Avaliação de Ciclo de Vida. Plásticos e o Ambiente · Plásticos e Ambiente: Sustentabilidade e...
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Fausto Freire Centro para a Ecologia Industrial
Avaliação de Ciclo de Vida.
Plásticos e o Ambiente:
Agradecimentos:
Prof. Roland Clift, Prof. R. Geyer
Conteúdo da apresentação
- Centro para a Ecologia Industrial – Univ. de Coimbra
- Plásticos: Sustentabilidade e desempenho ambiental
- Ecologia Industrial (≈Economia circular): Princípios e Ferramentas (AFM e ACV)
- Avaliação Ciclo de Vida (ACV)
- Rótulos e Declarações Ambientais
- ACV e Ecodesign: Aplicação a componentes automóveis
- Notas conclusivas
2
• Grupo de investigação na área multidisciplinar de Ecologia Industrial.
• Desenvolve e implementa ferramentas
para promover a sustentabilidade de
produtos e sistemas na perspetiva
de ciclo de vida e da Economia Circular.
• Adota uma abordagem holística para promover a
sustentabilidade dos sistemas e a I&D&I com a indústria,
entidades públicas e outras organizações
Centro para a Ecologia Industrial
3 http://www2.dem.uc.pt/CenterIndustrialEcology/
Experiência em projetos técnicos e de investigação
4
Eco-design e Gestão do Ciclo de Vida
Avaliação da Sustentabilidade de Ciclo de Vida
Elaboração de Declarações Ambientais de Produto (DAP),
Pegada de carbono, pegada da água e pegada ambiental
ACV com modelos dinâmicos e aspetos locais.
ACV e otimização multiobjectivo, análise muti-critério, modelos económicos, I-O
Metabolismo urbano e Análise de Fluxos de Materiais
Áreas de aplicação:
Energia, Transportes, Industria, Edifícios, Gestão de resíduos
Plásticos e Ambiente: Sustentabilidade e desempenho ambiental.
A sustentabilidade ou o desempenho ambiental não é uma propriedade dos
materiais ou dos produtos!
5
As estratégias para a sustentabilidade têm ser orientadas para o sistema, numa
perspetiva de ciclo de vida, acrescentando valor (económico, social e ambiental) a
todo o sistema.
Ecologia Industrial: Ferramentas:
Análise de Fluxos de Materiais e Energia (AFM/MFA, Material Flow Analysis) na economia (de materiais, sistemas industriais, urbanos, …)
Avaliação ambiental de Ciclo de Vida (ACV/LCA, Life Cycle Assessment)
Avaliação da sustentabilidade de Ciclo de Vida (ASCV (ACV/LCSA)
13 Feb 2015
Análise de Fluxo de Materiais (AFM) aplicada aos plásticos
Análise de Fluxos de Materiais (AFM)
7
(60%)
(12%)
(9%)
in % of total primary production
Source: Geyer et al., Science Advances 2017
Produção global, uso, e final de vida de polímeros, fibras sintéticas, e aditivos
(1950 a 2015, em milhões de toneladas)
Metodologia que permite avaliar o desempenho ambiental de um produto (processo
ou serviço), desde a extração de matérias-primas, à produção e utilização de bens e
serviços e à gestão dos resíduos daí resultantes.
Avaliação de Ciclo de Vida - ACV (ISO 14040)
8
Compilação dos fluxos de entrada e saída
(energia e massa) e avaliação dos impactes
ambientais associados a um produto ao longo
do seu ciclo de vida.
Processamento
Distribuição
Consumo
Destino final
Extração
Fases da metodologia (ISO 14040-46)
9
Definição do objetivo
e do âmbito
Análise de
inventário
Avaliação de
impactes
Interpretação
Principais utilizações da ACV
o Identificação de oportunidades de melhoria (e aspetos críticos) de produtos e processos.
o Eco-concepção (Eco-design)
o Planeamento estratégico e suporte de decisões e medidas públicas
o Desenvolvimento de indicadores de performance ambiental
o Declarações Ambientais de Produto (DAP)
o Marketing
Fronteiras de sistema
10
Cradle-to-Grave Berço à sepultura
Cradle-to-Gate Berço à porta
End-of-life Fim de vida
A complexidade do(s) Ciclo(s) de Vida
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Capital
Raw
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Capital Raw
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Raw
Raw
Raw
Capital
Energy
Raw
Use
Raw A
Manuf.
Raw B
Disp.
Raw
Energy
Capital
Capital
Capital Energy
Raw
Sistemas principal e secundário
12
Ambiente
Sistema
Secundário
Sistema Principal
Output(s)
Funcional
Impactes
indirectos
Impactes
directos Produtos,
Materiais,
Energia
Materiais/energia
recuperados
(impactes evitados)
Recursos primários
Recursos Naturais
Saúde Humana
Ecosistemas
13
Eco Indicador “single-score”
ECO-INDICADOR
Avaliação de Danos
Subjectiva !!
CFC
Pb
Cd
PAH
PM
CH4
N2O
CO2
SO2
NOx
N
P
DDT
Raw-Material
Emissões, intervenções ambientais
Impactes ambientais (mid-point, problemas)
Depleção da Camada de Ozono
Toxicidade Humana
Particulas
Combustiveis fosseis
Depleção de Agua
Alterações Climáticas
Acidificação
Eutrofização
Oxidação Fotoquimica
Minerais
Eco toxicidade
Impactes ambientais
(end-point, danos)
MUITO SUBJECTIVO !!!
Avaliação de Impactes de Ciclo de Vida, AICV/ LCIA
14
Os ACVs apresentam variabilidade de resultados e conclusões, mas, muitas vezes, os produtos de plástico apresentam vantagens ambientais relativamente às suas alternativas (metais, produtos de origem biológica, …), mas:
A maioria dos ACVs tem estado focado nas alterações climáticas e na depleção de recursos, ignorando outras categorias ambientais e com limitações no fim de vida e nas “perdas”.
Atual limitação da ACV na avaliação da poluição marinha de plásticos -> Projeto MariLCA (http://marilca.org/): integrar impactes da poluição marinha na metodologia de ACV.
É importante melhorar o âmbito e qualidade dos estudos, reduzir subjetividade, incorporar variabilidade e incerteza. e promover uma harmonização da aplicação da metodologia de ACV (ver DAP/PAF) e a aplicação do ACV para Ecodesign.
ACV de plásticos: Conclusões e limitações
Rótulos e Declarações Ambientais
Ferramentas de gestão ambiental e instrumentos de comunicação
que fornecem informação ao mercado sobre os aspectos ambientais
dos produtos e serviços (ISO 14020:2000).
>> Tipo I - Rótulos ambientais (ISO 14024:1999)
>> Tipo II - Auto-declarações ambientais (ISO 14021:1999)
>> Tipo III - Declarações ambientais (ISO 14025:2006)
15
ISO 14020:2000 (Environmental labels and declarations)
Ferramentas de gestão ambiental e instrumentos de comunicação que fornecem informação ao mercado sobre os aspetos
ambientais dos produtos.
Tipo I Tipo II Tipo III
Nome genérico Rótulos ambientais Auto-declarações
ambientais
Declarações ambientais
Norma ISO 14024:1999 14021:1999 14025:2006
Público-alvo Consumidor Consumidor Empresas/Consumidor
Método de comunicação Rótulo Texto e símbolo Ficha de dados ambientais
Informação ambiental Qualitativa Qualitativa Quantitativa
Certificação obrigatória (por uma 3ª parte) Sim Não Sim
Âmbito Todo o ciclo de vida Parte do ciclo de vida Todo o ciclo de vida
Baseado na ACV Não Não Sim
Categorias de produto Sim Não Sim
Rótulos e Declarações Ambientais
DECLARAÇÃO AMBIENTAL DO PRODUTO (DAP/EPD)
17
Recomendação da Comissão 2013/179/EU
Pegada Ambiental dos Produtos Product Environmental Footprint
o Harmonização de um método para a medição e comunicação do desempenho ambiental ao longo do ciclo de vida de produtos.
o Permitir informação na EU sobre o desempenho ambiental de produtos.
o Fase Piloto concluída para 23 tipos de Produtos (e.g, Isolamento térmico, tubagem para água)
o Fase de transição: 2019-21.
ISO 14025:2006 Declaração Ambiental de Produto
Environmental Product Declaration
PEGADA AMBIENTAL DE PRODUTO (PAP/PEF)
Existem diversos programas voluntários para o desenvolvimento e utilização das
DAP.
International EPD system (Suécia)
Sistema DAPHabitat (Portugal)
Eco-Leaf (Japão)
KELA (Coreia do Sul)
IBU (Alemanha)
Operador: centroHABITAT - Plataforma para a Construção Sustentável
ECODESIGN - INTRODUÇÃO
ECODESIGN: integração de aspetos ambientais na conceção de um produto, no intuito de melhorar o seu desempenho ambiental ao longo de todo o seu ciclo de vida.
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DIRETIVA 2009/125/CE
Equilíbrio entre as necessidades ecológicas e económicas, através da conceção adequada dos produtos.
Pedro Silva Cláudia Esteves Gonçalo Tomé
Diana Rosa João Malça Fausto Freire
Plásticos da Figueira, SA
Aplicação a componentes automóveis. Projeto realizado com a CIE-
Plasfil, Figueira da Foz
ACV e Ecodesign de apoios de braço produzidos na CIE-Plasfil
Equipa do Projeto (Indústria + Academia):
oApoio de braço B (metal): • Estrutura interior em metal (~508 g)
• Peças plásticas (~110 g), para proteção do condutor
oApoio de braço J (plástico): • Parte plástica (~486 g)
• Eixo metálico (~46 g)
• Sendo este maior e mais complexo que o apoio de braço B, foi simplificado para o mesmo número de componentes e as dimensões foram reduzidas para as aproximar das do apoio de braço B
Armrest B
Apoio de braço metálico.
Apoio de braço plástico [1] e representação dos seus componentes estruturais [2].
Armrest J
Structure
Eixo em aço
Charnière
[1] [2]
20
ACV e ecodesign de apoios de braço produzidos na CIE Plasfil
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
B J C021
Pegada de Carbono [kg CO2 eq/apoio de braço]
Transporte de apoios de braço
Transporte de matérias-primas
Energia para preparação de materiais
Energia para injeção
Embalagem
Cataforese
PP GF30
PBT PET GF30
Aço
PP
Contribuições mais significativas:
- Produção de matérias primas (74-76%)
- Cataforese para o B (12%)
- Injeção para os apoios de braço de plástico (10-12%)
21
Resultados da ACV (Pegada de Carbono): i. fase de produção
Metal Plástico Plástico + Ecodesign
ACV e ecodesign de apoios de braço produzidos na CIE Plasfil
Contribuições mais significativas: Fase de uso (87-91%) Produção de matérias-primas (6-10%)
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Resultados da ACV (Pegada de Carbono): ii. ciclo de vida completo
y = 0,0773x + 1,4503 y = 0,0614x + 1,812 y = 0,035x + 0,8009
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
Distância percorrida durante a vida útil do veículo (103 km)
B J C021
C021
0
5
10
15
20
25
B J C021
Uso (distância média)
Transporte de apoios de braço
Fabrico/produção
Transporte de matérias-primas
Produção de matérias-primas
200 000 km
300 000 km
100 000 km
Ponto crítico/ de indiferença
23
B
J
ACV E ECODESIGN DE APOIOS DE BRAÇO PRODUZIDOS NA CIE PLASFIL
Pegada de Carbono [kg CO2 eq/apoio de braço]
É fundamental considerar o ciclo de vida completo!
Metal Plástico Plástico + Ecodesign
Notas conclusivas
O futuro sem plásticos? Cuidado com a eliminação dos plásticos. Os plásticos desempenham funções importante, e, em muitos casos, não tem substitutos ou com menos impactos.
Uma nova economia dos plásticos baseado numa economia circular e em estudos científicos de ACV e AFM, que selecionem e promovam as soluções mais sustentáveis. ->
-> O desenvolvimento de uma economia de elevada performance para os plásticos (the Performance Economy, por Walter Stahel), orientada para as funções (serviços prestados) em vez dos materiais/produtos, e em acrescentar valor (ambiental, económico e social) a todo o sistema (cadeia de valor).
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Muito Obrigado! Questões?
Fausto Freire [email protected] Centro para a Ecologia Industrial, ADAI-LAETA http://www2.dem.uc.pt/CenterIndustrialEcology Departamento de Engenharia Mecânica - Polo II Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra