medio ambiente
Metodología Life Cycle Assessment (LCA): Assessment (LCA):
Análisis de Ciclo de Vida Vida en la industria de acero La industria del acero tiene que demostrar los beneficios del producto en comparación con otros materiales desde un punto de vista de toda la cadena de valor.. Según worldsteel, el concepto de Ciclo de Vida puede reforzar el valor de la valor marca y aumentar su reputación porque los clientes, fabricantes y consumidores quieren saber el impacto ambiental ambiental de los productos de acero.
Enfocando los desafíos ambientales La comunidad global actualmente enfrenta diferentes desafíos que requieren una gestión a nivel mundial. El uso sustentable de recursos naturales es uno de los puntos más importantes en la agenda ambiental.
Logotipo del programa de Naciones Unidas, Life Cycle Initiative.
Ya Ya no son solamente los e stamentos políticos los que están tomando medidas para proteger al medio ambiente, las empresas también responden a la mayor conciencia ambiental de los consumidores. Ambas partes, productores y consumidores, están más atentos al impacto ambiental desde la extracción de las materias primas, la manufactura, la etapa del uso e incluso más allá de la vi da útil de un producto. Con el fin de medir este comportamiento es imprescindible contar con herramientas y métodos confiables de evaluación. El Análisis de Ciclo de Vida, a nivel internacional conocido por las siglas LCA ( Life Cycle Assessment ) es una metodología que permite el seguimiento de todas las fases «de la cuna hasta la tumba» de un producto. Este enfoque es el más adecuado para obtener una visión completa del impacto ambiental, considera worldsteel. En tal sentido, ha desarrollado una metodología sólida y transparente para la industria siderúrgica desde los años ’90. A continuación se presenta un breve panorama de este método explicando su terminología, las fases del plan estratégico, su alcance y las oportunidades sustentables que se obtienen con su aplicación.
El Ciclo de Vida - Un concepto holístico Sensibilizados por los efectos del cambio climático, los consumidores esperan cada vez más que los productos sean amigables con el medio ambiente, por ejemplo que sean tanto reusables como reciclables. El reciclaje sin duda es uno de los aspectos más importantes para la gestión sustentable de recursos, sin embargo, no e s el único. En este contexto, worldsteel está promoviendo una visión más holística –el Concepto de Ciclo de Vida o LCT (Life Cycle Thinking)–. Por otra parte, son los desarrolladores e ingenieros quienes piensan y dimensionan los impactos de un producto o servicio en las categorías: materias primas y manufactura; etapa de uso y mantenimiento; fin de la vida útil (disposición como residuo, reciclaje, etc.) para satisfacer las exigencias ambientales de la sociedad. El acero está reconocido como un material que es 100% reciclable. La industria, en este sentido, está respetando el ciclo de vida del acero y reintroduce a la chatarra en e l proceso de producción, tal como indica la Figura 1.
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Sin embargo, como cualquier proceso, este ciclo requiere un análisis continuo para optimizar constantemente la asignación de recursos y el rendimiento ambiental. El Análisis de Ciclo de Vida / Life Cycle Assessment (LCA) prevé un enfoque integral para evaluar el desempeño ambiental considerando potenciales impactos en todas las etapas de manufactura, uso y fin de vida de un producto –desde la «cuna», o sea desde la extracción de las materias primas, hasta la «tumba»– refiriéndose al fin de la vida de un producto. Como se puede observar en la Figura 1, gracias al reciclaje, en realidad no se trata de una «tumba» eterna, sino más bien de una forma de resurrección y posterior transformación de residuos en chatarra en un reemplazo de las materias primas en la producción. Asimismo, el modelo toma en cuenta los diferentes tipos de transporte entre cada eslabón de la cadena. La metodología debe ser consistente –insiste worldsteel– y por eso el análisis completo de LCA debe considerar los siguientes componentes:
• Denición de alcance y objetivo de la metodología. • Inventario de Ciclo de Vida / Life Cycle Inventory (LCI). • Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida / Life Cycle Impact Assessment (LCIA). A su vez, estos componentes predeterminan las fases del plan estratégico para la implementación de la metodología, como se explicará más adelante. El Inventario de Ciclo de Vida (LCI) implica por definición la recolección de datos y cálculo de un catálogo de materiales, energía y emisiones para los insumos y productos de un sistema productivo. Obviamente este paso debe estar terminado antes de la Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) que finalmente analiza los datos e interpreta las diferentes categorías del impacto ambiental.
¿Por qué y para qué aplicar el Análisis de Ciclo de Vida? El LCA entonces es una herramienta para evaluar el impacto de toda la cadena de valor y no solamente del producto en sí. Para responder a la pregunta por qué y para qué la industria del acero debería aplicar este concepto, es útil pensar en la creciente conciencia ambiental del consumidor final y la agenda internacional para enfrentar al cambio climático.
Figura 1 El Ciclo de Vida del Acero
Producción de acero
Extracción de materias primas
Chatarra preconsumo Chatarra posconsumo
Fin de vida / Reciclaje
Manufactura
Etapa de uso
Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment in the steel industry, position paper 2010, adaptado por Alacero.
La industria del acero tiene que demostrar los beneficios del producto en comparación con otros materiales desde un punto de vista de toda la cadena de valor. Según worldsteel, el concepto de Ciclo de Vida puede reforzar el valor de la marca y aumentar su reputación porque los clientes, fabricantes y consumidores quieren saber el impacto ambiental de los productos de acero. Como el concepto de Ciclo de Vida se usa para regulaciones y estándares, como certificaciones internacionales o declaraciones de producto, los resultados del LCA pueden indicar cómo, mediante avances en el desarrollo del producto y sus usos, hacer al acero más sustentable. La metodología LCA es la más conveniente para determinar la huella de carbono y los demás gases de efecto invernadero, así como puede medir la huella de agua y otros impactos ambientales, con el resguardo de evitar análisis incompletos o sesgados para una única categoría de impacto. Una adecuada y bien planificada implementación del LCA finalmente mejorará la percepción pública del acero como material reciclable.
Fases del plan estratégico de worldsteel No obstante, para realmente poder cumplir con estos objetivos de optimizar el comportamiento ambiental y con esto mejorar la evaluación del acero por los consumidores, es necesario desarrollar un plan estratégico, tal como lo hace worldsteel para la industria siderúrgica. Dentro de este marco, el LCA funciona como instrumento competitivo y la indus-
tria del acero tiene que considerar el plan estratégico a nivel global para lograr los siguientes objetivos:
• Asegurar que el acero esté representado correcta y positivamente en los estudios de LCA. • Aumentar la participación y calidad de las bases de datos sobre LCI. • Hacer más eciente la toma de decisiones sobre el desarrollo de un producto y sobre mejoras en el proceso de producción. • Usar el LCA para identicar oportunidades del mercado. Para evitar que el Concepto de Ciclo de Vida parezca como «ecoblanqueo», es importante tomar en cuenta que los objetivos mencionados requieren la implementación paulatina dentro de una estrategia congruente. En este contexto worldsteel establece tres fases con fines específicos dentro del plan:
• Fase I. Elaboración de las bases: establecer metodología y recolección de datos. • Fase II. Incorporación del mercado: asegurar que la industria del acero esté representada en el desarrollo de estándares y la implementación de actividades. • Fase III. Iniciativas proactivas: avanzar en la implementación de estudios sobre el ciclo de vida de productos que contienen acero para demostrar sus impactos y beneficios. Finalmente, los resultados de estas fases deben ser interpretados para retroalimentar y mejorar campañas futuras de LCA.
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La Fase I comenzó con la primera re colección de datos entre 1995 y 2000, seguido por un segundo inventario que fue examinado por un grupo de revisión independiente (CRP) de especialistas en el tema de LCA. Este procedimiento ha mejorado la integridad del estudio y el desarrollo de la metodología. Actualmente, se encuentran disponibles los datos del tercer Inventario de Ciclo de Vida (LCI), relevados entre 2005 y 2008. Esta nueva recolección publicada en 2010, que se basa sobre la misma metodología y contiene algunas modificaciones, actualiza datos para productos de acero al carbono.
Alcance y metodología El tercer Inventario de Ciclo de Vida (LCI) de la Fase I es un estudio que abarca la cadena de producción desde la «cunaa-puerta de la fábrica incluyendo reciclaje». El proceso de medición es altamente complejo, por lo cual en la Fase I se excluye el procesamiento más allá de la puerta de la fábrica de acero, o sea la manufactura y vida útil del producto y luego el procesamiento de c hatarra. La Figura 2 de worldsteel ilustra los procesos que se consideran para el Inventario de Ciclo de Vida (LCI).
• ISO 14040[1]: 2006 - Gestión medioambiental - Análisis de Ciclo de Vida Principios y marco regulatorio.
Es importante considerar los cuadros que se refieren a la chatarra, sea de chatarra de fin de vida o de vías de suministro externo, porque con estas cargas se reemplazan insumos provenientes de materias primas naturales. Además, la figura indica que mediante procesos de recuperación se pueden generar coproductos al interior de la planta, los cuales normalmente se tendrían que producir por otras vías fuera del sistema del producto.
• ISO 14044[2]: 2006 - Gestión medioambiental - Análisis de Ciclo de Vida Requisitos y directrices. La norma ISO 14044 es un resumen y una actualización de las anteriores estándares 14041 a 14043. La metodología aplicada al acero considera como unidad funcional la producción de 1 kg de cada uno de los productos listados arriba.
La recolección de datos (LCI) alcanza a 15 productos principales, que cubren más del 95% de todos los productos de acero (Tabla 1).
En resumen, simplificando, el Inventario de Ciclo de Vida (LCI) registra por un lado los insumos con sus cargas energéticas o de emisiones de gases de efecto invernadero en un sistema de producción (por ejemplo: sistema de fabricación de perfiles) y por otro lado se dan créditos por el ahorro en el uso alternativo de los gases de proceso.
Sin embargo, en este momento, el LCI no considera al acero para construcción mecánica, ni al acero inoxidable con igual o más del 12% de cromo. El uso del LCA se expandió de forma muy variada desde las décadas de los ’70 y ’80, pero hacía falta su normalización. Este tema fue abordado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO para su sigla en inglés) dentro del conjunto de normas sobre el Sistema de Gestión Ambiental ISO 14000 desde mediados de los años ’90. En 2006, esta se rie ha sido actualizada rigiendo entonces a nivel global para las i ndustrias de todos los rubros:
En la Figura 3 se presenta un ejemplo de cómo visualizar el beneficio –en este caso de ahorro de energía primaria– que emerge al incluir el reciclaje en un sistema «cuna a puerta fábrica» en la producción de 1 kilogramo de un cierto producto siderúrgico como por ejemplo perfiles, bobina laminada en caliente y galvanizado por inmersión en caliente.
Figura 2 Sistema desde «la cuna hasta la puerta de la fábrica» para un producto de acero incluyendo reciclaje Cuna-a-la-tumba Transporte externo
Producción primaria evitada
Chatarra de fin de vida
Puerta-a-puerta Materias primas y producción de energía (incluyendo extracción) Procesos de fabricación de acero R E C U R S O S
Productos de acero
Producción consumible
Suministro externo de chatarra
Procesos auxiliares y transporte interno
Tratamiento de aguas servidas
Procesos de recuperación
Tratamiento de residuos
Operaciones externas evitadas Funciones equivalentes de coproductos
Coproductos
Emisiones al aire, agua, tierra Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel products, World Steel Association 2011, p. 9, adaptado por Alacero.
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http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=37456 http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=38498
Para tener una visión amplia de todo el Análisis de Ciclo de Vida, conviene recordar que las tres recolecciones de datos iniciadas por worldsteel se enfocaron en los sistemas de producción dentro de la planta. Los datos obtenidos por este inventario no solo sirven para mejorar la eficiencia ambiental dentro de este sistema, sino además como referencia para las industrias transformadoras posteriores en la cadena de valor (como por ejemplo la industria automotriz). Estas empresas por su parte igualmente pueden ejecutar un Inventario de Ciclo de Vida para sus productos para complementar el Análisis de Ciclo de Vida.
Tabla 1 Alcance de productos siderúrgicos en el LCI de worldsteel Categoría de producto
Ruta de fabricación
Lista de productos
Largos
Alto horno y arco eléctrico
Perfiles Barra de construcción Alambrón
Alto horno
Chapa gruesa Bobina laminada en caliente Bobina laminada en frío Decapada Bobina laminada en frío terminada Electrogalvanizado Galvanizado por inmersión en caliente Hoja cromada Hojalata Planos con revestimiento orgánico Caño soldado / tubería con costura Caños UO
Planos
Reciclando el acero para conseguir resultados sustentables La investigación sobre la que se basa el Informe Metodológico acerca del Análisis de Ciclo de Vida de worldsteel, representa más del 98% de las tecnologías de producción de acero; fue publicado en 2010 e incluyó el 25% de la producción de acero por empresa a nivel global. Considerando además que el acero es un material 100% reciclable, se nota el potencial que brinda un enfoque LCA para fomentar la sustentabilidad de la industria. Sobre todo porque las dos rutas principales de fabricación de acero –por Alto Horno / Convertidor al Oxígeno (BOF) y por Horno Eléctrico (EAF)– pue den cargar chatarra aunque en diferentes relaciones. Como se puede apreciar en la Figura 4, ambas rutas producen acero primario (proveniente de mineral de hierro) y acero secundario (proveniente de chatarra o sea de reciclaje del acero). Hay que advertir que una tecnología o ruta de producción no presenta el mismo rendimiento ecológico en todo el mundo, porque depende de la matriz energética de la región donde se encuentra la planta, entre otros factores. A pesar de las altas tasas de recuperación, la creciente demanda de acero a nivel mundial no es satisfecha por el acero obtenido partiendo de chatarra, por lo que es necesario recurrir a la fabricación a partir del mineral de hierro.
Figura 3 Ejemplo de demanda de Energía primaria (MJ) para productos de acero considerando el reciclaje 30 20 10 J M
0 -10 -20
a a t c r i e r u b á p - f a a - l a e n d u C
e o j i c l a i f c e i n c e e r B e d
a a t c r i e r u b á p - f a a - l a e n d u C
Perfiles
e o j i c l a i f c e i n c e e r B e d
o e j d l a n c e i y c u e l r c n I
Bobina laminada en caliente, 1 kg
a a t c r i e r u b á p - f a a - l a e n d u C
e o j i c l a i f c e i n c e e r B e d
o e j d l a n c e i y c u e l r c n I
Galvanizado por inmersión en caliente, 1 kg
Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel products, World Steel Association 2011, p. 34, adaptado por Alacero.
Figura 4 Rutas de producción de acero por Alto Horno (BOF) y por Horno Eléctrico (EAF) Chatarra
Mineral de hierro
Ruta Acería Eléctrica (EAF)
La facilidad del reciclaje de acero explica su sustentabilidad y lo posiciona como el material más reciclado del mundo con los siguientes porcentajes de recuperación según aplicación:
• > 95% para automóviles, > 80% para construcción y alrededor del 70% p ara embalaje.
o e j d l a n c e i y c u e l r c n I
Mineral de hierro
Chatarra
Ruta Alto Horno / Convertidor
Acero primario
Acero secundario
Fuente del acero
Fuente: worldsteel, Life Cycle Assessment Methodology Report - Life Cycle Inventory study for steel products, World Steel Association 2011, p. 72, adaptado por Alacero.
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Según worldsteel, en promedio, cada tonelada de acero reciclado evita la emisión de 1,5 tonelada de CO 2, ahorra 1,4 toneladas de mineral de hierro y 13 GJ de energía primaria[3]. Hasta el momento, worldsteel ha desarrollado una serie de estudios de casos aplicando el enfoque LCA para medir el potencial del impacto de gases de efecto invernadero en todas las etapas de manufacturas, vida útil y fin de vida para algunos productos manufacturados con alto contenido de acero[4]. Esta serie abarca el tema de reducción de CO2 por el uso de Aceros Avanzados Livianos de Alta Resistencia ( Advanced High - Strength Steel - AHSS) en automóviles. Asimismo, se investigan los beneficios obtenidos por utilizar aceros de alto rendimiento para la construcción de puentes, en envases de hojalata para productos alimenticios, trenes de alta velocidad y energía eólica. Los estudios del caso demuestran que el Análisis de Ciclo de Vida, LCA, lleva a mejores resultados en comparación con otros materiales si se usan aceros de última generación.
Asesoría de worldsteel Todos los estudios LCA y escenarios de fin-de-vida-reciclaje de la industria del acero se deberían evaluar con la metodología de worldsteel, para medir los posibles créditos por emisiones evitadas, reemplazo de energía y de materias primas. Tratándose en la práctica de un proceso altamente complejo ya que un set de datos de LCI incluye aproximadamente 800 flujos, worldsteel ofrece asesoría y capacitación técnica para los interesados. Para asegurar que un estudio de LCA esté hecho adecuadamente se entrega una lista de control [5] con la que se puede revisar la calidad de los datos y evitar interpretaciones erróneas. En este contexto, worldsteel señala que las técnicas del Análisis de Ciclo de Vida
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se encuentran en una fase relativamente temprana de su desarrollo como ciencia. Debido a los diferentes contextos y marcos normativos en las distintas sociedades, existe el peligro de reducir cuestiones complejas a análisis simplistas y parciales, por ejemplo, en el momento de comparar el comportamiento ambiental del acero con otros materiales. La industria del acero ha actuado cuidadosamente tanto al ejecutar tales estudios, como en la interpretación de los datos y resultados[6]. Con el objetivo de garantizar la calidad de la información, worldsteel, en el trascurso de las tres recolecciones de datos desde 1995, ha perfeccionado el software GaBi para el Inventario de Ciclo de Vida. En la práctica las plantas participantes recopilan los datos online mediante el GaBi Web Questionnaire, conocido como SoFi. Cada cuestionario contiene una lista de insumos y productos de las siguientes categorías: insumos de material y energía, emisiones al aire y agua, residuos, productos y coproductos y material recuperado, que en total abarcan cerca de 800 ujos. Conjuntamente, el informe prevé mecanismos para verificar los datos. Como se mencionó en varias ocasiones, el Análisis de Ciclo de Vida sirve para clasificar el impacto ambiental de los productos y señala a los fabricantes y consumidores su rendimiento sustentable. Sin embargo, no se trata solamente de una preferencia de los consumidores, sino también se asocia a las exigencias de la legislación ambiental, que en muchos países requieren cada vez más declaraciones y certificaciones medioambientales para una variedad de productos. Informa worldsteel que hay una creciente demanda por parte de consultoras, académicos, la industria y proveedores de bases de datos para obtener información del LCI para diferentes productos de acero en las siguientes aplicaciones: construcción, embalaje, hogar, transporte, maquinaria, puentes, automóviles, diseño de producto y otros productos manu-
facturados con acero. Anualmente, más de 200 de estas solicitudes son revisadas por la Gerencia de LCA de worldsteel para responder a pedidos que le hacen llegar por medio de un formulario especial en línea[7]. Es evidente, entonces, que la industria del acero a través de worldsteel está constantemente mejorando la tecnología de medición, documentación y difusión. Asimismo, se sigue extendiendo el alcance en diferentes dimensiones y en cada recolección participan más plantas de diferentes regiones del mundo. Los resultados obtenidos requieren una interpretación tanto global como regional, por ello es importante que la industria latinoamericana del acero se incorpore más activamente en las iniciativas de LCA. Los estudios de LCA siempre deberían estar situados dentro de un contexto de desarrollo sustentable más amplio. Por esta razón, worldsteel forma parte de la iniciativa Life Cycle Initiative (LC Ini) del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) desde 2010. Dentro de esa iniciativa ha aportado en la conexión de los conceptos con aplicaciones reales mediante el programa de WorldAutoSteel[8].
La Industria del Acero de América Latina y el LCA Una oportunidad para los especialistas en medio ambiente y en temas de sustentabilidad de Latinoamérica se presenta en la próxima reunión del grupo de expertos en LCA de worldsteel en Buenos Aires, que tentativamente se realizará con el auspicio de Ternium y Tenaris, dos em presas asociadas a Alacero, el 24 y 25 de octubre de 2012. La industria latinoamericana de acero está preocupada por el uso sustentable de recursos naturales y a través de Alacero y sus asociados acompaña y colabora con la entidad global worldsteel en estas iniciativas.
worldsteel: Providing the basis for LCA studies, presentation Clare Broadbent, April 2011. worldsteel: Environmental case studies, 2008, en:http://worldsteel.org/publications/case-studies.html worldsteel: Life Cycle Inventory Database for Steel Industry Products: Checklist to evaluate the quality of an LCA study, en:http://worldsteel.org/ dms/internetDocumentList/downloads/steel-by-topic/worldsteel_LCA_checklist_Feb2011/document/LCA%20checklist%2002-2011.pdf worldsteel: Life Cycle Inventory Database for Steel Industry Products Policy Statement, en: http://worldsteel.org/dms/internetDocumentList/downloads/steel-by-topic/worldsteel_LCA_Policy-Statement_Feb2011/document/LCA%20Policy%20Statement%2002-2011.pdf worldsteel: Life Cycle Inventory (LCI) request form, en: http://worldsteel.org/contact-us/lca-lciForm.html http://worldsteel.org/media-centre/press-releases/2010/worldsteel-unep.html
