Huella de carbono aislantes de EPS.

de

placas

Informe 2012

Elaborado por Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de México Tel/Fax: +52 55 26 02 96 94 www.centroacv.mx Este reporte se imprimió en papel ecológico XEROX: Papel Blanco, 75 g/m2 Autores Juan Pablo Chargoy Amador Amalia Sojo Benítez Nydia Suppen Reynaga Estatus de publicación Privado Palabras clave Placas EPS, aislamiento térmico, huella de carbono, vivienda Solicitado por Asociación Nacional de la Industria Química (AN IQ) Ángel Urraza 505, Col. Del Valle, C.P. 03100, México, D.F. 52 30 51 00 http://www.aniq.org.mx/ Directora General CADIS: Nydia Suppen Reynaga

ii

Contenido Contenido

i

Índice de Tablas

iii

Índice de Figuras

iii

Acrónimos

iv

1. Aspectos generales

1

1.1 Antecedentes del estudio

1

1.2 Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

1

1.3 Estudios de ACV sobre aislantes para edificaciones

3

1.4 Descripción de la placa aislante de EPS

5

1.5 Acciones de mitigación de emisiones para la edificación sustentable en México

5

2. Objetivo del estudio

7

3. Alcance del estudio

8

3.1 Definición del sistema - producto y límites del sistema

8

3.2 Funciones de los sistemas analizados

9

3.3 Unidad funcional

9

3.4 Reglas de corte

10

4. Análisis de Inventario de Ciclo de Vida

11

4.1 Recopilación de datos de análisis de inventario

11

4.2 Procedimientos de recolección de datos

11

4.3 Descripción cualitativa y cuantitativa de la placa aislante de EPS

11

4.4 Fuentes de información

16

4.5 Procedimientos de cálculo

17

4.5.1 Cálculo de ganancia de calor

17

4.5.2 Cálculo de consumo eléctrico

19

4.5.3 Cálculo de cantidad de placa

19

4.5.4 Suposiciones

19

4.5.5 Limitaciones

21

4.6 Validación de datos

21 i

4.6.1 Análisis de calidad de datos

21

4.6.2 Tratamiento de datos faltantes

22

4.7 Procedimientos de asignación

22

5. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV)

23

5.1 Método de evaluación de impacto

23

5.2 Categoría de impacto analizada

23

5.3 Discusión de resultados

24

5.3.1 Huella de carbono de la placa de EPS

24

5.3.2 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 1

25

5.3.3 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 1

26

5.3.4 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 2

27

5.3.5 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 2

28

5.3.6 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 3

29

5.3.7 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 3

30

5.3.8 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 4

31

5.3.9 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 4

32

6. Interpretación

33

6.1 Análisis de sensibilidad

33

7. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones

35

8. Bibliografía

37

9. Anexos

39

Anexo A. Glosario

39

Anexo B. Características de las viviendas

41

ii

Índice de Tablas Tabla 1. Estudios de ACV y HC relacionados con aislante térmicos para edificaciones.

4

Tabla 2. Resistencia térmica definida para techos y muros de acuerdo a la NMX-C-460-ONNCCE2009.

5

Tabla 3. Principales flujos de referencia de una vivienda ubicada en la zona 1 con y sin aislamiento. 10 Tabla 4. ICV promedio de las materias primas para la producción de placa EPS.

13

Tabla 5. ICV promedio para la producción de placa de EPS.

13

Tabla 6. ICV promedio del transporte de materias primas de la placa de EPS hacia la planta productiva.

13

Tabla 7. ICV promedio de emisiones y residuos de la producción de la placa de EPS.

14

Tabla 8. ICV promedio del transporte de residuos de la producción de la placa de EPS.

14

Tabla 9. ICV para el transporte de la placa de EPS a la vivienda donde se instalará.

15

Tabla 10. Ganancia de calor y consumo eléctrico de una vivienda con y sin aislamiento.

15

Tabla 11. Capacidad seleccionada para los equipos de aire acondicionado en cada zona térmica. 16 Tabla 12. Resumen de resultados para las cuatro zonas analizadas.

32

Índice de Figuras Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto.

2

Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida.

2

Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de EPS.

8

Figura 4. Etapas de ciclo de vida de la placa de EPS.

12

Figura 5. Huella de carbono de la placa de EPS sin considerar la etapa de uso.

24

Figura 6. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Coatzacoalcos. 25 Figura 7. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Coatzacoalcos.

26

Figura 8. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Monterrey. 27 Figura 9. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Monterrey. iii

28

Figura 10. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Puebla.

29

Figura 11. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Puebla.

30

Figura 12. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en Toluca.

31

Figura 13. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Toluca, considerando que al aislar la vivienda no se requiere equipo de calefacción. Figura 14. Análisis de sensibilidad variando las horas de uso de los dispositivos.

32 33

Figura 15. Análisis de sensibilidad variando horas de uso manteniendo la misma capacidad del equipo de enfriamiento.

34

Acrónimos ACV – Análisis de Ciclo de Vida ANIQ – Asociación Nacional de la Industria Química CADIS – Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable CEV – Código de Edificación de Vivienda CONAVI – Comisión Nacional de Vivienda EICV – Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida EPS – Expandable Polystyrene (Poliestireno Expandido) FIDE - Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica HC – Huella de carbono ICV – Inventario de Ciclo de Vida IPCC – Intergovernmental Panel for Climate Change (Panel Intergubernamental de Cambio Climático) NAMA – Nationally Appropriate Mitigation Actions (Acciones Nacionalmente Apropiadas para la Mitigación) NOM - Norma Oficial Mexicana NMX - Norma Mexicana PCG – Potencial de Calentamiento Global PU – Poliuretano PROFECO - Procuraduría Federal del Consumidor PRONASE - Programa Nacional de Aprovechamiento Sustentable de Energía REEE - Relación de Eficiencia Energética Estacional SAM – Sesión de Análisis Multicriterio SENER - Secretaria de Energía

iv

1. Aspectos generales 1.1 Antecedentes del estudio Las edificaciones ocasionan importantes impactos ambientales tanto en la obtención de materiales para la construcción como durante su uso, estos impactos tienen asociado un alto consumo energético, principalmente por el uso de aparatos electrodomésticos, dentro de los cuales resalta el uso de aire acondicionado para mantener una temperatura confortable al interior. En México existe una importante área de oportunidad para la disminución del consumo eléctrico, en el año 2009 se emitió la NMX-C-460-ONNCCE-2009 que establece los valores de resistencia térmica que debe cumplir la envolvente de las viviendas para mantenerse aisladas térmicamente y así disminuir su consumo de energía. Una opción para conseguir este asilamiento es mediante la colocación de placas aislantes de Poliestireno Expandible (EPS) en la envolvente de la vivienda. Con el fin de conocer los impactos ambientales asociados, tanto a la placa como al ahorro energético, la Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ) solicitó al Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) el cálculo de la huella de carbono de dicho producto, el cual se realizó durante el segundo semestre del 2011 bajo los lineamientos de la norma NMX-SAA14040-IMNC-2008. La huella de carbono mide el impacto de los gases de efecto invernadero en kg de CO2 equivalente (eq) considerando el ciclo de vida de un producto o servicio. Un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) identifica y cuantifica los materiales y energía usados, así como las emisiones y desechos generados en cada etapa relacionada al ciclo de vida de un producto. De este modo se cuantifican de forma sistémica los impactos ambientales, como calentamiento global o acidificación. 1.2 Análisis de Ciclo de Vida (ACV) En la Figura 1 el área verde representa la naturaleza, dentro de ella se encuentra inmerso el ciclo de vida del producto (se considera producto a cualquier bien o servicio). En cada una de las etapas de ciclo de vida se suele extraer materia y energía de la naturaleza (representada mediante las flechas verde claro) y generar emisiones hacia la naturaleza (ilustradas con las flechas verde oscuro). Al final de su vida útil, los materiales de los productos pueden ingresar de nuevo a la etapa de producción cuando estos se disponen adecuadamente.

1

Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto.

Un ACV identifica y cuantifica los materiales y energía usados, así como las emisiones y desechos generados en cada etapa relacionada al ciclo de vida de un producto. De este modo se cuantifican de forma sistémica los impactos ambientales, por ejemplo, calentamiento global o acidificación (Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008). De acuerdo a la norma NMX-SAA-14040-IMNC-2008, un ACV tiene cuatro fases (Figura 2): definición de objetivo y alcance, análisis de inventario, evaluación del impacto e interpretación, siendo un proceso iterativo entre las cuatro fases.

Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida.

2

La primera fase, definición de objetivo y alcance, permite establecer claramente lo que se estudiará y lo que se incluirá en el estudio (unidad funcional, límites del sistema, limitaciones, entre otros), en términos de la función que desempeñe el sistema del producto que se analizará (IMNC, 2008). La segunda, el análisis de inventario, involucra recolección de datos y procedimientos de cálculo para cuantificar las entradas (energía y materia prima) y las salidas (productos, subproductos y desechos, así como emisiones al aire, descargas al agua y desechos al suelo) (IMNC, 2008). Posteriormente, en la evaluación del impacto se toman los resultados del análisis de inventario para clasificarlos y cuantificar su efecto en categorías de impacto ambiental, por ejemplo, los datos de emisiones provocadas por la quema de un combustible se pueden asociar a efectos en la categoría de impacto de calentamiento global, cuantificados en kilogramos de CO2 equivalente (IMNC, 2008). La cuarta fase de un ACV es la interpretación, en la que los resultados obtenidos en la evaluación de impactos deben analizarse, para llegar a recomendaciones y argumentos de decisión entendibles, completos y acordes con la primera fase (IMNC, 2008).

1.3 Estudios de ACV sobre aislantes para edificaciones En la Tabla 1 se presenta una revisión de estudios de ACV y huella de carbono (HC) sobre aislantes térmicos para edificaciones. Se encontraron análisis de diversos materiales como EPS, espuma de poliuretano, lana mineral, entre otros. En la Tabla se muestra la unidad funcional definida para cada uno de ellos, las categorías de impacto evaluadas, así como los principales resultados. El estudio Neopor in wall insulation for MASDAR EPD Scheme, an LCA undertaken by BASF EcoEfficiency analiza desde la obtención de materia prima hasta la disposición final del material aislante, incluyendo la reducción del consumo de energía para enfriamiento durante la etapa de uso. El resto de los estudios se enfocan en la producción y no toman en cuenta el uso, ya que fijan un valor de resistencia térmica para los materiales comparados, de modo que la reducción del consumo energético es la misma.

3

Tabla 1. Estudios de ACV y HC relacionados con aislante térmicos para edificaciones. Título

Autor y año

Sustainable A comparative LCA of Development Building Insulation Group of Products AkzoNobel, 2011

Environmental Product Declaration for PU Boards Life Cycle Assessment (LCA) Insulation System Thermowhite® compared to a conventional EPS insulation Neopor in wall insulation for MASDAR EPD Scheme, an LCA undertaken by BASF Eco-Efficiency Final Report

PU EUROPE, 2011

Categorías de impacto analizadas

Unidad funcional

Perlt y Obersteiner, 2011

Vadas, Eichhorn, D'Souza, 2011

DeBenedetti, Maffia y Rossi, 2007

Product Category Rules(PCR) for Preparing an Environmental Declaration (EPD) for Product Group Insulation Materials

PCR Working Group Norwegian EDP Foundation y SINTEF Byggforsk, 2007

European Manufacturers of EPS (EUMEPS), 2002

Resultados

Europa

Proveer 5 m2K/W de resistencia térmica para el aislamiento térmico de un edificio

Uso de combustibles fósiles, calentamiento global, acidificación, formación de oxidantes fotoquímicos, eutrofización y uso de suelo

Se analizaron los aislantes Biofoam, espuma de EPS, espuma de PUR y lana mineral. Los aislantes con mejor perfil ambiental resultaron Biofoam y la espuma de EPS. La lana mineral mostró los mayores impactos potenciales. El mayor impacto potencial de la espuma de EPS es en la categoría de formación de oxidantes fotoquímicos

Bruselas, Bélgica

1 m2 de un panel aislante de PU de un grosor de 3 cm, una conductividad térmica de 0.03 W/mK, una densidad de 32 kg/m3 y una resistencia térmica R=1 m2K/W

Acidificación, eutrofización, calentamiento global, disminución de la capa de ozono, formación de oxidantes fotoquímicos

La fase de obtención de materias primas y producción del panel aislante provocan el mayor impacto potencial del ciclo de vida del producto

Viena, Austria

Construcción de 1 m de piso con aislante térmico con la misma conductividad térmica

Acidificación, eutrofización, calentamiento global, disminución de la capa de ozono, formación de oxidantes fotoquímicos, toxicidad humana

Se analizaron paneles de EPS convencionales y el producto Thermowhite, el cual es un aislante producido con EPS reciclado. En todas las categorías de impacto Thermowhite resultó con un mejor perfil ambiental

Abu Dhabi, Emiratos Árabes

Construcción de 100 m2 de muro aislado con Neopor en Masdar, Abu Dhabi durante 40 años

Uso de combustibles fósiles, calentamiento global, acidificación, formación de oxidantes fotoquímicos, disminución de la capa de ozono

Neopor es un aislante térmico fabricado con EPS. El potencial de uso de combustibles fósiles y el potencial de calentamiento global son las categorías que contribuyen de manera significativa al impacto

2

From Materials to Eco-Materials: LifeCycle Environmental Approach for Insulation Products in Building Applications

EPS. The Environmental Truth. Results of the Life Cycle Assessment

Lugar

Un panel de EPS con resistencia térmica R= 1 m2K/W, área de 1 m2, grosor Torino, Italia de 40 mm, densidad de 25 kg/m3 y conductividad térmica de 0.04 W/Mk

Oslo, Noruega

Europa

Se analizaron las fases de obtención de materias primas y producción. El menor impacto corresponde al potencial de disminución de capa de ozono en ambas fases, Calentamiento global, en cuanto al potencial de eutrofización y acidificación, eutrofización, acidificación la fase de obtención de materias disminución de la capa de primas provoca el mayor impacto, en el caso ozono, formación de oxidantes del potencial de formación de oxidantes fotoquímicos fotoquímicos la producción genera el mayor impacto, en cuanto al potencial de calentamiento global las dos fases tienen un impacto similar

1 m² de material aislante de un grosor que provea la resistencia térmica R = 1 m2K/W y con una vida útil promedio de 60 años

Cambio climático, disminución de la capa de ozono, acidificación, eutrofización, formación de oxidantes fotoquímicos

El documento es una guía para realizar el ACV requerido para una Declaración ambiental de Producto de materiales aislantes. La unidad funcional y las categorías de impacto que se deben incluir son las mencionadas en las columnas anteriores de esta tabla

1 kg de material aislante de EPS

Reducción de recursos abióticos, calentamiento global, disminución de la capa de ozono, toxicidad humana, ecotoxicidad acuática, formación de oxidantes fotoquímicos, acidificación, eutrofización, uso de suelo

La reducción de recursos abióticos es el mayor impacto potencial del producto, seguida de la formación de oxidantes fotoquímicos y el calentamiento global

4

1.4 Descripción de la placa aislante de EPS La placa aislante analizada en este estudio se produce en México, es fabricada a partir de perlas de EPS provenientes del mismo país, las cuales se someten a un proceso de expansión y posteriormente se moldean en placas de diferente grosor. Es posible incorporar una estructura metálica a la placa para dar mayor soporte, en este caso se le denomina panel aislante. La placa se coloca en muros y techos con la finalidad de aislar de manera térmica y acústica las edificaciones. La placa evita la transferencia de calor al interior del edificio cuando la temperatura exterior es mayor a la del interior; en el caso contrario, cuando la temperatura exterior es menor, la placa contribuye a mantener el calor dentro del edificio. De este modo, el confort térmico se alcanza con mayor facilidad dentro de los inmuebles, por lo que se debiera reducir el consumo eléctrico derivado del uso de aire acondicionado. En la Tabla 2 se presenta la resistencia necesaria para aislar térmicamente una vivienda, la cual se establece en la norma NMX-C-460-ONNCCE-2009 para las diferentes zonas térmicas de la república mexicana.

Tabla 2. Resistencia térmica definida para techos y muros de acuerdo a la NMX-C-460-ONNCCE-2009. 2 2 Techos (m K/W) Muros (m K/W) Zona Clima Ahorro de Ahorro de térmica Mínima Habitabilidad Mínima Habitabilidad energía energía 1 Cálido húmedo 1.40 2.10 2.65 1.00 1.10 1.40 2 Cálido seco 1.40 2.10 2.65 1.00 1.10 1.40 3 Templado 1.40 2.30 2.80 1.00 1.23 1.80 4 Semifrío 1.40 2.65 3.20 1.00 1.80 2.10

1.5 Acciones de mitigación de emisiones para la edificación sustentable en México Según el documento Supported NAMA for Sustainable Housing in Mexico, se estima que México requerirá entre 800 mil y un millón de viviendas nuevas al año en las décadas venideras. Se calcula que tan sólo entre 2011 y 2020 se tendrá una emisión de 33 Mt de CO2 debido al sector de la vivienda en México. Es así que el gobierno mexicano ha iniciado diversos programas para la eficiencia energética en dicho sector. Entre las estrategias claves se encuentra la implementación de las Acciones Nacionalmente Apropiadas para la Mitigación (NAMA, por sus siglas en inglés) en dicho sector (CONAVI, SEMARNAT, 2011). El programa NAMA estima que con instalación de aislamiento térmico adecuado, dispositivos y electrodomésticos con consumo eficiente de energía, así como con la incorporación de bioclimática en el diseño, entre otras mejoras de ahorro, se puede evitar la emisión de entre 1 y 3 5

t de CO2 al año en una vivienda de 40 m2, de acuerdo a la zona térmica en la que se encuentre (CONAVI, SEMARNAT, 2011). La Comisión Nacional de Vivienda (CONAVI) ha desarrollado el Código de Edificación de Vivienda (CEV) en el que se incluyen medidas de eficiencia energética y una sección sobre sustentabilidad en el sector de la edificación de viviendas. Sin embargo, los códigos y estándares de edificación están establecidos a nivel estatal y municipal, de modo que CONAVI, al ser una comisión federal no puede forzar a la adopción e implementación de las recomendaciones del CEV, por lo que este documento es útil sólo como modelo (CONAVI, SEMARNAT, 2011). En México, las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) son obligatorias, mientras que las Normas Mexicanas (NMX) son voluntarias. El Programa Nacional de Aprovechamiento Sustentable de Energía (PRONASE) publicado en 2009, establece que para el 2012 todas las NOM aplicables al sector de vivienda deben ser requisito de los códigos de edificación municipales, así como el uso de aislamiento térmico en las zonas térmicas pertinentes. Algunas de las NOM aplicables son (CONAVI, SEMARNAT, 2011): 

NOM-018-ENER-1997, Aislantes térmicos para edificaciones. Características, límites y métodos de prueba



NOM-020-ENER-2011, Eficiencia energética en edificaciones.- Envolvente de edificios para uso habitacional



NOM-028-ENER-2010, Eficiencia energética de lámparas para uso general. Límites y métodos de prueba



NOM-011-ENER-2002, Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central paquete o dividido. Límite, métodos de prueba y etiquetado



Otras Normas Oficiales relacionadas con eficiencia energética de electrodomésticos

A pesar de estas iniciativas, existe una baja tasa de adopción de estos estándares en los códigos de edificación municipales y estatales. Aun cuando las medidas de eficiencia son incluidas, el monitoreo y verificación es insuficiente (CONAVI, SEMARNAT, 2011).

6

2. Objetivo del estudio El objetivo del estudio es calcular la huella de carbono de la placa de EPS usada para aislar una vivienda de interés social y compararla con el consumo eléctrico requerido para mantener el confort térmico de una vivienda sin aislante.

7

3. Alcance del estudio 3.1 Definición del sistema - producto y límites del sistema Un sistema-producto es un “conjunto de procesos unitarios con flujos elementales y flujos de producto, que desempeña una o más funciones definidas y que sirve de modelo para el ciclo de vida del producto” (IMNC, 2008). La Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de EPS.Figura 3 muestra el sistema - producto establecido para la placa de EPS en este estudio, se observa que dentro de los límites del sistema se considera: Obtención de materias primas: producción de resina de EPS y diferentes sustancias químicas necesarias en la fabricación de la placa. Transporte: traslado de materias primas hacia la planta productiva y traslado de la placa desde la fábrica hacia la vivienda donde se instalará. Producción: el consumo de energía eléctrica, gas y agua, así como la generación desechos y sus transporte al sitio de disposición. Uso: el consumo eléctrico requerido para mantener el confort térmico en el interior de la vivienda durante un año.

Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de EPS.

El sistema – producto descrito anteriormente es comparado en este estudio con el consumo eléctrico anual de una vivienda sin aislamiento térmico, requerido para mantener el confort térmico en el interior.

8

3.2 Funciones de los sistemas analizados Para validar la definición de la unidad funcional ANIQ y CADIS realizaron una Sesión de Análisis Multicriterio (SAM) el día 3 de junio de 2011 de 8 a 15 hrs. en las instalaciones de la ANIQ, a la cual asistieron productores de resina EPS, transformadores de esta materia prima en placas y académicos relacionados con el estudio de plásticos. En cuanto a la función del producto, el grupo experto acordó en consenso que aislar térmicamente es la función que desean analizar.

3.3 Unidad funcional Un concepto fundamental en el ACV es la unidad funcional: sirve como base para los cálculos de los inventarios y los impactos ambientales, además permite comparar sistemas diferentes pero con la misma función. La norma NMX-SAA-14040-IMNC-2008 establece que la unidad funcional es “el desempeño cuantificado de un sistema para su utilización como unidad de referencia”. Con la unidad funcional se cuantifican las funciones o propiedades obligatorias del sistema relacionadas con su frecuencia de uso y vida útil. Una vez definida la función de la placa de EPS, se le preguntó al grupo experto el tipo y tamaño de construcción en el que se instalan las placas y que les interesaría evaluar, el periodo de tiempo que se consideraría para el análisis, las especificaciones técnicas de la placa que se estudiará y en qué zonas del país se desea realizar el análisis. El grupo experto acordó en consenso analizar una vivienda de interés social con un área de 60 m2 de construcción durante un periodo de 1 año, dejando fuera de los límites del sistema la fase de fin de vida. Para el resto de los criterios técnicos se decidió que el estudio tomara en cuenta las especificaciones de la norma NMX-C-460-ONNCCE2009 Industria de la construcción –Aislamiento térmico– valor “R” para las envolventes de Vivienda por zona térmica para la República mexicana - especificaciones y verificación. De este modo la unidad funcional obtenida para el estudio sobre la huella de carbono de placas de EPS es: Aislar térmicamente una vivienda de interés social (60 m2 de construcción) con placa de EPS de acuerdo a las especificaciones de la norma NMX-C-460-ONNCCE-2009 durante un año.

9

El flujo de referencia es la cantidad de materia y/o energía requerida para las diferentes operaciones unitarias que componen un sistema-producto y que a su vez satisfacen la unidad funcional. Una vivienda de interés social de 60 m2 requiere aproximadamente 224 kg de placa de EPS para ser aislada térmicamente de acuerdo a los parámetros de ahorro de energía de la NMX-C-460ONNCCE-2009. Según el panel del expertos, la vida útil de la placa es de 60 años, por lo que para el cálculo anual se dividió la cantidad total de placa necesaria para aislara la vivienda entre su vida útil. En la Tabla 3 se muestran los principales flujos de referencia calculados para la zona térmica 1.

Tabla 3. Principales flujos de referencia de una vivienda ubicada en la zona 1 con y sin aislamiento.

Entrada

Con aislamiento

Sin aislamiento

Placa EPS (kg/año)

3.64

0

Energía eléctrica (MWh/año)

0.88

3.28

3.4 Reglas de corte En la aplicación del ACV se pueden utilizar criterios de corte para decidir qué entradas o salidas se incluyen en el estudio. Para el presente cálculo de huella de carbono se evaluaron la totalidad de flujos que reportaron las empresas en sus datos de inventario.

10

4. Análisis de Inventario de Ciclo de Vida Un Inventario de Ciclo de Vida (ICV) cuantifica todas las entradas y salidas del ciclo de vida del producto: las cantidades de materia prima, energía, los recursos utilizados para el transporte y las emisiones al aire, agua y suelo (IMNC, 2008).

4.1 Recopilación de datos de análisis de inventario La metodología para el análisis de inventario es un proceso iterativo que consta de los siguientes pasos: definición de objetivo y alcance, preparación para la recolección de datos, la recolección de información, validación de datos, relación de datos a la unidad funcional, agrupación de datos y el ajuste de las fronteras del sistema (IMNC, 2008).

4.2 Procedimientos de recolección de datos Para la recolección de datos de la placa de EPS se diseñó un formato basado en su proceso de fabricación. Esta investigación permitió elaborar un diagrama de flujo, en donde se identificaron las entradas de materia y energía, así como las diferentes emisiones generadas. A partir de la colaboración con la ANIQ y sus socios, se obtuvo información sobre los procesos, consumos de materia prima y energía, descargas al agua, emisiones al aire, residuos sólidos generados, consumo de combustibles y tipo de transporte utilizado.

4.3 Descripción cualitativa y cuantitativa de la placa aislante de EPS En la Figura 4 se muestra es el diagrama de flujo de las etapas del ciclo de vida que se analizaron en este estudio. En el diagrama se identifican las principales entradas de materia y energía y las salidas al aire, agua y suelo. También se indica el transporte requerido con la letra “T” y se describe la secuencia de procesos unitarios involucrados en la producción de la placa de EPS.

11

Figura 4. Etapas de ciclo de vida de la placa de EPS.

Debido a que los datos del inventario provienen de diversas empresas asociadas a la ANIQ, se calculó un promedio ponderado de acuerdo a la producción de cada una. En la Tabla 4 se muestra el ICV promedio de las materias primas requeridas para la fabricación de una tonelada de placa.

12

Tabla 4. ICV promedio de las materias primas para la producción de placa EPS.

Materias primas

ton

1

Entradas

Cantidad

Perla EPS

0.58 ton

Perla poliestireno expandible, MX

Base de datos Datos proveedor

Lámina de acero galvanizado

0.43 ton

Galvanized steel sheet, at plant/RNA

USLCI

Titanium dioxide, production mix, at plant/RER U

Ecoinvent

Pigmento

Unidad

35.92 g

Nombre del flujo

En la Tabla 5 se registra el ICV promedio de combustibles, energía y agua necesarios para la producción de una tonelada de placas aislante. Tabla 5. ICV promedio para la producción de placa de EPS.

Producción Entradas

ton

1 Cantidad

Unidad

Nombre del flujo

Base de datos

Consumo energía eléctrica

214

kWh

Mix Electricidad Mexico MX/U

CADIS

Consumo gas natural

51

m3

Natural gas, at long-distance pipeline/RER U

Ecoinvent

Consumo agua

1,076

m3

Water, process, unspecified natural origin/m3

Sustancia SP

En la Tabla 6 se presentan las distancias promedio que deben trasladarse las diferentes materias primas hacia la planta productiva, así como el cálculo de las toneladas-kilómetro correspondientes. Tabla 6. ICV promedio del transporte de materias primas de la placa de EPS hacia la planta productiva.

Transporte materiales

1 ton

Entradas

Distancia (km)

Cantidad

Unidad

Perla EPS

101

58.59 tkm

Lámina de acero galvanizado

180

77.58 tkm

Pigmento

180

0.006 tkm

Nombre del flujo Transport, lorry >16t, fleet average/RER U Transport, lorry 3.5-16t, fleet average/RER U Transport, lorry 3.5-16t, fleet average/RER U

Base de datos Ecoinvent Ecoinvent Ecoinvent

En la Tabla 7 se muestran las emisiones al suelo, agua y aire generados por la producción de una tonelada de placa aislante. Se consideró que la cantidad de residuos sólidos es la diferencia entre el total de materia prima que se introduce al proceso y la cantidad de producto que se obtiene. En la Tabla 8 se describe el transporte de los residuos hacia el sitio de disposición.

13

Tabla 7. ICV promedio de emisiones y residuos de la producción de la placa de EPS.

Residuos y emisiones

ton

1

Salidas

Cantidad

Unidad

Nombre del flujo

Base de datos

Emisiones al suelo Residuos peligrosos

7.82E-03 g

Residuos sólidos

11.30 kg

Papel

0.14 kg

Acero

0.09 kg

Plásticos

Disposal, hazardous waste, 0% water, to underground deposit/DE U Disposal, municipal solid waste, 22.9% water, to sanitary landfill/CH U Disposal, paper, 11.2% water, to sanitary landfill/CH U

Ecoinvent Ecoinvent Ecoinvent

0.47 kg

Se vende como chatarra Disposal, plastics, mixture, 15.3% water, to sanitary landfill/CH U

Ecoinvent

0.33 m3

Waste water/m3

Sustancia SP

Emisiones al agua Agua residual SST

11.62 mg

Undissolved substances

Sustancia SP

DBO

15.12 mg

BOD5, Biological Oxygen Demand

Sustancia SP

Grasas y aceites

3.88 mg

Oils, unspecified

Sustancia SP

P

0.02 mg

Phosphorus, total

Sustancia SP

Arsenic

Sustancia SP

Cadmium

Sustancia SP

Ar

1.51E-05 mg

Cd

0.01 mg

CN

6.19E-04 mg

Cyanide

Sustancia SP

Cu

0.01 mg

Copper

Sustancia SP

Cr

2.85E-03 mg

Chromium

Sustancia SP

Hg

3.02E-05 mg

Mercury

Sustancia SP

Ni

3.38E-03 mg

Nickel

Sustancia SP

Zn

0.06 mg

Zinc

Sustancia SP

CO2

0.05 kg

Carbon dioxide, fossil

Sustancia SP

NOX

0.57 kg

Nitrogen oxides

Sustancia SP

SOX

0.30 kg

Sulfur oxides

Sustancia SP

VOC

0.19 kg

VOC, volatile organic compounds

Sustancia SP

Emisiones al aire

Tabla 8. ICV promedio del transporte de residuos de la producción de la placa de EPS.

Transporte residuos Entradas

1 ton Distancia (km)

Residuos peligrosos

40

Residuos sólidos

30

Papel

30

Plásticos

30

Acero

20

Cantidad Unidad 3.13E-7

tkm

0.34 tkm 4.23E-3

tkm

0.01 tkm 1.83E-3

14

tkm

Nombre del flujo

Base de datos

Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U

Ecoinvent

Transport, van