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¿Por qué se ha Seleccionado este Estudio como Ejemplo? La preparación de la evaluación del ciclo de vida (LCA) es una empresa compleja y que consume mucho tiempo. Por tanto, una presentación detallada de su estructura y preparación no es posible dentro del ámbito del NOP. Sin embargo, se discutirá un ejemplo práctico para ilustrar los procedimientos de puesta en práctica de los requerimientos de los estándares de las series DIN/ISO 14040. Con este propósito, se eligió el proyecto “Comparación del LCA para películas sueltas de embalaje de almidón o poliestireno”, patrocinada por la federación DBU Alemana del Medio Ambiente (Würdinger y col., 2002). Junto con el propio método de trabajo, son interesantes los resultados del estudio escogido debido a que muestran que el uso de materiales de partida que pueden volver a crecer no es per se ecologicamente favorable.

Antecedentes del Estudio “Los materiales biodegradbles basados en materiales de partida de nuevo crecimiento se discutiran, desarrollarán y promoverán como solución a muchos problemas medioambientales durante mucho tiempo. Sin embargo, todavía no ha tenido lugar una amplia introducción de los mismos en el mercado. A la hora de discutir este tema, este hecho se atribuye frecuentemente a la falta de claridad en lo que concierne a la evaluación relacionada con la ecología. Estas incertidumbres suelen tener efecto en la actitud de los clientes, el desarrollo de los productos, o en la eliminación de los residuos. Hasta ahora, los resultados de las investigaciones que presentan una evaluación del beneficio medioambiental de tales materiales en la que se pueda confiar apenas si se han publicado” (Würdinger y col., 2002). La razón de este estudio se encuentra en la cuestión de si se debe promocionar en mayor grado la fabricación de plásticos a partir de fuentes renovables a partir de ahora. Como ejemplo se han escogido dos sistemas de materiales de relleno sueltos para empaquetamientos como objetos relevantes de revisión: uno de ellos esta basado en un material renovable como el almidón, y el otro en el poliestireno expandido (EPS) que se obtiene a partir de materias primas fósiles.

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Figura 1: Materiales de relleno para empaquetamientos

Definición del ámbito y el objetivo Objetivo El examen de dos ejemplos prácticos relevantes demostrará si el uso de materiales plásticos es ecologicamente razonable o no versus materiales de partida renovables. Se han escogido como ejemplo los siguientes sistemas de relleno de empaquetamientos: 1- sistemas de empaquetamiento basados en poliestireno expandido (EPS) 2- sistemas de empaquetamiento basados en almidón expandido (material de paryida renovable) 3- sistemas de empaquetamiento basados en materiales reciclados (poliestireno reciclado). El Tipo 3 (sistemas de empaquetamiento basados en el reciclado de materiales) no se considerará a coninuación para garantizar la claridad del ejemplo práctico y para restringir el ambito de este estudio. Función y Unidad Funcional Se ha considerado como función la utilidad de los sistemas de productos examinados como materiales de relleno en los empaquetamientos para el transporte. Durante el examen se ha sumido que los diferentes sistemas de productos no se diferencian en su calidad técnica. Para la comparación se ha escogido como unidad funcional el volumen de estos empaquetamientos. Todos los datos se refieren a un volumen de empaquetamiento de 100 m³. Fronteras del sistema Las fronteras del sistema señalan el ámbito del objeto de la investigación separándolo de su entorno. Se han escogido unas fronteras del sistema “desde la cuna hasta la tumba”. Es decir, 2

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se han considerado todos los flujos relevantes de materiales y de energía, comenzando por la búsqueda de los materiales de partida, su explotación y los procedimientos previos al proceso de manufactura y el uso de los sistemas de productos, y finalmente a la eliminación de los residuos. Las fonteras políticas de la República Federal de Alemania constituyen el área de referencia de este estudio. Si los materiales (por ejemplo el petroleo) son proporcionado por otros paises, el pais de origen es el área de referencia El material se evalua con respecto al índice de mercado en Alemania. Se ha tomado como referencia el año 1997. Criterios de corte (Limites detalados) En el estudio se han eliminado todos los flujos de material y energía en la consideración de un proceso cuando constituían menos del 1 % de la masa del resultado buscado. La suma de todos los procesos eliminados no supera en ningún caso el 5 % del resultado deseado. En cualquier caso, los flujos de material con una influencia menor del 1 % en relación con la masa del producto deseado, se han tenido en cuenta si resultaban de interés para el LCA en conjunto debido a aspectos tóxicos o energéticos.

¿Como se ha llevado a cabo el Análisis del Inventario? Escenarios Calculados Se han diseñado y calculado una serie de escenarios a fin de conseguir los objetivos de este estudio, es decir, para poder resolver las dudas sobre la sensatez del uso de plásticos basados en materiales renovables. Estos escenarios son importantes para tener en cuenta la influencia de diferentes factores en el sistema en cuestión. En relación con los rellenos para empaquetamiento a partir de almidón expandido, se han considerado 20 escenarios diferentes. En la Tabla 1 se recoge una muestra de los mismos.

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Producción

Almidón de maiz

Almidón de patata II (obtenido de los residuos totales)

Utilizacioó

Uso único

Uso único

Eliminación

Recogido con el resto de los residuos y recolección mixta.

Recogido con el resto de los residuos y recolección mixta.

Almidón de Almidón de maiz trigo (obtenido por procedimientos conventionales) Uso único Reciclado interno (usado cuatro veces) Recogido con Recogido con el el resto de los resto de los residuos y residuos y recolección recolección mixta. mixta.

Trigo, extensivo

Reciclado interno (usado dos veces) Recogido con residuos biológicos y compost

Tabla 1: Selección de excenarios estudiados – rellenos para empaquetado a partir de almidón expandido

Procesos Parciales en uno de los Escenarios Estudiados De forma similar al area de rellenos de empaquetamiento a partir de almidón expandido, se han estudiado escenarios relativos al poliestireno expandiso que se diferencian en areas parciales. Como ejemplo de estso escenarios, se presenta a contiuación (figura 2) la fabricación de empaquetamientos a partir de poliestireno primario (EPS). En este escenario se han supuesto una única utilización del relleno paa empaquetamiento, la subsiguiente eliminación de los residuos via contenedor para reciclados y un reciclado orientado hacia el material. Para aclarar cuales son las fronteras del sistema, se presenta en detalle en la figura 3 la fabricación de poliestireno primario.

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Adquisición de materia prima Producción de goma de estireno-butadieno (SBR)

Fabricación de poliestireno primario (GPPS)

Fabricación de pentano/ butano

Fabricación de relleno depoliestireno Distribución/ventas Uso (único) Empaquetamiento Recipiente Deducción de la salida Eliminación Producción de GPPS (matriz)

Recolección por tipos Reciclados, regranulación

GPPS

Figura 2: Procesos parciales en un escenario EPS

¿Como se recogen los datos? Los flujos de material y energía relevantes de los procesos parciales necesarios para el producto final se recogen para establecer el “corazón” del LCA – el análisis del inventario. Los datos de entrada y salida específicos del proceso se derivan y trabajan y, posteriormente, se recogen y calculan los resultados. Las guías, cortes y limitaciones, definidas en el paso de definición de obhetivos y ámbito, se alcanzan o se ajustan de acuerdo con los requerimientos resultantes de los datos disponibles. Seguidamente se lleva a cabo la estimación del impacto en base a los resultados del análisis de inventario.

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Explotación de gas natural

Fuente de hidrocarburos

Procesado degas natural

Producción de etileno

Producción de benceno

Explotación de crudos

Destilación para nafta

Nafta

Etileno

Reformado para benceno

Benceno

Benceno

Producción de etilbenceno

Producción de estireno

Polimerización de estireno

Poliestireno primario

Figura 3: Diagrama de flujo - producción de poliestireno primario

Evaluación De acuerdo con las instrucciones de la norma ISO 14042, la evaluación del impacto del LCA consta de tres partes: - Selección de los tipos de impacto a considerar - Asignación de los resultados del análisis de inventario a las categorías de impacto (clasificación) - Cálculo de los resultados de indicadores de impacto (caracterización) En este estudio se han considerado las siguientes categorías de impacto:

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Categorias de Impacto Seleccionadas Calentamiento global Disminución del ozono estratosférico Creación fotoquímica de ozono trposférico Eutroficación Acidificación Toxicidad para el hombre Ecotoxicidad Disminución de fuentes abióticas Uso del terreno Tabla 2: Categorías de impacto consideradas

Una vez seleccionadaslas categorías de impacto, deben asignarse los parámetros determinados en el análisis de inventario como las emisiones de dióxido de carbono o metano a sus diferentes efectos medioambientales. Clasificación Los parámtros del análisis de inventario asignados a una categoría de impacto deben transferirse a una unidad común de medida en el transcurso de la clasificación. Un parámetro del análisis de inventario puede ser asignado a diferentes categorías de impacto. Calentamiento global Disminución de ozono Cración fotoquímica de ozono Eutroficación Acidificación Toxicidad para el hombre Ecotoxicidad Disminución de fuentes abióticas Uso del terreno

CO2, CH4, N2O N2O Benceno, CH4, NOx, Formaldehido, NMVOC, VOC, pentaneo, butano NOX, NH3, P-ges., CSB, N-ges., NH4, Nitrato H2S,HCl, HF, NH3, NOX, SO2 As, BaP, benceno, Cd, Cr, PCDD/F, Ni, Pb, SO2, partículas diesel, biocidas AOX, cloruros, NH4+, H2S, HF, NH3, NOx, SO2 Crudo de petróleo, gas natural, lignito, carbón mineral Area

Tabla 3: Clasificación

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Caracterización Una de las tareas de la caracterización es transferir los parámetros de masa o de balance de energía a unidades comunes de medida. Esto es necesario debido a que las contribuciones de los diferentes materiales a un determinado efecto medioambiental son considerablemente diferentes. Por ejemplo, el metano tiene un potencial aproximadamente 25 veces mayor que el dióxido de carbono sobre el calentamiento global, y el potencial en el calentamiento global del gas hilarante N2O es hasta 320 veces mayor que el del CO2. En el siguiente paso, deben obtenerse los resultados de los indicadores a partir de los resultados del análisis de inventario transformados. Finalmente, los resultados deben ser evaluados.

Resultados del Estudio No se pueden determinar ventajas ecológicas claras para un único producto en base a los escenarios escogidos dentro del LCA. En consecuencia, se presentan como ejemplos algunos de los resultados del estudio. La Eliminación de resíduos es Importante La comparación de los escenarios para el almidon y el EPS demuestra claramente que la utilización del término “CO2-neutro”, que se emplea como sinónimo de neutralidad en cuanto al calentamiento global, no se aplica principalmente a los rellenos para empaquetamiento a partir de materiales renovables, aunque debería alcanzarse en realidad. Sin embargo, esto es posible únicamente si se cumplen ciertos requisitos previos específicos. Por encima de todo, es inevitable el uso energético o como material de partida del relleno para empaquetamientos a partir de almidón. La utilización como material no es práctica. Por otra parte, la eliminación como basura lleva a emisiones de metano, que es un gas de invernadero. Además, el no usar aditivos basados en materiales fósiles de partida tiene un efecto positivo. La unión de estos dos aspectos, utilización del producto usado y renuncia a los aditivos, puede llevar a ligeras reducciones en lo concerniente a su potencial de calentamiento global. El aumento del uso de fuentes de energía regenerativas puede mejorar este resultado. El Reciclado de los Empaquetamientos Reduce claramente el Impacto Medioambiental Independientemente del material usado, el reciclado de los rellenos para empaquetamiento es una medida muy eficaz para reducir los impacos adversos en el medio ambiente relacionados 8

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con el uso de ese empaquetamiento. Por una parte, las fases de venta y empleo contribuyen en pequeña medida a los resultados de valoración del impacto. De acuerdo con esto, el ahorro en el consumo de materiales y la reducción de gastos debidos al reciclado en la fabricación de rellenos para empaquetamiento contribuyen directamente a los resultados. Esto mismo tiene aplicación en la reducción de las cantidades de desechos que es facilmente detectable en la mayoría de los casos. Por otra parte, la influencia beneficiosa del reciclado de los materiales de relleno para empaquetamientos debe atribuirse también al hecho de que este tipo de empaquetamientos puede reciclarse sin necesidad de limpiarlo y sin costes de transpote, o relativamente bajos – a diferencia del empaquetado de bebidas, por ejemplo. Teniendo todo en cuenta, para la mayoría de los indicadores el reciclado de doble uso conduce a dividir por dos los resultados, y el reciclado cuadruple a dividirlos por cuatro. Comparación de los Escenarios de EPS y Almidón Existen varias diferencias claras entre los diferentes escenarios para el uso de rellenos para empaquetamiento relativos a sus efectos medioambientales. Sin embargo, las ventajas fundamentalesno surgen ni de la utilización del almidón ni de la del poliestireno. Las formas concretas de preparación del material así como de su eliminación son muy importantes para el impacto ecológico. Con relación al paso de la eliminación, un factor decisivo lo constituye por ejemplo el beneficio energético adicional que se obtiene en su utilización térmica. En consecuencia, no es el origen de los materiales de partida el punto crucial para la relevancia medioambiental de los escenarios, sino el tipo de procesos combinados con su tiempo de vida. Obviamente, hay escenarios muy buenos de EPS y de almidón. Aparte de eso, en ambos casos hay escenarios posibles que son claramente mas desfavorables. Las variaciones entre escenarios con los mismos materiales es similar en la totalidad de los escenarios. Independientemente del tipo de material, existen potenciales de optimización considerables. Los escenario partiendo de almidón presentan comportamientos similares a los buenos escenarios de EPS solamente si se reciclan energéticamente los rellenos para empaquetamiento. ¿Es una Ventaja la Degradación Biológica? La biodegradabilidad de los rellenos para empaquetamiento basados en el almidón no es una propiedad del material que resulte necesaria para el propósito del producto. Su ventaja debe 9

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buscarse desde el punto de vista de la eliminación. Sin embargo, tiene un efecto positivo unicamente si el relleno para empaquetamiento se fermenta microbiologicamente para producir biogas y después se usa energéticamente con eficiencia elevada. La obtención de compost es otra forma de eliminación que depende de su degradabilidad biológica. Esta via rsulta desfavorable en comparación con la utilización energética. Los resultados demuestran claramente que la degradabilidad biológica sola no es un criterio suficiente para la compatibilidad y sostenibilidad medioambiental de un material o producto. Resulta más crucial la forma concreta de eliminar el producto después de su uso y el efecto que su biodegradabilidad biológica tiene sobre la sostenibilidad ecológica del producto. Sin embargo, este resultado puede cambiar si la degradabilidad biológica es una propiedad esencial del material. A la vista de estos resultados, los autores mantienen sin embargo la idea de si sería rentable el desarrollo de plásticos a partir de ,materiales renovables que no sean biodegradables, pero sí duraderos. Tales plásticos pueden ser usados muchas veces y finalmente reciclarse energeticamente.

Würdinger, E., Roth, U., Wegener, A., 2000. Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: Vergleichende Ökobilanz für Loose-fill-Packmittel aus Stärke bzw. Polystyrol. DBU-Az. 04763.

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