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La importancia del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en el cuidado y preservación del medio ambiente. Se explica su desarrollo, metodologías y cómo se utiliza para evaluar el impacto ambiental de productos y procesos a lo largo de su vida útil. Además, se introduce el concepto de Ecodiseño y Tecnologías Limpias como herramientas para reducir el impacto ambiental. El documento también menciona la importancia de la Química Verde en el desarrollo sustentable de productos químicos.
Tipo: Ejercicios
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El medio ambiente es el conjunto de todas las cosas vivas que nos rodean, de esta obtenemos agua, comida, combustibles, materias primas que nos permiten fabricar cosas que utilizamos diariamente; pero al abusar o hacer mas uso de los recursos naturales que se obtienen del medio ambiente, se ponemos en peligro y agotamos. Cabe recordar que el aire y el agua estan sufriendo cambios drasticos, y los bosques debido a los incendios forestales, es por ello que se debe de dar una gran importancia al cuidado del medio ambiente para que nos siga porporcionanado las materias primas para nuestra sobreviviencia. La importancia del medio ambiente es hoy en día innegable y esto tiene que ver con el abuso y el desgaste que el ser humano genera de manera cada vez más notoria sobre los complejos fenómenos naturales, provocando alteraciones al medio ambiente que afectan no sólo a otros seres vivos si no también a sí mismo. La importancia del medio ambiente estriba en el hecho de que todas las formas de vida toman lugar en él y no en otro lugar, por lo cual su cuidado y preservación debería ser uno de los elementos primordiales de la acción humana. Hoy en día existe una conciencia cada vez más notoria sobre la relevancia de estas acciones y no sólo los individuos si no también los gobiernos y las empresas han comenzado a desarrollar actividades que tiendan a preservar o a limitar el daño sobre el medio ambiente. El método principal para comenzar a proteger todas las áreas naturales yace en la ecología, el estudio completo que relaciona los seres vivos entre sí y con el medio ambiente. La ecología, debe estar organizada en una forma interdisciplinaria, compenetrándose a la misma vez con la biología como bioecología, con la geografía del paisaje y con la economía medioambiental, participando con la unión de todas sus áreas y dedicándose a la protección del ambiente de forma sectorial.
ÍNDICE
La preocupación mundial por los problemas ambientales derivados de la producción industrial, que han manifestado gobiernos, empresas e incluso consumidores interesados en saber cómo han sido elaborados los productos que consumen, ha llevado al desarrollo de estrategias a través de acuerdos mundiales y normativas internaciones que permitan sistemas de producción eficientes con el ambiente, entre estas metodologías surge el Análisis del Ciclo de Vida, el cual se encarga de abordar y analizar los aspectos ambientales y los impactos potenciales a lo largo del ciclo de vida de un producto o de una actividad productiva, ya que la producción y consumo sostenibles, solo se lograrán si se piensa en el impacto ambiental en cada etapa de toma de decisiones en el campo industrial y de consumo. En este análisis se incluyen los productos, los efectos ambientales derivados del consumo de materias primas y de energías necesarias para su elaboración, las emisiones y los residuos generados en el proceso de producción, así como los efectos ambientales procedentes del fin de vida del producto cuando se consume o no se puede utilizar. Adicionalmente, se debe agregar que en el análisis de ciclo de vida (ACV), es una metodología de índole internacional, que se proyecta en el marco de la gestión ambiental con el fin de analizar la dinámica de la materia y la energía en los sistemas productivos y la forma de hacerla más eficiente a través de mejorar los procesos en todas las fases de la producción 1.1.1 DEFINICIÓN DE ACV Norma ISO 14040: “el Análisis de Ciclo de Vida es una técnica para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados a un producto: compilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema, evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación con los objetivos del estudio”.
En esta misma década fue cuando se desarrollaron dos cambios importantes: primero, los métodos para cuantificar el impacto del producto en distintas categorías de problemas ambientales (tal como el calentamiento global y agotamiento de los recursos); y segundo, los estudios de ACV comenzaron a estar disponibles para uso público. La Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) es la principal organización que ha desarrollado y liderado las discusiones científicas acerca del ACV. En 1993, formuló el primer código internacional: Código de prácticas para el ACV (Code of Practice for Life Cicle Assessment), con el fin de homogeneizar los diversos estudios realizados para que siguieran una misma metodología. Esto impulsó el inicio de desarrollos masivos de ACV en diversas áreas de interés mundial, pues se realizaron conferencias, talleres y políticas sobre ACV. Posteriormente, la ISO apoyó este desarrollo para establecer una estructura de trabajo, uniformizar métodos, procedimientos, y terminologías, debido a que cada vez se agregaban nuevas etapas, se creaban metodologías, índices, programas computacionales dedicados a realizar ACV en plantas industriales, etc. Después de treinta años el ACV ha tenido un avance impresionante, sin embargo, se reconoce que la técnica está en una etapa temprana de su desarrollo. Muchos ACV realizados han sido parciales (sólo se ha practicado la fase de inventario) y aplicados mayoritariamente al sector de envases (aproximadamente un 50%), seguidos de los de la industria química y del plástico, los materiales de construcción y sistemas energéticos, y otros menores como los de pañales, residuos, etc. (Zaénz y Zufía, 1996). Sólo en los últimos años se ha
La norma ISO 14040:1997 establece que “el ACV es una técnica para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados con un producto, lo cual se efectúa recopilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema; evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación con los objetivos del estudio”. La metodología considera una serie de fases de trabajo interrelacionadas, que siguen una secuencia más o menos definida, aunque en ocasiones es posible realizar un estudio no tan ambicioso obviando alguna fase. De acuerdo con la ISO 14040, el ACV consta de cuatro fases: definición de los objetivos y el alcance, análisis del inventario, evaluación del impacto e interpretación de resultados (Figura 3) Las fases activas o dinámicas, en las que se recopilan y evalúan los datos, son la segunda y la tercera. Las fases primera y cuarta pueden considerarse como fases estáticas.
cerrado de reciclaje) o entra en un nuevo sistema de producto (ciclo de reciclaje abierto.) Comprende todas las actividades necesarias para recoger el residuo y llevarlo a un proceso fisicoquímico o mecánico para obtener una materia prima o un nuevo producto; de esta forma lo introducimos de nuevo en el Ciclo de Vida. Para la valorización de los residuos, los consideramos como una materia prima secundaria de un proceso, ahorrando materias primas naturales y disminuimos así la producción de residuos, acercándonos cada vez más al objetivo ideal de “impacto mínimo y residuos cero”. Esto se produce ante una perspectiva del agotamiento de recursos naturales y para eliminar y tratar de forma eficaz los residuos. Si bien todos los ACV deben cubrir las mismas etapas, el nivel de detalle no es el mismo en todos ellos, ya que depende del objetivo a cubrir. Ello da lugar a la diferenciación de tres tipos de ACV: ACV conceptual : es el ACV más sencillo. Se trata de un estudio básicamente cualitativo, cuya finalidad principal es la identificación de los potenciales impactos que son más significativos. Los datos que se utilizan son cualitativos y muy generales. ACV simplificado : es el segundo en escala de complejidad. Consiste en aplicar la metodología de ACV para llevar a cabo un análisis selectivo (tomado sólo en consideración datos genéricos y abarcando el Ciclo de Vida de forma superficial), seguido de una simplificación (centrándose en las etapas más importantes) y un análisis de la fiabilidad de los resultados. ACV completo : es el nivel más complejo. Consiste en realizar un análisis en detalle, tanto del inventario como de los impactos, de forma cualitativa y cuantitativa. El ACV se utiliza como medio para proveernos de un marco sistemático que ayude a identificar, cuantificar, interpretar y evaluar los impactos medioambientales de un producto, una función o servicio de manera ordenada. Se
trata de una herramienta diagnóstica que puede ser utilizada para comparar productos o servicios existentes con otros o con normativas, pudiendo indicar áreas de mejora de productos existentes o ayudar en el diseño de nuevos productos.
Debido a los avances y a las investigaciones que complementan el concepto de Ecodiseño, son muchos los países que optan por la implantación de proyectos y mejoras en sus industrias con el fin de en caminar la actividad industrial hacia una prevención de impactos ambientales y una producción más limpia. Este es el caso de algunos países pertenecientes a Iberoamérica y Europa. Conscientes de los nuevos retos que las empresas tienen que afrontar y con el objetivo de dar a conocer nuevas prácticas que aporten valor a las mismas, hacemos referencia al Ecodiseño, cuyo objetivo primordial es facilitar la incorporación de la variable medioambiental en el diseño y desarrollo de los productos finales de la industria. Según la meta global del desarrollo sostenible, para lograr un progreso que satisfaga las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones de satisfacer sus propias necesidades y minimizar la degradación que la industria causa en el medio ambiente, se deberán realizar mayores esfuerzos empresariales y políticos, tal y como pone de manifiesto. 1.2.1 DEFINICIÓN DE ECODISEÑO Ecodiseño es una metodología para el desarrollo de productos, útil para prevenir los impactos ambientales y así realizar mejoras en el ciclo de vida desde el proceso de diseño. El Ecodiseño como metodología de productos se desarrolló hacia principios de los años 90 en Holanda, y tras una rápida difusión a través de diferentes proyectos y programas de capacitación en empresas de Alemania, Bélgica, Reino Unido y Australia se ha consolidado como herramienta clave para una estrategia de Responsabilidad Extendida de los Productores.
Al identificar opciones para minimizar la cantidad y el tipo de material de empaque, se facilita la introducción de innovaciones que resultan en una mejor calidad de los productos o de su presentación.
instalar y operar, más sencillo y barato su mantenimiento y así aumenta su vida útil. • Al cumplir las regulaciones ambientales aplicables se mejora el desempeño ambiental de una organización, se abren las oportunidades de hacer negocios “verdes” y mejorar la imagen ambiental de la organización con los clientes y la comunidad. La palabra ecodiseño se ha escogido porque implica la necesidad de balancear los requerimientos ecológicos con los económicos, al mismo tiempo que se lleva a cabo el desarrollo del producto. El ecodiseño considera los aspectos ambientales en todos los niveles del proceso de producción, empeñándose en obtener productos que ocasionen el menor impacto posible en el ecosistema a lo largo de todo su ciclo de vida. En último término, el ecodiseño conduce hacia una producción sostenible y un consumo más racional de recursos. El concepto de ecodiseño está contemplado en la agenda de negocios de muchos países industrializados, y es una preocupación creciente en aquellos en desarrollo. Ecodiseño, o diseño respetuoso con el medio ambiente, cada vez más usado y conocido en nuestro país, es una herramienta de enorme potencial para poder implantar el modelo de la Ecología Industrial. La Ecología Industrial, el Ecodiseño y la Ecoeficiencia ofrecen una visión holística desde el inicio de la actividad creativa del Ingeniero con el fin de proyectar objetos ecoeficientes satisfaciendo entre otros, la contribución a la resolución de las grandes necesidades de la población. Pero especialmente, forja en su verdadera dimensión medioambiental, una selección y uso racional de la materia prima; disminución del uso de energía; calidad ambiental de los sistemas de materiales manufactura uso producto final vertedero reciclaje Procesamiento industrial que participan en la elaboración del
producto; el uso del producto por parte del usuario, y finalmente cuando concluye su ciclo de vida, su desensamblaje y reinserción al medioambiente o su uso como materia prima reciclada para la elaboración de un nuevo producto
La PL es una estrategia de gestión empresarial preventiva aplicada a productos, procesos y organización del trabajo, cuyo objetivo es minimizar emisiones y/o descargas en la fuente, reduciendo riesgos para la salud humana y ambiental y elevando simultáneamente la competitividad. Las tecnologías limpias (TL) están orientadas tanto a reducir como a evitarla contaminación, modificando el proceso y/o el producto. La incorporación de cambios en los procesos productivos puede generar una serie de beneficios económicos a las empresas tales como la utilización más eficiente de los recursos, reducción de los costos de recolección, transporte, tratamiento y disposición final de residuos Una TL puede ser identificada de varias maneras: o permite la reducción de emisiones y/o descargas de un contaminante, o la reducción del consumo de energía eléctrica y/o agua, sin provocar incremento de otros contaminantes; o logra un balance medioambiental más limpio, aun cuando la contaminación cambia de un elemento a otro. Esto último supone evaluar la nueva tecnología sobre la base de las normas y estándares de calidad ambiental establecidos por la legislación. Las TL o Tecnologías Ambientalmente Sanas TAS, son un concepto relativo en el cual el término “Ambientalmente Sanas” no puede atribuirse a ninguna tecnología específica o a un grupo específico de tecnologías, debido a que esto implica que lo que puede percibirse como ambientalmente sano hoy puede necesariamente no ser sano mañana y que cualquier tecnología debe inspeccionarse en relación con
En la realidad esto no es así. Primero, porque en el estadio actual de desarrollo son escasas las tecnologías económicamente viables que logren cero emisiones; segundo, porque si bien toda emisión puede generar una externalidad negativa - o pérdida de bienestar social sin compensación, el nivel óptimo de contaminación no es igual a cero, sino aquel en que los beneficios sociales marginales de minimizar residuos sean equivalentes a los costos sociales marginales de lograr tales reducciones. 1.3.1 BENEFICIOS Ahorro de materias primas. Ahorro de energía (electricidad, combustible, etc.) Ahorro en el consumo de agua. Reducción de pérdidas de materiales. Reducción de fallas en equipos. Reducción de accidentes. Operación estable. Mejor gestión de procesos.
Disminución del costo de tratamiento y/o disposición final de los residuos. Disminución de los costos de operación de la planta de tratamiento. Disminución en costos legales asociados a problemas ambientales y de seguridad (multas, indemnizaciones). Disminución de costos por seguros y de contribuciones a las Mutuales de Seguridad. Mejor imagen ambiental. Mayor accesibilidad a los mercados con sensibilidad ambiental (o menor probabilidad de perder un mercado por problemas ambientales). Minimización de la taza de falla y rechazo del producto 1.3.2 REDUCCIÓN EN EL ORIGEN La reducción en el origen elimina o disminuye la necesidad de tratamiento y disposición de los residuos. Incluye el uso racional de los recursos, materias primas, insumos y energía, y el uso de materiales menos nocivos para el ambiente. De este modo la reducción en el origen es una de las alternativas menos costosas para la solución de problemas ambientales y, en muchos casos,
genera rentabilidades atractivas y bajos niveles de inversión. Esta alternativa, por incluir el mejoramiento de los procedimientos de operación y las denominadas buenas prácticas productivas, genera productos de mejor calidad y con menos impactos negativos ambientales. Cambios en las materias primas o insumos : corresponde al uso de materias primas e insumos que no generen o que generen un nivel inferior de residuos indeseables o peligrosos. El resultado de estos cambios es una minimización de los residuos y una menor exposición de los trabajadores a contaminantes producidos en el proceso manufacturero. Cambios de tecnología: esto significa modificar sistemas obsoletos o costosos por tecnologías adecuadas donde la inversión es recuperada en el corto plazo, por el ahorro de materias primas e insumos y/o mejoramiento de la productividad. Estos cambios generan beneficios ambientales debido a que el uso más eficiente de las materias primas e insumos tiene como consecuencia una disminución en la cantidad de residuos y vertimientos. Cambios en las prácticas de operación: la aplicación de buenas prácticas de gestión de operaciones en la empresa se basa en la aplicación de una serie de procedimientos y/o políticas organizacionales y administrativas destinadas a mejorar y optimizar los procesos productivos y a promover la participación del personal en actividades destinadas a lograr la minimización de los residuos. Dentro de estas prácticas se incluyen las políticas de personal, como capacitación o uso de incentivos, las medidas de prevención de pérdidas y las mejoras en los procedimientos como la implantación de sistemas de documentación adecuados, la optimización del manejo y almacenamiento de materias primas, el control de inventarios y la programación de la producción, entre otros.
Las energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana; se renuevan continuamente, a diferencia de los combustibles fósiles, de los que existen unas determinadas cantidades o reservas,
refieren específicamente a los combustibles obtenidos de la biomasa y que se usan en el sector transporte. Las especies anuales y perennes que son cultivadas específicamente para la producción de materiales energéticos en forma sólida, líquida o gaseosa son denominadas “plantaciones energéticas”. En cuanto a sus características generales, la bioenergía tiene ventajas en cuanto a la densidad energética, la cualidad de ser transportable y su no intermitencia porque es por sí misma una forma de almacenamiento de energía, y es completamente despachable ya que pueden utilizarse en el momento en que se le necesite. La bioenergía puede proveer una amplia variedad de servicios (calefacción, alumbrado, confort, entretenimiento, información, etc.) a través de su uso para la producción de combustibles que son flexibles en el sentido de adaptarse a las diferentes necesidades de energía. Su composición química es similar a la de los combustibles fósiles, los cuales se originaron a partir de la biomasa hace millones de años, lo que además de su uso energético, crea la posibilidad de originar a partir de la biomasa, los que se denomina los biomateriales que pueden virtualmente sustituir a todos los productos que actualmente se derivan de la industria petroquímica. Finalmente, el recurso disponible de la biomasa surge de una amplia variedad de fuentes y puede además constituirse en una fuente renovable de hidrógeno. 1.4.2 ENERGÍA SOLAR La radiación solar que se recibe en la superficie terrestre puede convertirse en calor, electricidad o energía mecánica mediante muy diversas tecnologías. Potencial mundial La energía solar es un recurso intermitente astronómica y climatológicamente, su intensidad varía en el transcurso del día debido a la rotación de la Tierra sobre su eje en 24 horas y también a lo largo del año debido a la traslación de la Tierra alrededor del Sol en 365.4 días.
La intermitencia climatológica se debe sobre todo a la nubosidad, lo que impide la captación de la luz solar directa, pero permite la difusa. La energía solar que se recibe en un día en un cuadrado de 28 km de longitud por lado situado en el desierto de Sonora, y cubierto de celdas solares fotovoltaicas de un 10% de eficiencia, satisfaría la demanda promedio diaria actual de energía eléctrica de todo México (550 GWh/día). La energía solar, puede utilizarse mediante diversas tecnologías para secado de productos agrícolas, refrigeración de productos perecederos, desalinización de agua y calentamiento de fluidos (agua, aceites, aire, etc.). Según su uso a éstos se les clasifica en sistemas activos o sistemas pasivos. Los sistemas pasivos son los que no necesitan partes mecánicas móviles para su funcionamiento, y se utilizan principalmente en la climatización de edificaciones y viviendas. Los sistemas activos son los que requieren de artefactos o mecanismos captadores donde se aprovecha la radiación solar para calentar un fluido de trabajo. Dependiendo de la temperatura a la que se necesite calentar el fluido, los sistemas fototérmicos activos pueden concentrar o no la radiación solar. Los sistemas de generación eléctrica solares pueden usar la parte térmica, la parte luminosa o ambas para producir electricidad dependiendo de la tecnología. Los sistemas que utilizan exclusivamente la térmica lo hacen a través de concentración óptica de la radiación solar en un punto o en una línea. Los sistemas que aprovechan exclusivamente la energía luminosa son los que utilizan celdas fotovoltaicas para convertir la luz directamente en energía eléctrica. 1.4.3 ENERGÍA EÓLICA El calentamiento no uniforme de la atmósfera y de la superficie terrestre debido a la radiación solar, resulta en una distribución desigual de presión en la atmósfera, lo que genera el movimiento de masas de aire, es decir el viento. Debido a la dependencia de la radiación solar y a las diferencias de presión a lo largo de todo el planeta, el viento es intermitente y tiene dos patrones principales: el estacional y el diario.
