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

11

Raw Energy

Capital

Raw

Energy

Capital Raw

Raw Energy

Capital

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Capital Raw

Capital

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Energy Capital

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Energy Raw Capital

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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.

18

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%)

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

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 fausto.freire@dem.uc.pt 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