Metodología de ACV e Indicadores

Metodología de ACV

El ACV es una forma de ver cómo un producto afecta al medio ambiente de principio a fin, incluyendo su fabricación, transporte, uso y eliminación. Analiza cuánta energía y materiales se necesitan para fabricar algo y cómo afecta al aire, el agua y el suelo. Nos da una idea general de lo bueno o malo que es algo para el medio ambiente.

Está normalizado por las normas ISO 14040 y 14044.

El ACV es un proceso iterativo. Esto significa que hay que revisar los objetivos y planes en cada paso del camino; si los datos obtenidos en el inventario no son suficientes o si los resultados de la evaluación de impacto indican que no se pueden alcanzar los objetivos, habrá que reconsiderarlos en consecuencia.

Definición del objetivo y del ámbito de aplicación

El primer paso en la evaluación del ACV es crucial, ya que implica definir los objetivos, el público objetivo y los motivos del estudio. Esto es esencial para tomar decisiones informadas sobre cómo investigar el producto o servicio que se está considerando.

Durante este paso, es importante tener una comprensión clara de lo que se está analizando, por cuánto tiempo y dónde. Se deben definir claramente los límites del sistema estudiado, incluyendo los límites conceptuales, geográficos y temporales. También se debe establecer la calidad de los datos y los tipos de información que se buscan, como los supuestos adoptados, las categorías de impacto elegidas, las reglas de asignación y las limitaciones del estudio.

Por último, es importante determinar la unidad funcional del producto o servicio que se está evaluando o comparando. Esta unidad debería relacionarse con la cantidad de producto necesaria para realizar una función determinada en lugar de expresarse simplemente en términos de cantidad de producto. Al tener en cuenta todos estos factores, se pueden tomar decisiones informadas sobre cómo proceder con el estudio del ACV.

Análisis de inventario

El segundo paso del ACV es empezar a recopilar datos sobre el objeto de estudio. Tienes que averiguar cuántas cosas entran y salen del objeto que estás analizando (recopilación y cuantificación de entradas y salidas), y asegurarte de que todo se mide de la misma manera.

• Flujo de materiales
• Flujo de energía
• Emisiones a agua, aire o suelo
• Productos

Para hacerlo más fácil, hay que dividir el objeto de estudio en partes o subsistemas más pequeños y ver cuántas cosas entran y salen de cada parte. A continuación, agrupas todos los datos en una gran tabla (Inventario del Ciclo de Vida) para poder verlos todos a la vez.

En esta fase del ACV, se cuantifican y recopilan las entradas y salidas del producto o servicio objeto de estudio y, a continuación, se remiten a la unidad funcional seleccionada en la fase anterior. Sin embargo, puede complicarse cuando existen coproductos generados por el sistema. En estos casos, las normas ISO recomiendan evitar la asignación siempre que sea posible, incluyendo todos los coproductos en el ámbito del estudio, o recurrir a la ampliación del sistema encontrando un proceso independiente que genere uno de los coproductos no relacionado con el sistema objeto de estudio. Si ninguna de las dos opciones es viable, se recomienda la asignación utilizando propiedades como la masa, el contenido energético o el valor económico.

Análisis del impacto

La Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (ACV) consiste en comprender el impacto ambiental de los datos recogidos en la fase de inventario. Simplifica los datos convirtiéndolos en unos pocos indicadores de categorías de impacto como el calentamiento global, la acidificación, el agotamiento de la capa de ozono o la ecotoxicidad.

LCIA suele implicar varios pasos, entre ellos:

• Clasificación: Se trata simplemente de ordenar los flujos de inventario o las sustancias en función de las categorías de impacto a las que contribuyen.
• Caracterización: Esta etapa consiste en cuantificar la contribución de las sustancias clasificadas en cada categoría de impacto, expresada en una unidad común. Para ello se utilizan “factores de caracterización”; factores que muestran la contribución relativa de una emisión singular en una categoría de impacto determinada utilizando una unidad de referencia.
• Normalización: Este paso consiste en comparar los resultados de los pasos anteriores con valores de referencia, lo que proporciona una perspectiva sobre la importancia relativa de los resultados.
• Agrupación: Este paso consiste en combinar los resultados de los pasos anteriores en un número menor de puntuaciones de indicadores (como impactos globales/regionales/locales o impactos con prioridad alta/media/baja).
• Ponderación: Este paso consiste en convertir el perfil medioambiental en una única puntuación de impacto. mediante el uso de “factores de ponderación” basados en juicios de valor subjetivos. La ventaja de hacerlo así es que las distintas categorías de impacto (medidas en unidades diferentes) se transforman en una puntuación numérica del impacto ambiental, lo que facilita la toma de decisiones. Al mismo tiempo, el mayor inconveniente es que esos factores de ponderación se basan principalmente en criterios políticos sin apenas base científica. Además, se pierde mucha información y se simplifica en exceso la realidad.

Los dos primeros pasos (clasificación y caracterización) son obligatorios en el ACV según las normas ISO, mientras que los tres últimos (normalización, agrupación y ponderación) son opcionales y pueden adaptarse a las necesidades específicas del estudio.

Interpretación

Esta es la última fase de un ACV (aunque, como se ha explicado anteriormente, se desarrolla en paralelo con las demás). Aquí se interpretan los resultados obtenidos en el inventario y en la evaluación de impacto, teniendo en cuenta el objetivo definido y las limitaciones definidas por el alcance del estudio, y se formulan recomendaciones para reducir el impacto ambiental del sistema analizado. La interpretación implica una revisión de todas las fases anteriores del análisis, con el fin de evaluar la coherencia de los supuestos adoptados y la calidad de los datos. En la interpretación de los resultados también deben tenerse en cuenta técnicas como el análisis de sensibilidad, la evaluación de las limitaciones del estudio y una revisión externa.

Categorías de Impacto Ambiental

Acidificación

Las sustancias acidificantes como el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), emitidos predominantemente a través de la combustión de combustibles fósiles, pueden permanecer en la atmósfera durante unos días y ser transportados a grandes distancias. Al convertirse químicamente en ácidos (sulfúrico y nítrico), se depositan en el suelo y en las aguas superficiales, provocando cambios en su composición química. Esto puede perjudicar a los ecosistemas y provocar su acidificación, como demuestra el declive de los bosques en Europa Central y Oriental, y la proliferación de lagos “muertos” en Escandinavia y Canadá. La acidificación se cuantifica en términos de moles de H+ eq como categoría de impacto en el ACV.

Cáncer, Efectos en la salud humana

El cáncer es una enfermedad resultante de mutaciones genéticas que alteran las funciones normales de las células. Algunas de estas mutaciones se producen de forma natural durante la replicación del ADN cuando las células se dividen, pero otras se deben a la exposición a factores ambientales que dañan el ADN. Estos factores ambientales pueden incluir diversas sustancias, como los productos químicos que se encuentran en el humo del tabaco, o radiaciones, como los rayos ultravioleta de la luz solar. En el ACV, la categoría de impacto del cáncer suele medirse en unidades tóxicas comparativas para humanos (UTCh).

Cambio climático

El cambio climático es una categoría de impacto que se centra en el calentamiento global provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano. La mayoría de estas emisiones proceden de la quema de combustibles fósiles para el consumo de energía, así como de la agricultura, la deforestación y los procesos industriales. El dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son los principales gases de efecto invernadero, responsables de más del 90% de las emisiones. El cambio climático tiene diversas consecuencias, como el aumento de las temperaturas, la mayor frecuencia de sequías e incendios forestales, la modificación del régimen de lluvias y el deshielo de los glaciares y la nieve. Otro impacto del cambio climático es la subida del nivel medio global del mar. Esta categoría de impacto suele medirse en Potencial de Calentamiento Global o Huella de Carbono.

Esta categoría de impacto se mide en kg de equivalentes de dióxido de carbono.

Cambio climático fósil se refiere a la parte del cambio climático causada por el uso y la combustión de combustibles fósiles. Por tanto, no se tienen en cuenta las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de fuentes biogénicas (como la producción de madera, papel o cartón).

Ecotoxicidad agua dulce

La ecotoxicidad en agua dulce se refiere al impacto en los ecosistemas de agua dulce, como resultado de las emisiones de sustancias tóxicas al aire, el agua y el suelo. El potencial de ecotoxicidad se calcula teniendo en cuenta el destino, la exposición y los efectos de las sustancias tóxicas. El horizonte temporal es infinito. Esta categoría de impacto se mide en unidades tóxicas comparativas para los ecosistemas (UTCe).

Eutrofización (terrestre, de agua dulce y marina)

La sobrecarga de mares, lagos, ríos y arroyos con nutrientes (nitrógeno y fósforo) puede provocar una serie de efectos adversos conocidos como eutrofización. El fósforo es el nutriente clave para la eutrofización en aguas dulces y el nitrato es la sustancia clave para las aguas saladas.

En casos graves de eutrofización, se producen floraciones masivas de algas (sésiles y planctónicas). Algunas floraciones son tóxicas. A medida que las algas muertas se descomponen, el oxígeno del agua se agota, los animales que viven en el fondo mueren y los peces mueren o abandonan la zona afectada. El aumento de las concentraciones de nutrientes también puede provocar cambios en la vegetación acuática. El desequilibrio del ecosistema y los cambios en la composición química hacen que la masa de agua sea inadecuada para usos recreativos y de otro tipo, y el agua se vuelve inaceptable para el consumo humano. Las altas concentraciones de nitrato en el agua potable se consideran un problema para la salud humana porque en el estómago el nitrato se convierte rápidamente en nitrito, lo que puede reducir la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre.

La principal fuente de contaminación por nitrógeno es la escorrentía de las tierras agrícolas, mientras que la mayor parte de la contaminación por fósforo procede de los hogares y la industria. El rápido aumento de la producción industrial y del consumo doméstico durante el siglo XX ha dado lugar a mayores volúmenes de aguas residuales ricas en nutrientes. La eliminación de nutrientes durante el tratamiento de las aguas residuales en las depuradoras es vital para minimizar el impacto de la contaminación por nitrógeno y fósforo en las masas de agua europeas.

Esta categoría de impacto se mide en fracción de nutrientes que llegan al compartimento final de agua dulce (P) [kg P eq.] para la eutrofización de agua dulce; en fracción de nutrientes que llegan al compartimento final marino (N) [kg N eq.] para la eutrofización marina; y en superación acumulada [mol de N eq.] para la eutrofización terrestre.

Radiación ionizante, salud humana

Esta categoría de impacto se refiere a los daños en la salud humana relacionados con las emisiones rutinarias de material radiactivo al medio ambiente. Tiene en cuenta el destino y la exposición. Esta categoría de impacto se mide en un modelo de efectos sobre la salud humana y se expresa en kg de equivalentes de uranio 235 liberados a la atmósfera [kg U235 eq. a la atmósfera].

Uso del suelo

Existen diferentes modelos y enfoques para evaluar los efectos sobre el uso del suelo debidos a la intervención humana. Aunque ninguno de ellos ha sido completamente consensuado por la comunidad científica, esta categoría de impacto suele medirse utilizando un índice de calidad del suelo (producción biótica, resistencia a la erosión y filtración mecánica) basado en el contenido de materia orgánica del suelo y expresado en puntos [Pt].

Toxicidad humana, no cancerígena

Los efectos no cancerígenos sobre la salud humana se refieren a los riesgos asociados a la exposición a diversas sustancias a través de diferentes vías (oral, dérmica o por inhalación) que no están relacionadas con el cáncer. La categoría de impacto evalúa los efectos basándose en el nivel mínimo de riesgo, la dosis de referencia y la concentración de referencia que estiman las dosis y exposiciones que probablemente no causen efectos no cancerígenos para la salud. Las concentraciones de referencia se aplican a los posibles efectos no cancerígenos por inhalación. El impacto se mide en Unidad Tóxica Comparativa para humanos (UTCh).

Agotamiento de la capa de ozono

El agotamiento del ozono incluye dos fenómenos relacionados que se vienen produciendo desde finales de la década de 1970: una disminución gradual de alrededor del cuatro por ciento de la cantidad total de ozono en la atmósfera terrestre (la capa de ozono), y un descenso mucho mayor en primavera del ozono estratosférico alrededor de la región polar, conocido como agujero de ozono. Además de estos fenómenos estratosféricos, también se producen en primavera fenómenos de disminución del ozono troposférico polar. La principal causa del agotamiento del ozono y del agujero de ozono son las sustancias químicas de origen humano, como refrigerantes, disolventes y propelentes, todas ellas denominadas sustancias que agotan la capa de ozono (SAO). Estas sustancias son transportadas a la estratosfera y catalizan la descomposición del ozono en oxígeno. La categoría de impacto se mide en potencial de agotamiento del ozono y se expresa en kg CFC-11 eq.

Formación fotoquímica de ozono, salud humana

El ozono se forma en la troposfera bajo la influencia de la luz solar cuando hay óxidos de nitrógeno presentes. Cuando también están presentes compuestos orgánicos volátiles (COV), pueden producirse radicales peroxídicos. Los radicales peroxídicos son compuestos altamente reactivos y tóxicos, y la presencia de radicales peroxídicos puede dar lugar a un aumento de la concentración de ozono a través de un complejo patrón de reacción. El ozono es un contaminante secundario. ya que prácticamente no hay ozono presente en las emisiones en la fuente derivadas de la actividad humana.

El ozono troposférico, también conocido como ozono troposférico, es una importante amenaza medioambiental a escala regional. Es perjudicial para la salud humana en concentraciones elevadas y puede causar daños a la vegetación incluso en concentraciones más bajas. El ozono es un contaminante transfronterizo que puede ser producido o consumido por otros contaminantes durante su transporte a larga distancia. Los impactos del ozono sobre la salud se han atribuido tradicionalmente a los picos elevados de concentración de ozono, conocidos como episodios de ozono. La categoría de impacto se mide en aumento de la concentración de ozono troposférico y se expresa en equivalentes de compuestos orgánicos volátiles no metánicos (kg COVNM eq).

Uso de los recursos, combustibles fósiles

Este indicador evalúa el uso de recursos con vectores energéticos procedentes de combustibles fósiles, utilizando la base de reservas como referencia para las existencias de recursos. Esta categoría de impacto se mide en agotamiento de recursos abióticos-combustibles fósiles (ADP-fósiles) y se expresa en MJ.

Utilización de recursos, minerales y metales

Este indicador evalúa el uso de los recursos minerales y metálicos. utilizando la base de reservas como referencia para las existencias de recursos. Esta categoría de impacto se mide en agotamiento de recursos abióticos (ADP-últimas reservas) y se expresa en kg de equivalentes de antimonio [kg Sb eq.].

Partículas en suspensión

Este indicador evalúa los efectos sobre las enfermedades humanas (mortalidad crónica a largo plazo y bronquitis crónica) debidos a la inhalación de partículas finas inferiores a 2,5 μm. Existen diferentes modelos y métodos para estimar este efecto. todos ellos basados en la exposición y el destino. Esta categoría de impacto se mide en incidencia de enfermedades.

Uso del agua

La escasez de agua es un problema acuciante, ya que la demanda está superando a la oferta, y las estimaciones apuntan a una posible escasez de más del 40% para 2030 si no se toman medidas. El uso humano del agua se ha duplicado en los últimos 50 años, lo que ha provocado caudales bajos en varias regiones y amenazas a la disponibilidad de agua dulce debido al crecimiento de la población, la demanda de alimentos y el cambio climático. La demanda mundial de alimentos para 2050 podría intensificar el estrés hídrico, planteando riesgos tanto para la seguridad hídrica humana como para los ecosistemas. Aproximadamente la mitad de las principales cuencas fluviales del mundo experimentan escasez de agua, y se prevé que las restricciones aumenten debido al cambio climático. El indicador del uso del agua evalúa la escasez potencial y se mide en uso de agua ajustado a la escasez expresado en m3 eq. mundial.