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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
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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
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• 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/
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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
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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)
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13 Feb 2015
Análise de Fluxo de Materiais (AFM) aplicada aos plásticos
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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)
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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
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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
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Fronteiras de sistema
10
Cradle-to-Grave Berço à sepultura
Cradle-to-Gate Berço à porta
End-of-life Fim de vida
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A complexidade do(s) Ciclo(s) de Vida
11
Raw Energy
Capital
Raw
Energy
Capital Raw
Raw Energy
Capital
Raw
Energy
Capital Raw
Capital
Energy
Capital Raw
Energy Capital
Raw
Energy
Capital Raw
Capital Raw
Energy
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Energy Capital
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Capital
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Capital
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Capital
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Capital
Capital
Capital
Capital
Capital
Capital
Raw
Raw
Raw Raw
Raw
Raw
Energy
Raw
Energy Raw Capital
Energy
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Capital
Raw
Raw
Raw
Capital
Energy
Raw
Use
Raw A
Manuf.
Raw B
Disp.
Raw
Energy
Capital
Capital
Capital Energy
Raw
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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
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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
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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
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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)
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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
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DECLARAÇÃO AMBIENTAL DO PRODUTO (DAP/EPD)
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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
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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.
18
DIRETIVA 2009/125/CE
Equilíbrio entre as necessidades ecológicas e económicas, através da conceção adequada dos produtos.
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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):
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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]
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ACV e ecodesign de apoios de braço produzidos na CIE Plasfil
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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
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Contribuições mais significativas: Fase de uso (87-91%) Produção de matérias-primas (6-10%)
22
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
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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).
23
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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