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GESTIÓN AMBIENTAL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DE LOS VASOS DESECHABLES 1. Objetivo del estudio La Razón del estudio es determinar los impactos ambientales durante el ciclo de vida de vasos desechables, con los resultados se van a promover soluciones ambientales en la cadena de valor de los vasos desechables siendo los destinatarios los consumidores y socios en donde se promoverá una gestión eficiente de fin de vida . 2. Alcance: En nuestro estudio se optó por analizar vasos de 10 oz y sin impresión por ser los más consumidos en México. Se tienen en cuenta la disponibilidad y calidad de los datos de mercado y geografía, el grupo de expertos acordó que los tipos de bebida y los patrones de producción y consumo son aspectos importantes para el estudio serán elegidos por su importancia en el mercado en nuestro caso fue Jalisco. Aquí se hace uso de herramientas tecnológicas como el software expert choice que ayudo a tomar decisiones en base a la mejor alternativa de tres en nuestro caso fue representativo el estudio en bebidas calientes y frías además el estudio utilizara datos del 2010 por tener mayor disponibilidad de estos. 2.1 Sistema producto y límites del sistema El sistema productivo son los procesos unitarios y comprende: Obtención de materia prima

Producción

Distribución

Fin de vida

Uso

Figura 1. Sistema-producto: vasos de papel plastificado.

Obtención de materia prima Bolsas y carton

Producción

consumo de

Distribución

Transport e al sitio de venta

Uso

Fin de vida

No se considera

Transport e al

laminado de PE Transport e a la planta

energía eléctrica, emisione sy residuos

n entradas relleno ni salidas sanitario

Cuadro 1. Detalle sistema-producto: vasos de papel plastificado. 2.2 Datos y reglas de corte La norma ISO 14040 menciona a la regla de corte como la cantidad de material, energía que será excluido en el estudio en nuestro caso no se aplicaron reglas de corte para asegurar que todos los datos satisfagan el objetivo y alcance. Los datos las materias primas fueron obtenidos directamente de los proveedores. DATOS PROPORCIONADOS POR LAS EMPRESAS ASOCIADAS Consumo de agua y energía Transporte de materia prima Consumo de combustible Embalaje Descargas de agua Distancias de la planta de producción a los sitios mayoristas Distancias de los mayoristas al consumidor Distancias del consumidor al relleno Cuadro 2. Flujos reportados por los proveedores para la fabricación de vasos de papel plastificado.

2.3 Función, unidad funcional y flujo de referencia Unidad Funcional: Contener y mantener la temperatura de bebidas calientes y frías en

vasos desechables de 10 onzas en el valle de México y Jalisco durante el año 2010. Cuadro 3. Flujos reportados por los proveedores para la fabricación de vasos de papel plastificado.

Flujo de referencia son los 1,600,000,000 vasos, el fin es comparar los impactos ambientales potenciales por el uso de vasos de papel plastificado. 2.4 Evaluación del impacto en el ciclo de vida y tipo de impactos El método de evaluación de impacto CML en puntos intermedios. 2.5 Consideraciones para la revisión crítica Asegura la coherencia entre un ACV y los principios y requisitos de los estándares sobre ACV,se realizó una revisión crítica, con expertos en sustentabilidad industrial . 3. Inventario de ciclo de vida (ICV)

3.1 Análisis de inventario y recolección de datos La validación de los datos fue realizada con balances de materia y energía, actividades para preparar la recolección de datos:  Investigación de los procesos de manufactura y escenarios de fin de vida, mercado y consumo en México, y estudios de ACV existentes relacionados 

Elaboración de diagramas de flujo de los procesos de producción



Identificar las entradas de materia y energía, y salidas dentro de los límites del sistema producto



Diseño de formatos de recolección del inventario del ciclo de vida basado en lo anterior La recolección de los datos consiste en:  Búsqueda e identificación de empresas productoras de vasos EPS y papel plastificado en México 

Invitación a participar a empresas productoras y proveedores de materia prima, al igual que mayoristas



Vista a las empresas para revisión de los datos recolectados



Reuniones con las empresas con el fin de validar la agregación de la información del ICV y confirmar que los acuerdos de confidencialidad sean respetados Se solicitó a productores de EUA la validación del modelo de inventario. Se utilizó Ecoinvent para modelarlo. Además, los datos de electricidad EUA se utilizaron para modelar la producción de perlas EPS y SBB. 3.2Descripción cuantitativa y cualitativa de los procesos unitarios Contiene una descripción general de las etapas del ciclo de vida, el diagrama de flujo del proceso de producción para la obtención de vasos, y los inventarios de ciclo de vida recolectados. 3.2.1 Descripción de los vasos de papel plastificado con PE

Obtención de material prima

Bolsa PE

Caja de carton

SBB laminado

Producción

Distribucion

Energia electrica

Residuos

Combustible

Emisiones

Uso

Fin de vida

Combustible

Relleno

Emisiones

Figura 2. Etapas del ciclo de vida de vasos de papel plastificado.

Producción de perlas de EPS El proceso de fabricación se lleva a cabo mediante una reacción química en la cual se obtienen macromoléculas de estireno. Esto se realiza mediante la suspensión en agua del estireno en reactores equipados con mecanismos agitadores, a la suspensión se agregan catalizadores para iniciar la reacción, aditivos para estabilización de la mezcla y regulación del diámetro de las perlas. Al finalizar esta etapa se obtiene una mezcla acuosa de PS, la cual es enviada a unos tanques de homogenización. Posteriormente, el agente de expansión se introduce al reactor a presión. Finalmente, la etapa de secado se realiza por medio de filtración.

Proceso de producción de vasos de papel plastificado La principal materia prima de este vaso es un tipo de papel denominado Solid Bleach Board Este material se lamina con una película de Polietileno de Baja Densidad (PEBD).

Figura 3. Diagrama de flujo del proceso de producción de vasos EPS. 3.2.2 Inventario del ciclo de vida ( ICV) de los vasos de eps El inventario se generó a partir de los datos proporcionados por las compañías productoras, la materia prima y su transporte a la planta productora de vasos, energía eléctrica, consumo de agua y combustible de la producción de vasos, emisiones de agua generada, y la cantidad de residuos generados y transportados para reciclaje. Las emisiones de agua son obtenidas de los análisis de descarga de agua realizada por los productores de vasos EPS.

MATERIAS PRIMAS:

Aquí se tienen encuenta las cantidades de entradas, TRASNPORTE:

Materia prima se tiene en cuenta los km que ha recorrido y cuál fue su base de datos PRODUCCION:

Se tiene en cuenta como entradas la energía, el agua y gas natural consumidos se expresan sus cantidades y respectivas unidades y su base de datos teniendo en cuenta los residuos que van al reciclaje así :

ENTRADA ENERGIA ELECTRICA

CANTIDAD 5,783

UNIDAD Mwh

BASE DE DATOS MEXICANIUH

Cuadro 4. Ejemplo de inventario en la producción.

TRANSPORTE DE RESIDUOS:

ENTRADA Transporte de residuos a reciclaje

CANTIDAD (ton) 125

NOMBRE DEL FLUJO Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO5/RER U

DISTANCIA Km 20

BASE DE DATOS Ecoinvent

Cuadro 5. Ejemplo de inventario en el transporte de residuos.

El inventario de la etapa de distribución

Entrada Transporte del centro al consumidor

Cantidad (ton)

Distancia (km)

16,328

Base de datos 187

Cuadro 6. Ejemplo de inventario en la etapa de distribucion.

Para el transporte de vasos de papel plastificado en su fin de vidas el cuadro es similar.

3.3 Fuentes de información Además, empresas internacionales también proporcionaron una descripción general del proceso de fabricación. Los procesos son semejantes y no representan

alguna diferencia significativa, La distancia de los proveedores de la materia prima a los productores de vasos fue calculada de acuerdo a la ubicación de los principales productores de vasos de papel, Los datos relacionados a la generación de residuos sólidos en la etapa de producción fueron calculados por balances de materia. La distancia promedio del mayorista al consumidor fue calculada de acuerdo a los sitios de mayor venta 3.4Procedimientos de cálculo 3.4.1 Suposición No se reciclan los vasos de papel plastificado es decir tienen un solo uso.

3.4.2 Limitaciones 

El alcance de este estudio solo incluye dos tipos de materiales (EPS y papel plastificado) y dos aplicaciones – vasos desechables para frío o caliente. Por lo tanto este estudio de ACV es específicamente para este tipo de vasos y no cubre todos los tipos de productos desechables de EPS y papel plastificado.

Productores.



Se realizó un modelo a partir de datos de producción de vasos de papel de empresas en Estados Unidos y Europa, adaptando las condiciones para distribución, transportes y fin de vida de acuerdo a las condiciones en México.

3.5 Validación de datos Se analizaron con la finalidad de identificar cualquier anomalía y revisar la consistencia de los flujos de entrada y salida de masa y energía, así como con un análisis comparativo con factores de emisión calculados fueron presentados a los proveedores para validar dicha información. 3.5.1 Análisis de calidad de datos Cobertura relacionada al tiempo Para procesos específicos se utilizaron datos del año 2010, otros datos están dentro del periodo 2007 y 2010. Cobertura geográfica El estudio aplica para el Valle de México y Guadalajara, Jalisco, las cuales son las zonas de mayores ventas en el país. Precisión Se calculó un promedio ponderado. En caso de obtener los datos por medio de literatura, estos se utilizaron como un chequeo extra.

Integridad los datos necesarios para la interpretación están disponibles y completos. Representatividad Los datos reflejan la situación actual de los vasos de 10 onzas en México. Coherencia Incertidumbre Las principales causas de incertidumbre son las suposiciones realizadas. Se realizó un análisis de incertidumbre; el coeficiente de variación es menor que el 11% para todos los casos, indicando un modelo apropiado para ambos tipos de vasos. 3.5.2 Tratamiento de datos faltantes Las anomalías en la información generan vacíos en los datos, los cuales fueron tratados calculando los balances de materia y energía 3.6 Asignación Se eligio una asignación de masa con el peso promedio de los vasos asignados entre los co-productos en proporción al valor económico de estos.” Por otra parte las empresas consideradas en el estudio, fabrican vasos de diferentes tamaños, pero del mismo material. Por lo tanto, la masa utilizada para cada vaso es directamente proporcional al tipo de producto 4. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV) 4.1 Método de evaluación de impacto Se siguen lineamientos establecidos en las normas ISO14040 y 14044 en donde se establece que los indicadores deben ser reconocidos internacionalmente y que deben tener validez científica y técnica. el método elegido fue CML, los cálculos fueron realizados utilizando el software de SimaPro 7.2. el que calcula los impactos ambientales. Primero se realiza una clasificación. Por ejemplo, una emisión de SO2 es clasificada en la categoría de impacto de acidificación. El siguiente paso es la caracterización, esta involucra la conversión de los resultados del ICV a unidades comunes y la agregación de los resultados obtenidos en categorías de impacto. Esta caracterización utiliza factores de conversiónobteniendo un indicador numérico. 4.2 Categorías de impacto analizadas En las categorías de impacto se tiene Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) , Potencial de Acidificación (PA) , Potencial de Eutrofización (PEu) , Potencial de Calentamiento Global (PCG) , Potencial de Destrucción de la capa de ozono (PDCO) , Potencial de Toxicidad

Humana (PTH) , Potencial de Ecotoxicidad en Agua dulce (PEcA) , Potencial de Ecotoxicidad Terrestre (PEcT) , Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) ,en cada categoría se tiene una sustancia de referencia asi: Categoría de impacto

Sustancia de referencia

Potencial de Acidificación SO2 eq (PA)

Descripción El potencial de Acidificación (PA) para emisiones al aire es calculado con el modelo adaptado de RAINS 10 describiendo el destino y deposición de las sustancias acidificantes. El PA es expresado en kg de SO2 equivalentes / kg de emisión. El método incluye Ácido Nítrico en suelos, agua y aire.

Cuadro 7. Categoria de impacto. 4.3 Discusión de resultados Los resultados del ICV son asignados a las categorías de impacto seleccionadas con el fin del calcular los indicadores. 4.3.1 EICV de los vasos de EPS La etapa de obtención de materias primas genera mayor impacto de todas las categorías analizadas esto se debe la producción del SBB laminado. Mientras que la combustión del gas natural en la etapa de producción causa el mayor impacto en las categorías de Potencial de Calentamiento Global (PCG) y potencial de Toxicidad Humana (PTH). La mayoría del Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) es generado durante la extracción y transporte del gas natural utilizado en la producción. El transporte de las perlas genera el menor impacto potencial en la etapa de materias primas para todas las categorías analizadas. La mayor contribución al Potencial de Acidificación (PA) y al Potencial de Formación de Oxidantes Fotoquímicos (PFOF) se debe a la generación de energía eléctrica.

La evaluación de la etapa de fin de vida es el transporte del material de empaque al relleno sanitario y caja a reciclaje, donde el potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (PDCO) se debe a la extracción de crudo para el combustible requerido. El mayor impacto en el Potencial de Toxicidad Humana (PTH) es causado por las emisiones generadas en la obtención del combustible. Mientras que la mayor contribución en el Potencial de Acidificación (PA), el Potencial de Eutrofización (PEu) se debe a la operación de maquinaria para la disposición del vaso en el relleno sanitario. 4.3.2 EICV de los vasos de papel plastificado con PE Se observa que los vasos de papel plastificado tienen mayor impacto potencial en siete de las nueve categorías analizadas, el cual es generado por la fabricación del SBB laminado. 5. Interpretación Se analizan los resultados obtenidos en la EICV, para llegar a recomendaciones y decisiones acordes con el objetivo y alcance del estudio además se presentan los resultados del análisis de incertidumbre. 5.1 Resumen de resultados Etapa de ciclo de vida

Vasos de papel plastificado Principales hallazgos Materias primas se genera la mayor cantidad de impactos ambientales, debido principalmente al proceso de producción de SBB. Producción El uso de electricidad genera los mayores impactos ambientales. Distribución El transporte desde las plantas de producción a los mayoristas genera el mayor impacto de la etapa de distribución. Fin de vida SBB en los rellenos sanitarios tiene contribuciones importantes en Potencial de Calentamiento global (PCG). Cuadro 8. Principales hallazgos de los resultados de la EICV. 5.2 Análisis de sensibilidad Los resultados pueden variar, debido al cambio de las variables en estudio.

Se realizó el análisis de sensibilidad para el peso de ambos tipos de vasos, el consumo de gas y electricidad; así como la cantidad de vasos que se llevan al relleno sanitario. El análisis de sensibilidad variando el peso del vaso de EPS (entre 2.0 y 3.2 g), valor promedio considerado (2.6 g), impacto del vaso de papel plastificado sin variación en el peso (9.2 g). Los límites del intervalo se seleccionaron tomando como referencia la variación en peso del vaso de EPS (10 oz) en el mercado. Los límites del rango se seleccionaron de acuerdo a la variación del consumo de gas natural reportado en otras fuentes. Se aprecia que en caso de que la producción del vaso de EPS consuma menos de 0.09 MJ/vaso el impacto en el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) sería menor al de los vasos de papel. 5.3 Análisis de incertidumbre Para encontrar y cuantificar la incertidumbre introducida en los resultados de un análisis de inventario del ciclo de vida, debida a efectos acumulativos de la imprecisión del modelo, de las entradas y de la variabilidad de los datos. Se usó el método de Monte Carlo, el coeficiente de variación es menor al 11%. el valor mínimo (2.50%) y máximo (97.50%) del rango para el impacto potencial de cada categoría con un intervalo de confianza del 95%. Se observa que es más probable que el impacto potencial de los vasos de EPS sea menor en ocho categorías de impacto; mientras que para el Potencial de Reducción de Recursos Abióticos (PRRA) es más probable que los vasos de papel tengan un impacto menor. 5.4 Evaluación Aquí se fortalece la confianza y la fiabilidad de los resultados del ACVcon técnicas como: Integridad: Toda la información relevante y los datos necesarios para la interpretación están disponibles y completos. Sensibilidad: Se tuvo en cuenta los peso de los vasos, combustible y energía, los datos que presentan incertidumbre, como el peso de los vasos, consumo de gas natural, consumo de energía eléctrica y porcentaje de reciclaje en la etapa de fin de vida, no afectan los resultados generales de la EICV. Consistencia:. La calidad de los datos es consistente a lo largo del ciclo de vida del sistema producto y entre los diferentes productos analizados.

7. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones Conclusiones Vasos de papel plastificado • En cuanto a los vasos de papel plastificado, la obtención de materias primas es la etapa del ciclo de vida que genera mayor impacto potencial, lo cual se debe al proceso de producción del SBB. • Dentro de la etapa de producción del vaso de papel plastificado, el uso de electricidad es lo que representa el mayor impacto potencial. • El transporte de los vasos de papel plastificado desde la planta productiva hacia la central de abastos es lo que genera el mayor impacto de la etapa de distribución, lo cual se debe a los combustibles fósiles requeridos para trasladar el producto. • El SBB en el relleno sanitario tiene contribuciones significativas en Potencial de Calentamiento Global (PCG).

los vasos de EPS tienen menos impacto potencial en siete de las nueve categorías analizadas los resultados de este estudio muestran que si se destina menos papel plastificado al relleno sanitario, se disminye el impacto en potencial de calentamiento global. c. La relevancia del consumo de agua y energía. Los resultados generales muestran que los productos de EPS usan mucho menos agua y energía que las versiones de papel y de PLA. Sin embargo, considerando todas las etapas, los vasos de papel plastificado requieren más energía que los vasos de EPS. En cuanto al agua, no hay consumo de ésta en la etapa de producción de vasos de papel plastificado; sin embargo, al igual que con la energía, los vasos de papel plastificado consumen más agua a lo largo de todo su ciclo de vida. Las limitaciones asociadas a la interpretación de los resultados Los datos se obtuvieron a un detalle menor que para vasos de EPS, y algunos fueron adaptados de la literatura. Recomendaciones Después de los hallazgos del presente estudio se recomienda ampliamente promover el reciclaje para ambos tipos de vasos. BILIOGRAFIA: Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable S.A. de C.V. (CADIS). (2013). Análisis de Ciclo de Vida de vasos desechables en México. Recuperado el 29 de Junio del 2015.