserradero Cerca del 30% de las astillas y 40% del hogfuel consumido por la planta de papel periódico es suministrado por aserraderos locales, con sistemas de suministro independiente (i. e. astillas y hogfuel usualmente no son suministradas por el mismo aserradero). En este estudio, un modelo de aserradero "en sitio" es considerado como promedio para la producción de la cantidad total de astillas y hogfuel requerido para 1 entrada de papel periódico. De hecho, el consumo de electricidad y vapor son similares entre aserraderos involucrados, la única diferencia puede ser las fuentes de energía, especialmente para el vapor ya que la descomposición del combustible en la caldera de la planta de papel periódico tal vez no sea representativa para todos los aserraderos locales. Sin embargo, esta diferencia puede ser considerada insignificante si tomamos en cuenta que el consumo de vapor de un aserradero es solo el 5% del consumo total del sistema. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Modelos de Transporte Para Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Modelos de Transporte Para el transporte de troncos se considera el viaje redondo y el consumo de combustible está basado en datos primarios. El viaje en un sentido es considerado solo para astillas, hogfuel y para el suministro de papel de desecho, así como para la distribución de el papel periódico; el regreso no está incluido porque usualmente el cargamento de otras compañías o sistemas es transportado en el viaje redondo. El consumo de combustible está basado en masa transportada (t o número de cargas) y distancias promedio, usando factores de eficiencia de combustible (L/km or L/t-km) para camión y locomotora recomendados en las normas EPDS (Terrachoice 1997). Las emisiones al are están calculadas en base al consumo de combustible usando factores de emisión de las referencias recomendadas por las normas EPDS (Terrachoice 1997); y de la base de datos Franklin, que tiene su origen en el modelo USEPA AP-42 MOBILE, para el caso de partículas. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones de CO 2 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones de CO 2 resultantes de la combustión de Biomasa Existe un debate entre los profesionales del ciclo de vida sobre si incluir emisiones de CO 2 provenientes de la combustión de biomasa en el análisis de inventario, especialmente cuando se comparan dos fuentes de energía alternativas (Reijnders et al. 2003). En este caso de estudio, se aplicó el enfoque natural recomendado por el International Council of Forest and Paper Association, que es compatible con la mayoría de los protocolos internacionales, incluyendo el de IPPC. Este enfoque está basado en la suposición de que el CO 2 emitido por la combustión de biomasa es el mismo CO 2 atmosférico que fue absorbido durante el crecimiento del árbol; por tanto, no existe una contribución neta al nivel de CO 2 atmosférico (NCASI 2001). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al aire Las Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al aire Las siguientes figuras presentan los resultados del inventario para gases de efecto invernadero (Green House Gases, GHG), gases y partículas, respectivamente. Para todas las emisiones al aire, la contribución de la producción química es insignificante comparada con la de otros procesos (<5%), por tanto, no se muestra en las gráficas. De la siguiente figura: el CO 2 es producido en cantidades mucho más grandes que el metano y el N 2 O. La mayoría del CO 2 (i. e. 79%) es emanado por la producción de electricidad; note sin embargo, que los datos de emisiones de GHG de la producción de electricidad fueron colectados como CO 2 eq. Para metano y N 2 O, las emisiones directas de la planta presentan contribuciones más importantes: 88% de metano es emitido por el relleno sanitario industrial y 55% de N 2 O por la combustión de biomasa en la caldera. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 6 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 6 5 4 3 2 1 0 CO 2(200 kg) CH 4(kg) N 2 O(10 g) Producción de Electricidad Combustión de biomasa Combustión de Gas Natural Producción de combustibles Transporte Relleno sanitario industrial Emisiones de GHG por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire La Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire La siguiente figura muestra que hay menos variabilidad en la cantidad de gases emitidos en comparación con los resultados de los GHG. El SO 2 es el gas despedido en mayor cantidad, principalmente por la producción de electricidad (57%) y la producción de combustibles (38%). CO y NOX son emitidos casi en cantidades iguales; sus principales contribuidores son la combustión de biomasa (43% de CO) y la producción de electricidad (45% de NOX). Los VOCs son emanados en menor cantidad, principalmente por la producción de combustible (69%). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 6 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 6 5 kg 4 3 2 1 0 CO NOX SO 2 VOC Sustancia TMP Producción de electricidad Combustión de biomasa Combustión de gas Natural Producción de combustibles Transporte Emisiones de Gas por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al aire La Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al aire La siguiente figura muestra las emisiones de partículas de acuerdo a su tamaño. La contribución de la electricidad es la más importante para TSP (60%) y PM 10 (52%); sin embargo para PM 2. 5, que son las partículas de mayor preocupación, la contribución del transporte se vuelve más importante (45%) que la de la producción de electricidad (32%). La combustión de biomasa en caldera es el tercer contribuidor más importante con cerca de 10% en TSP y PM 10; y 16% en PM 2. 5. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 450 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Aire 450 400 350 300 g 250 200 150 100 50 0 TSP PM 10 Tamaño de Partícula Producción de electricidad Combustión de biomasa Combustión de Gas Natural Producción de combustible PM 2. 5 Transporte Emisión de partículas por 1 entrada Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al agua Las Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al agua Las siguientes figuras muestran las emisiones al agua respectivamente: sólidos, descargas orgánicas, nutrientes y metales. De la siguiente figura: Las principales contribuciones de sólidos suspendidos provienen de la planta de papel periódico (65%) y, en menor extensión, de la producción de electricidad (33%); las aportaciones de la producción de químicos y combustibles son despreciables. Por otro lado, la producción de combustible tiene una contribución significativa en los resultados de sólidos disueltos (93%). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 4. Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 4. 0 3. 5 kg 3. 0 2. 5 2. 0 1. 5 1. 0 0. 5 0. 0 Suspendido Disuelto Tipo Producción de papel periódico Producción de electricidad Producción de químicos Producción de combustible Emisiones sólidas al agua por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La siguiente figura muestra los resultados de dos indicadores de carga orgánica: BOD 5 y COD. Cerca del 99% de la carga orgánica (para ambos indicadores) proviene de la planta productora de papel periódico. Emisiones indirectas se muestran por separado para una mejor visualización y se observa que entre los emisores indirectos, la producción de combustibles tiene la contribución más alta. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 8 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 8 7 6 5 4 3 2 1 0 BOD (g) BOD (100 g) COD (10 g) COD (kg) Tipo Producción de papel periódico Producción de electricidad Producción química Producción de combustibles Carga orgánica al agua por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La siguiente figura muestra la carga de nutrientes en dos indicadores: N-t y P-t. Como en el caso de la carga orgánica, la mayor contribución proviene de la producción de papel periódico: 99% de N-t y 93% de P-t. El segundo mayor contribuidor de emisiones de P-t es la producción de electricidad con 7%. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 2. Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 2. 0 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0. 0 N-t (g) N-t (100 g) P-t (100 g) Tipo Prod. de papel periódico Prod. de electricidad Prod. de químicos Prod. De combustible Rellenos sanitarios ind. Carga de nutrientes al agua por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua La figura a continuación muestra los metales más significativos en términos de masa (i. e. >1 g/admt). Solo para Zn y Mn que son constituyentes naturales de la madera, la producción de papel periódico presenta la contribución más alta (alrededor de 98%); mientras que para el resto de los metales, el principal contribuidor es la producción de químicos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 18 Planta Integrada de Papel Periódico Inventario de Ciclo de Vida Emisiones al Agua 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Na(2. 5 g) Zn(50 mg) Mn(50 mg) Fe(g) Al(g) Mg(g) Sustancia Prod. de papel periódico Prod. de electricidad Prod. de químicos Prod. De combustible Emisiones metálicas al agua por 1 entrada de papel periódico Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Principios y Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Principios y marco de referencia (ISO 14040) Definición de meta y alcance (ISO 14041) Evaluación de inventario (ISO 14041) Interpretación del ciclo de vida (ISO 14043) Evaluación de Impacto (ISO 14042) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida • Modelado Linear • Sitios y tiempos genéricos • Impactos Globales, regionales y "locales" • Herramienta para la reducción y evaluación de otros impactos químicos y ambientales (TRACI) • Resultados agregados por categoría de impacto • Elementos opcionales discutidos Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Principales suposiciones Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Principales suposiciones y Simplificaciones: Para este estudio, las categorías de impacto relacionadas de salida propuestas por SETAC han sido incluidas. La mayoría de los indicadores de categoría han sido elegidos en punto medio, excepto por las partículas de salud humana que son evaluadas en punto final. TRACI es usado para la evaluación después de verificar que se cumplan los requerimientos de ISO y las recomendaciones de SETAC. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización La selección de categorías de impacto, indicadores de categoría y modelos de caracterización fue realizada de acuerdo a los objetivos y el contexto del estudio y basada en las mejores prácticas disponibles de SETAC que son compatibles con ISO (Udo de Haes et al. 1999 a). La siguiente tabla resume los resultados de este proceso. Las categorías de impacto relacionadas con la entrada (i. e. recursos abióticos y uso del suelo) no están incluidas en el estudio principalmente porque los mejores métodos disponibles no han sido identificados aún (Udo de Haes et al. 2002). Además, el impacto de los recursos bióticos no es relevante en este estudio ya que el recurso maderero en el sistema (i. e. abeto) es de culturas controladas por el hombre y por tanto no es agotado (Udo de Haes et al. 2002). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización Categorías de Impacto Cambios climáticos Desgaste del ozono Escala Eutroficación Formación foto-oxidante Eco-toxicidad Salud humana - cancerígenos Salud humana - no cancerígenos Salud humana. Criterios de contaminantes Local IPCC g CFC 11 eq WMO TRACI – Michigan g N eq TRACI – Michigan g 2, 4 D eq Regional g CO 2 eq g NO xeq /m Acidificación Modelos de Caracterización mol H+ eq Global Indicadores de Categoría TRACI – USA g C 6 H 6 eq TRACI – USA g C 7 H 7 eq TRACI – USA DALY TRACI – Michigan Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización En el caso del uso del suelo, algunos métodos disponibles fueron revisados (Weidema 2001, Lindeijer et al 2002), sin embargo, la falta de datos específicos para las actividades relacionadas con el sistema estudiado fue una restricción para caracterizar este impacto. No obstante, los datos del inventario son incluidos en el modelo base con el objetivo de analizar los resultados en el nivel de inventario e incorporar los modelos apropiados cuando estén disponibles. Todas las categorías de impacto relacionadas con las salidas recomendadas por SETAC están incluidas (Udo de Haes et al. 1999 b). Los impactos globales están modelados a punto medio usando los factores de caracterización para calentamiento global y desgaste del ozono del International Panel on Climate Change (IPCC, time horizon: 100 y) y del World Meteorological Organization (WMO, time horizon: infinite) respectivamente. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización Los impactos regionales son modelados a punto medio usando el método de mortalidad de Reducción y Evaluación de Químicos y Otros Impactos Ambientales (TRACI) de EPA en Estados Unidos. Este método fue seleccionado porque incluye diferenciación espacial en destino y la sensibilidad recomendada por SETAC (Udo de Haes et al. 1999 b) y porque se ha demostrado la importancia de la influencia potencial de la ubicación de la descarga sobre la fortaleza esperada del impacto (Norris 2003, Hauschild et al. 2003). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización Para los impactos locales, también fueron seleccionados los modelos TRACI. Ecotoxicidad, salud humana-cancerígenos y salud humana-no cancerígenos son modelados a punto medio usando modelamiento de destino multimedia para condiciones promedio en EUA mientras que salud humana-partículas es modelada a punto final y los factores de caracterización están disponibles por estado (Bare et al. 2003). Michigan fue seleccionado como estado de referencia en el último caso. La compatibilidad con las recomendaciones de SETAC también fue identificada para estos impactos, incluyendo el uso de indicadores de toxicidad de punto medio para la composición de especies de ecosistemas terrestres y acuáticos y la división de impactos a la salud humana en categorías tipo incapacidad (Udo de Haes et al. 1999 b). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Selección de Categorías de Impacto, Indicadores de Categoría y Modelos de Caracterización La siguiente tabla muestra los resultados de la evaluación de impacto para las categorías de impacto. Como consecuencia de la evaluación de impacto, hemos reducido los cientos de indicadores de inventario en 9 indicadores de categoría de impacto, lo que permite un mejor análisis del desempeño ambiental del sistema estudiado. Categorías de Impacto Cambios climáticos Desgaste del ozono Acidificación Eutroficación Formación foto-oxidante Eco - toxicidad Salud Humana - cancerígenos Salud Humana - no cancerígenos SH Criterios de contaminantes Indicadores de categoría Total g CO 2 eq g CFC 11 eq mol H+ eq g. N eq g NO /m xeq g 2, 4 D eq g. C H 6 6 eq g. C H 7 7 eq DALY 1. 19 e+6 6. 06 e-3 3. 01 e+2 4. 53 e+2 2. 54 e 00 3. 19 e+3 7. 61 e+1 3. 75 e+5 1. 18 e-4 Indicadores de categoría resultantes Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de tamaño de Partícula Las siguientes consideraciones y modelos fueron aplicados para calcular la distribución del tamaño de partícula para estos procesos: ü Combustión y pre-combustión de Gas Natural: Las partículas emitidas de la combustión de gas natural son menores a 1 micrómetro (USEPA 1998). En el proceso de producción del gas natural, las partículas son producidas por los motores del compresor queman gas natural (USEPA 1995 a); por tanto, se usa la misma distribución de tamaño de partícula. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de tamaño de Partícula üPre-combustión de Diesel: La distribución de tamaño para calderas industriales queman aceite residual (USEPA 1995 b) fue incluida en el modelo. En realidad, en el proceso de producción de diesel también existe emisión de partículas de los procesos de cracking; sin embargo, debido a la falta de información sobre la distribución del tamaño de partículas de esta operación, la distribución para calderas industriales es considerada representativa para todo el proceso. ü Transporte por carretera/ferrocarril: La distribución de tamaño de partícula para vehículos diesel (USEPA 2003) fue incluida en el modelo. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Distribución de tamaño de Partícula Los datos de emisión de procesos contribución pequeña en el inventario de partículas por 1 entrada de papel periódico no fueron redefinidos para incluir la distribución del tamaño de partícula (i. e. producción de químicos así como gasolina, combustión de propano y queroseno y pre-combustión). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de Sólidos Totales Suspendidos (Total Suspended Solids, TSS) TSS se refiere a la cantidad de fibra en los efluentes de una planta productora de pulpa y papel y es regulada por el Canadian Pulp and Paper Effluent Regulation según Fisheries Act (Environmental Canada 2002). Los TSS no son caracterizados por modelos de evaluación de ciclo de vida existentes. Sin embargo, debido a su naturaleza biológica, se puede asumir que los impactos de los TSS ya han sido considerados por la caracterización de BOD en la categoría de impacto de eutroficación. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de la Carga Orgánica El modelo de eutroficación TRACI incluye factores individuales de caracterización para BOD y COD (i. e. Demanda de Oxígeno Químico o Chemical Oxygen Demand, COD) y recomienda caracterizar solo COD cuando ambos parámetros están disponibles para cualquier proceso unitario, con el objetivo de evitar una doble consideración (Norris 2003). Esta recomendación ha sido aplicada en todos los procesos unitarios del sistema estudiado excepto en la planta de papel periódico porque las características del efluente (i. e. baja biodegradabilidad de los sólidos suspendidos orgánicos y contenido de nutrientes) concuerdan con las de aquellas para las que el COD es una sobreestimación de la demanda ambiental total de oxígeno (Norris 2003). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Normalización Se Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Normalización Se evaluaron dos referencias recomendadas por ISO (ISO 2001 a) para normalizar los resultados de la caracterización con el propósito de comprender mejor la magnitud relativa de los impactos de la producción de papel periódico. Sin embargo, la falta de datos representativos fue una restricción para la cuantificación. ü Escenario base para el sistema en estudio: El ciclo de vida promedio de origen a destino final de la producción de papel periódico en el contexto de América del Norte es el mejor escenario de referencia para este caso en particular. No obstante, éste no está disponible aún. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Normalización ü Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Normalización ü Emisiones per cápita: Datos para calcular los factores de normalización para esta referencia están disponibles: sin embargo, algunos datos faltantes referidos a emisiones significativas del sistema (e. g. BOD) no permitieron calcular un perfil de normalización representativo. Para las aplicaciones pretendidas (i. e. evaluación de modificaciones de proceso, demostración de mejoras continuas y diseño de configuración de mínimo impacto de la planta), se recomienda usar los resultados de caracterización de este modelo base como referencia de normalización. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Ponderación La Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Ponderación La pregunta de ponderación surge cuando se efectúan un balance entre categorías de impacto (i. e. cuando no se puede decidir deliberadamente que una opción es ambientalmente preferible a otra por todas las categorías de impacto incluidas en el estudio). Este paso opcional, por tanto, no es aplicado en este estudio descriptivo pero muy probablemente será necesario incluirlo en las aplicaciones previstas. Varios métodos de ponderación se cubren en la literatura y se ha mostrado que pueden llevar a diferentes resultados. Sin embargo, siguen siendo un tema controversial y no existe ningún método de ponderación favorecido para su uso en LCA (Udo de Haes et al 2002, Hofstetter 1999, Finnveden 1999). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Caracterización de la Carga Orgánica Para los casos de estudio referidos a las aplicaciones previstas, la definición de factores de ponderación debe ser transparente; un análisis de sensibilidad debe ser realizado para ilustrar los efectos de esta opción y el perfil ponderado debe considerarse como material de entrada a la fase de interpretación en comparación a la respuesta final, según lo recomendado (Bengtsson et al. 2000). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Proceso de Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida Proceso de evaluación por pares Una evaluación formal interna por pares de este caso de estudio está siendo llevada a cabo por expertos en LCA del Interuniversity Reference Centre for the Life Cycle Assessment, Interpretation and Management of Products, Processes and Services (CIRAIG) de Ecole Polytechnique de Montreal, siguiendo el protocolo ISO (ISO 1997). Ésta evaluación o revisión incluye la metodología para cada una de las cuatro etapas de la LCA así como los procedimientos de cálculo, datos de entrada y resultados. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Modelo de aplicación “Clásico” para identificar las oportunidades de mejora ambiental. Panorama de como este modelo puede ser usado en la "Ideología del Ciclo de Vida": * En EMS para demostrar mejoras ambientales continuas. * En EIS para cuantificar y comunicar los impactos ambientales. * Para planeación estratégica. 3. 4. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Principios y marco de referencia (ISO Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Principios y marco de referencia (ISO 14040) Definición de meta y alcance (ISO 14041) Evaluación de inventario (ISO 14041) Interpretación del ciclo de vida (ISO 14043) Evaluación de Impacto (ISO 14042) Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida • Caracterización de incertidumbre • Evaluación de parámetros de incertidumbre semi-cuantitativos • Identificación de parámetros clave de entrada • Análisis de Sensibilidad • Desarrollo de escenarios y análisis • Conclusiones y recomendaciones Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Discusión Se seleccionaron 26 parámetros como Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Discusión Se seleccionaron 26 parámetros como "clave". La mayoría de las categorías de impacto mostraron sensibilidad significativa (>10%) en consumo de energía en la planta de papel periódico, incluyendo consumo de electricidad y gas natural. La eutroficación mostró sensibilidad significativa solo en emisiones N-t en el efluente de la planta de papel periódico. Entre los parámetros de fondo, sensibilidades mayores a 20% fueron encontradas para datos de emisiones de reducción de ozono de la producción de DTPA (i. e. quelante), descargas de arsénico al agua de la producción de soda, emisiones de arsénico y mercurio al aire por la producción de electricidad y emisiones de metano de rellenos industriales. Las categorías de impacto afectadas por estos parámetros fueron calentamiento global, desgaste de ozono, ecotoxicidad y toxicidad a humanos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Discusión Para la evaluación de opciones Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Discusión Para la evaluación de opciones metodológicas, el análisis de dos enfoques alternativos de distribución de sub-productos en las operaciones de aserraderos, muestra una variación en los resultados indicadores de categoría de 2% a 13% cuando las cargas totales están asignadas al producto principal (i. e. maderos). También se encontró que la exclusión de recopilación de papel de desecho del sistema no afecta los resultados finales. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Un gran Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Un gran número de parámetros es introducido en la fase de inventario del ciclo de vida, dependiendo del alcance y la complejidad del sistema en estudio. Por tanto, es importante seleccionar sistemáticamente los parámetros clave en que se enfocará el análisis de interpretación. Se ha recomendado un análisis de sensibilidad amplio usando estimados de incertidumbre estándar (Sakai et al. 2002, Heijungs et al. 2001, Heijungs 1996). Sin embargo, una desventaja de usar un rango de sensibilidad estándar es que resultan parámetros con menor contribución a la LCA, pero con un gran rango desconocido de incertidumbre son eliminados del análisis (Huijbregts 1998 b). Un enfoque alternativo es identificar los parámetros clave de entrada en base a la contribución de datos de entrada a los resultados y una evaluación cualitativa de la incertidumbre de los datos (Maurice et al 2000). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Éste último Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Éste último enfoque es aplicado en el modelo base, con algunas modificaciones. El procedimiento es llevado a cabo por categoría de impacto y se explica abajo, ilustrándolo con el ejemplo del Calentamiento Global (Global Warming, GW). Paso 1: Calcular la contribución por sustancia y hacer un corte (e. g. 1%) para reducir el análisis solo para aquellas sustancias con aportaciones importantes al resultado indicador. Ej: De 13 gases de efecto invernadero (GHG) incluidos en el estudio, 99. 2% del resultado indicador del calentamiento global total representa la contribución de CO 2 (90. 6%) y metano (8. 6%). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 2: Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 2: Calcular la contribución de procesos unitarios a la emisión total de cada sustancia seleccionada en el paso 1. Ej: La siguiente tabla muestra la contribución de procesos unitarios en emisiones totales de CO 2 (solo se muestran contribuciones mayores a 1%, sin embargo ningún corte fue aplicado en este paso). Proceso Unitario Contribución (%) Producción de Electricidad 79. 02 Caldera - combustión de gas natural 11. 57 Transporte en camión 3. 62 Caldera - precombustión de gas natural 1. 54 Transporte en ferrocarril 1. 06 Contribución de procesos unitarios a las emisiones totales de CO 2 Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 3: Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 3: Calcular la contribución de cada par proceso unitario/emisión a la categoría de resultado indicador multiplicando las contribuciones calculadas en los pasos 1 y 2. Ej: La siguiente tabla 3 muestra la contribución de procesos unitarios al GW potencial total debido a las emisiones de metano y CO 2 (sólo contribuciones mayores a 1% son mostradas, sin embargo ningún corte fue aplicado en este paso). Proceso Unitario Emisión Contribución (%) Producción de Electricidad CO 2 71. 59 Caldera- combustión de gas natural CO 2 10. 48 Relleno Industrial Metano 7. 51 Transporte en camión CO 2 3. 28 Caldera- precombustión de gas natural CO 2 1. 39 Contribución de pares proceso unitario/emisión al GW potencial total Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 4: Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Paso 4: Definir Indicadores de Calidad de Datos (Data Quality Indicators, DQI) apropiados al estudio para evaluar cuantitativamente la incertidumbre de los pares proceso unitario/emisiones. Ej: Cuatro DQI fueron definidos para este estudio: fuente de datos, correlación temporal, correlación geográfica y correlación tecnológica. La matriz mejorada de DQI de Weidema (Weidema 1998) fue usada como referencia, sin embargo consideramos que la confiabilidad de la fuente y los indicadores de integridad no eran completamente adecuados para el estudio. La confiabilidad de los indicadores involucra la evaluación de los procesos de verificación los cuales no están disponibles en las bases comerciales usadas y el indicador de integridad es más apropiado para el grupo de datos (i. e. el proceso unitario completo) que para un flujo elemental (e. g. CO 2 de la producción de electricidad). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Por tanto, Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave Por tanto, estos dos últimos indicadores fueron reemplazados por la fuente de indicadores de datos y las descripciones de las pruebas 1 a 5 fueron definidas como sigue, de manera que representan las diferentes fuentes usadas: ü Prueba 1: Promedio de medidas continuas ü Prueba 2: Promedio de medidas puntuales ü Prueba 3: Calculado de datos medidos ü Prueba 4: Calculado de referencias literarias ü Prueba 3: Estimado de fuentes desconocidas Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave A pesar Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros Clave A pesar de la recomendación de Weidema de no agrupar de ninguna manera los DQIs, aplicamos el enfoque de Maurice al cálculo del promedio de los mismos para simplificar el procedimiento, tomando en cuenta que éstos son "indicadores intermedios" usados para seleccionar parámetros clave para los que posteriormente se calculará la incertidumbre cuantitativa. Paso 5: Definir los niveles bajos y altos de contribución e incertidumbre para aplicar el enfoque propuesto por Heijungs (Heijungs 1996) ilustrado en esta figura. . Ej: Para este estudio se definió un límite entre contribución baja y alta de 10% y para incertidumbre baja y alta, un DQI de 2. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Todos los parámetros clave Si hay más de uno, Planta Integrada de Papel Periódico Todos los parámetros clave Si hay más de uno, se eligen por se elige el de mayor análisis de % de contribución Identificación de Parámetros Clave por Categorías de Impacto sensibilidad Modelo de Interpretación Incertidumbre Alta Posible parámetro clave No es un parámetro clave Parámetros clave Posible parámetro clave Baja Contribución Si hay mas de Alta uno, se elige el de mayor DQI B. Maurice et al. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Paso 6: Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Paso 6: Encontrar los "parámetros clave" (cuadrante II), calculando el DQI promedio de todos los pares proceso unitario/emisión con una contribución al indicador de impacto resultante mayor a 10% y seleccionando aquellos para los que el DQI es mayor a 2. Ej: Se calcularon DQIs promedio para emisiones de CO 2 resultantes de la producción de electricidad (71. 6% de contribución al GW) y de la combustión de gas natural en caldera (10. 5% de contribución al GW). Los resultados son 1. 4 y 2. 3 respectivamente. Por tanto la emisión de CO 2 de la combustión de gas natural para producir vapor en la caldera fue seleccionada como "parámetro clave". Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Paso 7: Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Paso 7: Seleccionar "posibles parámetros clave" representativos del cuadrante I y III. Este paso es importante porque parámetros significativos pueden ser localizados en estos cuadrantes. En el cuadrante I podemos encontrar parámetros de proceso para los que los datos son obtenidos en sitio y que por tanto tienen buena calidad de datos y, al mismo tiempo, contribución elevada al indicador total de categoría resultante ya que están más cerca a la unidad funcional en la cadena de producto. Oportunidades de mejorar el desempeño ambiental pueden ser pasadas por alto al no considerar todos estos parámetros basados en la buena calidad de los datos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Por otro Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Por otro lado, en el cuadrante III podemos encontrar parámetros de fondo (e. g. emisiones de la producción de químicos) para los que se obtienen datos de bases comerciales y por tanto con mayor incertidumbre que los parámetros anteriores, pero también con menos contribución a los indicadores de categoría resultantes. Oportunidades para mejorar la calidad de los datos pueden ser omitidas al no considerar todos los parámetros basados en su baja contribución. Proponemos la selección de "posibles parámetros clave" en base a su contribución la cual es un indicador cuantitativo más certero que el DQI. Los DQIs pueden ser usados como criterio secundario de selección, por ejemplo cuando se encuentran contribuciones iguales para dos pares proceso unitario/emisión diferentes, se selecciona el de mayor DQI. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Ej: La Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Ej: La emisión de CO 2 por producción de electricidad (contribución de 71. 7% y DQI de 1. 5) es seleccionada del cuadrante I. Del cuadrante III se selecciona la emisión de metano de rellenos industriales (contribución de 7. 4% y DQI de 3. 5) Paso 8: Para todos los pares proceso unitario/emisión seleccionados, identificar los flujos elementales e intermedios que los afectan. Éstos parámetros son analizados en el próximo paso de procedimiento de interpretación. Ej: La tabla 4 muestra la lista de los pares proceso unitario/emisión seleccionados con los flujos elementales e intermedios relacionados (i. e. parámetros clave) así como sus unidades. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Relleno Industrial/metano Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Identificación de Parámetros clave Relleno Industrial/metano Unidad Intermedio Consumo de Electricidad k. Wh/admt CO 2 de la producción De electricidad kg/k. Wh Intermedio Consumo de Gas Natural m 3/admt CO 2 de la combustión de gas natural kg/m 3 Intermedio Desechos de proceso a rellenos kg/admt Elemental Combustión de gas natural en caldera /CO 2 Parámetro clave Elemental Producción de Electricidad/CO 2 Tipo de flujo Elemental Proceso Unitario/emisión Metano de rellenos kg/kg Parámetros clave seleccionados por análisis de sensibilidad de resultados potenciales de GW Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Definición de Rangos de Incertidumbre para Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Definición de Rangos de Incertidumbre para Parámetros Clave Seleccionados Los rangos de incertidumbre para parámetros clave seleccionados fueron calculados para realizar análisis de sensibilidad. Las directrices propuestas por Maurice (Maurice et al. 2000) fueron consideradas para el cálculo o estimado de los rangos de incertidumbre, como sigue: ü Para datos primarios en bosques, aserraderos y plantas de papel periódico, los valores mínimos y máximos de estadísticas mensuales para el año 2001 definieron el rango de incertidumbre. ü Para datos primarios de producción de electricidad, solo se disponía de los promedios de la producción en sitio, se aplicó la consideración de ± 20% para medidas continuas y ± 50% para medidas puntuales (Hanssen et al. 1996). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Definición de Rangos de Incertidumbre para Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Definición de Rangos de Incertidumbre para Parámetros Clave Seleccionados ü Para datos secundarios de la base de datos Franklin: Un porcentaje de variación fue aplicado de acuerdo a la información de los fabricantes de las bases de datos. ü Para datos secundarios de otras bases de datos donde no se cuenta con información de incertidumbre, el rango de incertidumbre esta basado en la comparación de procesos similares de diferentes bases de datos. . ü Para datos secundarios donde no se tiene información de procesos similares de otras bases de datos, el rango de incertidumbre esta basado en los intervalos propuestos por Finnveden (Finnveden et al. 1998). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo La técnica para el análisis de sensibilidad fue seleccionada de un estudio donde se compararon catorce métodos en términos del esfuerzo de cálculo requerido, la clasificación de sensibilidad de los parámetros y el método relativo de desempeño (Hamby 1995). El estudio concluye que el método de Índice de Sensibilidad (SI) es "el método más fácil y confiable que se puede realizar sin conocimiento detallado del parámetro de distribución". El índice de sensibilidad es un método uno-a-la-vez donde un parámetro es variado cada vez de su valor mínimo al máximo (rango de incertidumbre) mientras que los otros se mantienen fijos y la diferencia porcentual de salida resultante es calculada y expresada como SI. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo Los Índices de Sensibilidad fueron calculados por los parámetros clave seleccionados y los resultados son analizados de manera separada para los parámetros de primer plano y de fondo, esto con la finalidad de identificar oportunidades de mejora para el desempeño ambiental y la calidad de los datos respectivamente. Las siguientes dos figuras muestran los resultados para los parámetros de primer plano y de fondo. Veintiséis parámetros clave fueron analizados en total, pero solo se muestran aquellos con SI mayor a 10%. Se puede observar que los parámetros de fondo tienen por lo general, mayor sensibilidad que los parámetros de primer plano debido a su alta incertidumbre. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo Sensibilidad de Indicadores de Categoría Resultantes en Parámetros de Procesos Clave de la Planta 28 26 SI (%) 24 22 20 18 16 14 12 10 Calentamiento Acidificación Global Eutroficación Smog Ecotoxicidad SH SH fotoquímico Cancerígenos No Cancerígenos SH Partículas Categorías de Impacto Consumo de Electricidad Consumo de gas natural N-t del efluente de la planta de papel periódico Consumo de diesel Resultados del Análisis de Sensibilidad de Parámetros de Primer Plano Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo De esta figura se puede concluir que los esfuerzos de la planta para mejorar el desempeño del ciclo de vida de la producción de papel periódico debe enfocarse en los problemas de energía, especialmente consumo de electricidad y gas natural para producir vapor, que tiene una sensibilidad importante en la mayoría de las categorías de impacto. También, los resultados de la categoría de eutroficación pueden ser reducidos significativamente tomando acciones para reducir las emisiones de N-t de los efluentes de la planta de papel periódico. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo Sensibilidad de Indicadores de Categoría Resultantes en Parámetros de Procesos Clave de la Planta 80 SI (%) 70 60 50 40 30 20 Calentamiento Deterioro del Ozono Global Ecotoxicidad SH Cancerígenos Categorías de Impacto CH 4 de rellenos ind. CO 2 prod. De electricidad Hg de prod. De elect. Halon -1301 prod de DTPA CFC-114 de prod. de DTPA SH No Cancerígenos As de prod. de elec. As-w de prod. de Na. OH Resultados del Análisis de Sensibilidad de Parámetros de fondo Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Análisis de Sensibilidad en Parámetros Clave de Primer Plano y de Fondo De esta figura se puede concluir que los esfuerzos para mejorar la calidad de los datos debe enfocarse en las emisiones de la producción de DTPA que deterioran el ozono (i. e. quelante), las emisiones de arsénico al agua de la producción de soda, emisiones de mercurio y arsénico al aire de la producción de electricidad y las emisiones de metano de rellenos industriales. Las acciones deben orientarse primero a mejorar los rangos de incertidumbre estimados y después a evaluar por un análisis de sensibilidad complementario si se requiere mejor calidad de datos de producción. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Evaluación de Incertidumbres debido a Elecciones Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Evaluación de Incertidumbres debido a Elecciones Metodológicas Ejemplos de elecciones metodológicas que presentan incertidumbre en los modelos de LCA son: La selección de unidad funcional, los límites del sistema, reglas de asignación, la opción de usar datos promedio o tecnología promedio y selección de métodos de caracterización (Bjorklund 2002). Para reducir este tipo de incertidumbre, se ha recomendado usar procedimientos estandarizados (i. e. familia ISO 14040), así como realizar procesos evaluados por iguales al juzgar las opciones (Huijbregts 1998 a). En el desarrollo de modelos base, además de la aplicación de medidas recomendadas para reducir la incertidumbre debido a elecciones, se analizaron los efectos de dos opciones metodológicas, para las que se discuten diferentes enfoques entre profesionistas. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación por Producto en un Aserradero Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación por Producto en un Aserradero Los enfoques presentados previamente fueron modelados y las categorías de impacto resultantes son comparadas con aquellas del modelo base en la siguiente figura. Los perfiles están normalizados contra los resultados del modelo base. Enfoque Alternativo 1: Las cargas ambientales son asignadas solo a maderos y astillas. Enfoque Alternativo 2: Las cargas ambientales son asignadas solo a maderos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación de subproductos en un Aserradero Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación de subproductos en un Aserradero Valor Normalizado 1. 1 Análisis de Sensibilidad en Enfoques Alternativos de Asignación 1. 0 0. 9 0. 8 0. 7 Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH SH SH Deterioro Cancerigeno Partícula No Cancerígenode Ozono Global Smog Fotoquímico Categorías de Impacto Enfoque Alternativo 1 Enfoque Alternativo 2 Resultados del Análisis de Sensibilidad con Enfoques alternativos de Asignación para operaciones en un Aserradero Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación de subproductos en un Aserradero Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Asignación de subproductos en un Aserradero Los resultados muestran que, asignemos o no las cargas al hog fuel, los resultados son los mismos. Pero cuando las cargas ambientales son exclusivamente asignadas a maderos, los resultados de caracterización difieren del modelo base de 2% a 13%, con valores mayores para salud humana-partículas y smog fotoquímico donde el transporte tiene una contribución significativa porque el consumo de diesel para el transporte de troncos y operaciones del aserradero representa cerca del 75% del consumo total para el transporte en camión. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Exclusión de Recopilación de Papel de Planta Integrada de Papel Periódico Modelo de Interpretación Exclusión de Recopilación de Papel de Desecho Durante la definición del alcance, el transporte de papel de desecho de la calle a las instalaciones de recuperación de material en las ciudades fue considerada insignificante en comparación con otras actividades de transporte (i. e. transporte de troncos, transporte de papel de desecho de las instalaciones de recuperación de material a la planta, etc. ) y por tanto excluida del sistema. En la fase de interpretación esta consideración fue verificada usando el modelo de un camión de desecho municipal de la base de datos IVAM, modelado por tiempo donde la distancia no es relevante; y datos promedio de velocidad de recopilación de papel periódico durante el año 1998 en la provincia de Ontario. Los resultados muestran que la contribución de la recopilación de papel de desecho es insignificante para todas las categorías de impacto (<<1%), siendo la mayor de 0. 00435% para salud humana-partículas. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Evaluación de Oportunidades para mejorar el Desempeño Ambiental de la producción de papel periódico usando la Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) 3. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Esta sección muestra Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Esta sección muestra la evaluación de oportunidades de mejora, dividiendo las alternativas propuestas en aquellas relacionadas al consumo de energía y las relacionadas con emisiones de efluentes. En el primer grupo, analizamos el incremento de la producción de DIP y la implementación de sistemas de cogeneración; los resultados muestran beneficios importantes para la mayoría de las categorías de impacto (e. g. 20 -40% de reducción en calentamiento global potencial), excepto por acidificación, smog fotoquímico y salud humanapartículas debido al incremento del consumo de gas natural por 1 entrada. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental En el último Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental En el último grupo, analizamos el tratamiento terciario por coagulación/floculación así como efluente cero por filtración con membranas; éstas tecnologías muestran mejoras significativas para potencial de eutroficación (i. e. 50 -80% de reducción), con mayores beneficios de tecnología de membranas que eliminan completamente la aportación del efluente de la planta de papel periódico a la eutroficación, optimiza el uso de recursos acuáticos y tiene alternativas disponibles de almacenamiento de lodos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental En esta publicación Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental En esta publicación analizamos e interpretamos sistemáticamente los resultados del modelo base para identificar los parámetros de proceso y noproceso con influencia significativa en los impactos de la cadena total. Finalmente, identificamos y evaluamos el potencial de mejora del desempeño ambiental del ciclo de vida en diferentes configuraciones de planta. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave En Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave En esta sección, centramos la atención en el proceso clave de la planta o parámetros de primer plano, porque son el punto de inicio para la definición y evaluación de oportunidades para mejorar el desempeño del ciclo de vida. La siguiente figura muestra los resultados del análisis de sensibilidad para estos parámetros. Nota: SI = Índice de sensibilidad, definido como: … (1) Donde Dmin y Dmax representan respectivamente los valores de salida mínimo y máximo resultantes de variar el valor de entrada en cierto rango (Hamby 1994). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave 28 Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave 28 26 24 SI (%) 22 20 18 16 14 12 10 Calentamiento Eutroficación Acidificación Global Smog Ecotoxicidad fotoquímico SH Cáncerígeno Categorías de Impacto Consumo de electricidad Consumo de Gas Natural SH no cancerígeno N-t del efluente de la planta de periódico SH partículas Consumo de diesel Resultados del análisis de sensibilidad en parámetros de primer plano Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave De Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Parámetros Clave De la figura previa se puede concluir que las oportunidades de la planta de mejorar el desempeño ambiental del ciclo de vida se refieren a la reducción del uso de energía, especialmente de electricidad y gas natural que tiene una sensibilidad importante en la mayoría de las categorías de impacto. Por otro lado, la eutroficación potencial puede ser reducida de manera significativa al reducir las emisiones de N-t del efluente de la planta de papel periódico. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Escenarios Orientados a la Energía Se centran en reducir la compra de electricidad y el consumo de gas natural. Consideramos las siguientes estrategias: ü Reducir el consumo de energía de la planta incrementando la producción DIP que involucra menos energía intensiva que el proceso TMP. ü Reducir la cantidad de energía comprada de la red de suministro por medio de cogeneración de vapor y electricidad, preferentemente de biomasa. ü Combinación de estas dos estrategias. En base a éstas estrategias, desarrollamos tres configuraciones alternativas de planta presentadas en la siguiente tabla. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Parámetro Contenido DIP Unidad Línea base 100% DIP 100% CE + 100% DIP % 20 100 GJ/ad mt 16 12 36 21 Comprada de la red de suministro % 98 98 0 0 Co-generada en sitio - % 2 2 100 Consumo de Energía (electricidad + vapor) Desglose de Electricidad Desglose de fuentes de energía para producir vapor Gas Natural % 48 50 73 54 Hog Fuel % 44 32 24 36 Lodos % 8 18 3 10 Configuraciones alternativas de planta para reducir el consumo de energía y los impactos relacionados Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Escenarios Orientados a la Energía El incremento de la producción DIP (100% DIP) resulta en el consumo de cerca de la mitad de la electricidad requerida en el modelo base; y al mismo tiempo, un incremento de 35% del vapor producido por la caldera para reemplazar el vapor recuperado del proceso TMP en el modelo base. Como consecuencia, hay un decremento global en el consumo de energía de la planta. Las principales suposiciones que hicimos para el análisis de inventario de esta configuración son: Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis ü La cantidad adicional de ONP y GGS requerida es transportada de los mismos lugares que el modelo base. Además, consideramos un crédito por reciclar esta cantidad de papel de desecho que, de otra manera, sería enviado a rellenos. ü La cantidad total de lodos DIP pueden ser deshidratados y quemados en la caldera. ü La energía adicional requerida en la caldera para producir vapor es cubierta por el gas natural. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Como consecuencia de la última suposición, podemos observar en la tabla previa que el desglose de gas natural y lodos se incrementa en comparación con el modelo base. El consumo de gas natural se incrementa cerca del 40% y la cantidad de lodos usados como fuente de energía es dos veces más que en el modelo base. En la configuración 100% CE, consideramos que toda la electricidad consumida por la planta es co-generada en sitio. No incluimos ningún programa de reducción de energía, pero cambiamos la fuente de energía: en vez de comprar la electricidad de la red de suministro, la generamos con vapor. Sin embargo, la cantidad requerida de vapor para esta configuración es cercana al doble que la requerida por modelo base. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Por lo tanto, la cantidad total de energía requerida en la planta también aumenta. Producir este vapor adicional exclusivamente de biomasa, no es factible debido a problemas de disponibilidad de hog fuel donde el sistema está localizado. Por eso, asumimos que no podemos incrementar el consumo de hog fuel actual más que 100% y que el resto de las necesidades energéticas son cubiertas por gas natural. Observe las variaciones en el desglose de estas fuentes de energía en la misma tabla. Como resultado, el consumo de gas natural para esta configuración es cerca de 4 veces mayor que el consumo del modelo base. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis El consumo de electricidad es reducido cerrando el TMP, pero los requerimientos de vapor aumentan para reemplazar el vapor de TMP y proveer la energía requerida para co-generar el 100% de las necesidades de electricidad. Como consecuencia, los requerimientos totales de energía se incrementan alrededor de 30%. Para la cantidad adicional de papel de desecho requerido y lodo generado, hicimos las mismas suposiciones que para la configuración 100% DIP. Para el hog fuel adicional requerido, hicimos las mismas consideraciones que para 100% CE. Ya que hay más lodo del que puede ser usado como fuente de energía y hay menos electricidad requerida en la planta, el consumo de gas natural se incrementa en poco menos del doble comparado el modelo base. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Al usar LCA podemos identificar los beneficios e impactos de ir del modelo base a configuraciones alternativas así como identificar los trade-offs y los orígenes de los impactos. Por ejemplo, la siguiente figura muestra una comparación del Potencial de Calentamiento Global (Global Warming Potential, GWP) para el modelo base y los escenarios orientados a la energía designados. Todas las configuraciones involucran mejoras para este indicador de desempeño, con reducciones de 20 a 40%, a pesar del hecho de que el consumo de energía aumenta para los tres escenarios. Este resultado puede ser explicado en base a la fuente de energía: estamos reemplazando electricidad producida por carbón a 33% con electricidad generada de gas natural y biomasa (CO 2 neutral). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 1400 Kg CO 2 eq / admt 1200 1000 800 600 400 200 0 Modelo Base 100%CE 100%DIP 100%CE+ 100%DIP Escenario Producción de Electricidad Producción de combustibles Combustión de gas Natural Transporte Producción de químicos n Rellenos GWP de Configuraciones alternativas de una planta Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Respecto a las contribuciones del proceso, observamos una reducción en el CO 2 eq emitido de la producción de electricidad junto con un incremento de la combustión de gas natural en la caldera, de tal manera que el impacto combinado de cubrir las necesidades de energía de la planta es reducido en 30% en el escenario 100% CE, 50% en el escenario 100% DIP y 60% para el escenario combinado. Sin embargo, como el consumo de gas natural se incrementa, los efectos de la pre-combustión (i. e. producción de combustibles) son más significativos; veamos, por ejemplo, el incremento del área punteada para el escenario 100% CE. También podemos observar el aumento de la contribución de la producción de químicos cuando más DIP es producido. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Las aportaciones de los rellenos y el transporte permanecen casi constantes. En el caso de los rellenos, tenemos un balance entre el aumento de desechos de proceso DIP, más la cantidad de cenizas de la producción de vapor y el crédito por reciclar más papel de desecho que, de otra manera, sería enviado a rellenos. En el caso del transporte, el balance es entre el transporte de papel de desecho y la evasión del transporte relacionado a las operaciones en bosques y aserraderos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Las configuraciones alternativas de planta tienen beneficios potenciales para mejorar el desempeño ambiental en las categorías de impacto que tienen una sensibilidad significativa en el consumo de electricidad (ver figura * ). Sin embargo, para las categorías de impacto que son más sensibles al consumo de gas natural (i. e. acidificación, smog fotoquímico y SH-Partículas), los resultados indicadores de categoría aumentan como consecuencia del incremento del consumo de gas natural. Por ejemplo, en la siguiente figura observamos que, a pesar del hecho de que la aportación de la producción de electricidad es reducida o eliminada, las aportaciones de biomasa y gas natural y especialmente de la producción de gas natural se incrementan de manera importante, resultando en un aumento del indicador de smog fotoquímico. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 6 5 g NO 2 / admt 4 3 2 1 0 Modelo base 100%CE 100%DIP Escenario Producción de Electricidad Producción de combustibles Combustión de Gas Natural Transporte 100%CE+ 100%DIP Producción de Químicos n Combustión de Biomasa Potencial de Smog Fotoquímico de las configuraciones alternativas de planta Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Otro punto a resaltar es, puesto que estos escenarios están principalmente orientados a la reducción del consumo de electricidad adquirida de la red de suministro, los beneficios resultantes dependen fuertemente de la mezcla de energía en la fuente, y por tanto de la ubicación de la planta. Para comprender mejor la importancia de este parámetro de noproceso, tomamos como referencia la mezcla de energía promedio de tres provincias canadienses: Ontario, Québec y Alberta. La siguiente tabla presenta la mezcla de energía para cada provincia así como el GWP correspondiente. Note que este último indicador fue calculado usando bases de datos de LCA para propósitos comparativos y no representa emisiones reales (e. g. el modelo de energía hidráulica considera cero emisiones). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Provincia Fósil (%) Nuclear (%) Hidro (%) GWP (g. CO 2/MWh) Alberta 91 0 9 8. 59 e+5 Ontario 33 39 28 3. 87 e+5 Québec 1 4 95 1. 85 e+4 Mezcla de energía y GWP para tres provincias canadienses Entonces, sustituimos el modelo real de producción de electricidad por estros tres modelos diferentes y calculamos el GWP del sistema completo (i. e. por 1 entrada) y las contribuciones del proceso; los resultados se muestran en la siguiente figura. Observamos que la ubicación de la planta influye dramáticamente en los resultados indicadores de categoría y consecuentemente, en la sensibilidad y los resultados del escenario del análisis. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 3000 ton CO 2 eq / admt 2500 2000 1500 1000 500 0 Ontario Producción de Electricidad Québec Combustión de Gas Natural Alberta Transporte Rellenos Industriales GWP por 1 entrada de papel periódico para tres diferentes ubicaciones de la planta Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Escenarios Orientados a Efluentes Éstos escenarios están enfocados en reducir la emisión de nutrientes de la planta de papel periódico. Consideramos las siguientes estrategias : ü Tratamiento terciario por coagulación/floculación ü Efluente cero por filtración con membranas Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis En base a las estrategias, analizamos 3 escenarios alternativos: ü Tratamiento terciario de la cantidad actual de efluentes por coagulación/floculación. ü Implementación de programas de conservación de agua para reducir la cantidad de efluentes a tratar; y tratamiento terciario de la cantidad reducida de efluentes por coagulación/floculación. ü Implementación de la tecnología de filtración con membranas después del tratamiento secundario para reusar el efluente como agua fresca en el proceso. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Los dos primeros escenarios fueron desarrollados para una planta de papel periódico por una compañía consultora como alternativas para conseguir sus objetivos ambientales establecidos para el año 2005. Están inspirados en una planta de tratamiento terciario por flotación con aire disuelto auxiliada por coagulación química y floculación con alum y polímero, aplicada en una planta de papel periódico TMP-DIP en Suecia para reducir las descargas de fósforo y COD (Thoren et al. 1997). Sin embargo, una restricción de esta tecnología es que la precipitación de TSS y nutrientes con químicos inorgánicos produce una cantidad considerable de lodos que son difíciles de drenar y por tanto deben ser enviados a rellenos (European Commission 2001). No cuantificamos la cantidad de lodos generados por estos escenarios, porque no había datos confiables disponibles. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis La siguiente tabla presenta las principales características de los dos primeros escenarios en términos de cantidad y calidad de los efluentes descargados. Parámetro Unidades Modelo base TT WC+TT Flujo m 3/admt 45. 40 25. 00 BOD kg/admt 0. 39 0. 23 0. 16 PO 4 -P g/admt 65. 30 4. 00 2. 80 N-t g/admt 183. 00 100. 00 60. 00 Características del efluente para escenarios de Tratamiento Terciario Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Para el escenario de efluente cero, seleccionamos la tecnología de membrana que dependiendo del tamaño de corte aplicable de la membrana y la presión de filtrado, pueda teóricamente remover casi el 100% de material orgánico, produciendo un filtrado con suficiente calidad para reemplazar la mayoría del agua fresca usada en el proceso. Los lodos generados pueden ser enviados a tratamiento biológico o pueden requerir concentración posterior en un combustible sólido para su disposición por incineración (IPPC 2001). La cantidad de lodos generados de este escenario tampoco han sido cuantificados. La siguiente figura muestra los resultados comparativos para la categoría de impacto de eutroficación, la cual es la más sensible a la emisión de nutrientes de la planta de papel periódico. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 500 450 400 g N eq / admt 350 300 250 200 150 100 50 0 Modelo Base TT WC+TT Efluente cero Escenarios Prod. Papel Periódico Prod. Electricidad Combustión de Biomasa Prod. químicos y combustibles Rellenos ind. Potencial de Eutroficación para escenarios alternativos de efluentes Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Observamos que la contribución de la planta de papel periódico representa cerca del 80% del potencial de eutroficación en el modelo base. Con la implementación de un tratamiento terciario, el potencial de eutroficación puede disminuir de 50 a 60% y con tecnología de efluente cero, en 80% por la eliminación de la aportación de la planta de papel periódico. Note que el manejo de lodos no afecta los resultados de eutroficación, pero puede afectar otras categorías de impacto. Por ejemplo: si los lodos de alum son enviados a rellenos, el indicador de calentamiento global disminuye. Este factor debe ser tomado en cuenta para futuros escenarios de análisis. Cuando más datos confiables están disponibles. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Escenario de Análisis Adicional Realizamos un escenario de análisis adicional para responder a una pregunta que surge frecuentemente en las presentaciones de este proyecto de investigación: ¿qué es más amigable ambientalmente, reciclar el papel de desecho o incinerarlo en la ciudad y recuperar electricidad? . La principal preocupación asociada con esta pregunta fue el impacto del transporte del papel de desecho. Para evaluar estas alternativas, primeramente incluimos en el modelo base el transporte de papel de desecho de la calle a las instalaciones de recuperación de material, inicialmente excluido del sistema, y calculamos la contribución de esta actividad a los indicadores de categoría. Los resultados muestran que la contribución en todas las categorías de impacto es insignificante (<<1%). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Entonces, desarrollamos y comparamos los escenarios descritos en esta tabla Unidades Parámetro Contenido DIP Modelo base 100% DIP 55% EW % 20 100 20 % 98 98 45 % 2 2 55 Desglose de Electricidad Adquirida de la red de suministro Co-generada Características de Escenarios Adicionales Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Diseñamos el escenario 10% DIP bajo los mismos criterios usados en los Escenarios Orientados a Energía. Para el escenario 55% de Electricidad de papel de desecho (Electricity from Wastepaper, EW), consideramos que la cantidad adicional de papel de desecho que es reciclada en el escenario 100% DIP, es incinerada en la ciudad y la electricidad es recuperada y enviada a la red de suministro. La cantidad de electricidad producida de esta manera constituye el 55% del consumo total de electricidad de la planta. Usamos un modelo finlandés promedio de incineración de papel de desecho; y, puesto que estas alternativas están orientadas a la reducción de los impactos causados por el consumo de energía, corrimos el modelo para tres mezclas de energía. (vea tabla * ). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Las siguientes 3 figuras presentan los perfiles normalizados contra los resultados del modelo base. Note que los puntajes menores que 1 significan un decremento en los resultados de los indicadores de categoría, y por tanto una mejora en el desempeño ambiental. También note que estas gráficas representan los resultados para este sistema particular de producción de papel periódico localizado en tres provincias diferentes, en comparación a los sistemas de producción de papel periódico promedio en éstas provincias. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 2. 0 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0. 0 Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH Global Cáncer 100 % DIP SH Partículas SH Deterioro Smog No-Cáncer del ozono Fotoquímico 55 % EW Resultados de Escenario de Análisis Adicional – Mezcla de Energía en Ontario Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Una comparación de los resultados muestra que las alternativas evaluadas tienen beneficios ambientales principalmente cuando las fuentes fósiles tienen un gran corte en la mezcla de electricidad (e. g. Ontario y Alberta); mientras mayor sea el corte de fuente fósil, mayor el beneficio. Sin embargo, si la mezcla de energía tiene una parte insignificante de fuente fósil, no hay mejora en el desempeño ambiental como consecuencia del escenario 100% DIP. El escenario 55% EW tiene beneficios principalmente para impactos globales así como para ecotoxicidad y toxicidad humana, presentando un rango de mejora de 7% a 30%. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 2. 0 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0. 0 Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH Global Cáncer 100 % DIP SH Partículas SH Deterioro Smog No-Cáncer del ozono Fotoquímico 55 % EW Resultados de Escenario de Análisis Adicional - Mezcla de energía de Québec Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Para las mezclas de energía donde ambas alternativas tienen beneficios ambientales, la diferencia en la mejora del desempeño ambiental es menor a 10% para la mayoría de las categorías de impacto, excepto para impactos regionales para la cual el escenario 100% DIP representan una mejor alternativa (ya que el escenario 55% EW produce mayor cantidad de gases de combustión que contribuyen a los impactos regionales); y deterioro del ozono, para el cual la mejor opción es 55% EW (puesto que el consumo de químicos es mayor para el escenario 100% DIP). Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Escenario del Análisis 2. 0 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0. 0 Acidificación Ecotoxicidad Eutroficación Calentamiento SH Global Cáncer 100 % DIP SH Partículas SH Deterioro Smog No-Cáncer del ozono Fotoquímico 55 % EW Resultados de Escenario de Análisis Adicional – Mezcla de energía de Alberta Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Conclusiones Un estudio Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Conclusiones Un estudio de LCA de origen a destino final para la producción de 1 entrada de papel periódico fue completado, siguiendo rigurosamente los estándares ISO 14040. Los resultados del análisis de sensibilidad del modelo base muestran que el consumo de energía, principalmente en la forma de electricidad y gas natural para producir vapor, así como las emisiones de efluentes son parámetros de proceso que tienen una sensibilidad significativa (>10%) en los resultados indicadores de categoría. También identificamos que la mezcla de energía que varía con la ubicación de la planta es un parámetro de no-proceso que afecta dramáticamente los resultados de la LCA. Por lo tanto, las conclusiones obtenidas son válidas solo para el sistema estudiado y no se puede hacer una generalización en base a los resultados alcanzados. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Conclusiones Las configuraciones Planta Integrada de Papel Periódico Evaluación de Oportunidades de Mejora Ambiental Conclusiones Las configuraciones alternativas desarrolladas para la planta con producción elevada de sistemas DIP y/o co-generación tienen beneficios ambientales importantes para el desempeño de la LCA del sistema estudiado (e. g. 20 -40% de reducción del Potencial de Calentamiento Global), excepto para las categorías de impacto más sensibles al consumo de gas natural (i. e. acidificación, smog fotoquímico y salud humana-partículas). Los escenarios orientados a efluentes muestran mejoras para el potencial de eutroficación (i. e. 50 -80% de reducción), con beneficios aún mayores para tecnología de membranas, que eliminan completamente la contribución de los efluentes de la planta de papel periódico a la eutroficación, optimiza el uso de recursos acuáticos y tiene alternativas disponibles para rellenos de lodos. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de Tier II : Contenido 1. Ejemplo de caso de estudio de la aplicación de la LCA a una planta productora de papel periódico, incluyendo: * Descripción del sistema estudiado * Definición de meta y alcance * Inventario de Ciclo de Vida (LCI) * Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) * Modelo de Interpretación incluyendo Análisis de Sensibilidad de Parámetros 2. Evaluación de Oportunidades para mejorar el Desempeño Ambiental de la producción de papel periódico usando la Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) 3. Preguntas de opción múltiple Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

Planta Integrada de Papel Periódico Tier II : Quiz Observe las gráficas de la Planta Integrada de Papel Periódico Tier II : Quiz Observe las gráficas de la presentación y conteste las siguientes preguntas: Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

T i e r II ANTECEDENTES Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de T i e r II ANTECEDENTES Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14

TRACI La herramienta para la reducción y evaluación de químicos y otros impactos ambientales TRACI La herramienta para la reducción y evaluación de químicos y otros impactos ambientales (Tool for the Reduction and Assessment of Chemical and other environmental Impacts, TRACI) es un programa computacional estándar desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de los E. U. A. que facilita la caracterización de agentes estresantes que tienen efectos potenciales, incluyendo destrucción del ozono, calentamiento global, acidificación, eutroficación, formación de ozono troposférico (smog), ecotoxicidad, efectos de criterios relacionados con la salud humana, efectos cancerígenos en la salud humana, agotamiento de combustibles fósiles y efectos debidos al uso de la tierra. Tier II : Caso de Estudio. Aplicación de la Evaluación del Ciclo de Vida Módulo 14