Eficiencia energética de materiales

Dr. Frank WernerEnvironment & Development

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Eficiencia energética de materiales

Análisis de ciclo de vida

IV Jornadas OTRI CTM

Toledo, 27 de Abril 2006


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Contenido

• Análisis de ciclo de vida

• Ventanas de aluminio e influencia de la fase del uso

• Energía eléctrica y productos de madera

• Perfil energético de edificios residenciales

• Conclusiones


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Análisis de ciclo de vida de una ventana

Eliminación/Reciclaje

Desmontaje

Uso

Montaje

Extracción de materias primas

Producción semi-elaborados

Producciónventana

1 ventana

Desechos SubproductosEmisiones

Materias primas Materiales auxiliares Fuentes de energía

Eliminación/Reciclaje

Desmontaje

Uso

Montaje

Extracción de materias primas

Producción semi-elaborados

Producciónventana

1 ventana

Desechos SubproductosEmisiones

Materias primas Materiales auxiliares Fuentes de energía


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Estructura metodológica

Análisis del impacto(ISO 14042)

Interpretación(ISO 14043)

Definición del objetivo/del alcance del estudio

(ISO 14041)

Análisis del inventario(ISO 14041)


Aplicaciones directas:• Diseño de productos• Planeación estratégica• Lobbying• Márketing• otros

Análisis del impacto(ISO 14042)

Interpretación(ISO 14043)

Definición del objetivo/del alcance del estudio

(ISO 14041)

Análisis del inventario(ISO 14041)


Aplicaciones directas:• Diseño de productos• Planeación estratégica• Lobbying• Márketing• otros


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Métodos de evaluaciónEjemplo: Ecoindicator 99

Inventario

Metales pesadosMetales pesados

Efectos

Cambio climáticoCambio climático

Substancias cancerígenasSubstancias cancerígenas

PesticidasPesticidas

Formación de ozonofotoquímico


Formación de smog invernalFormación de smog invernal

AcidificaciónAcidificación

NutrificaciónNutrificación

Destrucción de ozonoestratosférico


Daños Resultado

Eva

luac

ión

de

dañ

os

sub

jeti

vo

Valor Eco-Indicator

(E)

Valor Eco-Indicator

(E)

Valuación

Valor Eco-Indicator

(I)

Valor Eco-Indicator

(I)

Valor Eco-Indicator

(H)

Valor Eco-Indicator

(H)

Consumo deenergía

Recursosenergéticos

Recursos noenergéticos

Emisiones al:- aire- agua- suelo

Desechos

RecursosRecursos

Impactos a lasalud humanaImpactos a lasalud humana

Impactos aecosistemasImpactos a

ecosistemas

Inventario

Metales pesadosMetales pesados

Efectos

Cambio climáticoCambio climático

Substancias cancerígenasSubstancias cancerígenas

PesticidasPesticidas



Formación de smog invernalFormación de smog invernal

AcidificaciónAcidificación

NutrificaciónNutrificación



Daños Resultado

Eva

luac

ión

de

dañ

os

sub

jeti

vo

Valor Eco-Indicator

(E)

Valor Eco-Indicator

(E)

Valuación

Valor Eco-Indicator

(I)

Valor Eco-Indicator

(I)

Valor Eco-Indicator

(H)

Valor Eco-Indicator

(H)

Consumo deenergía

Recursosenergéticos

Recursos noenergéticos

Emisiones al:- aire- agua- suelo

Desechos

RecursosRecursos

Impactos a lasalud humanaImpactos a lasalud humana

Impactos aecosistemasImpactos a

ecosistemas


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Usos potenciales del ACV• Diseño de productos según una política integrada de productos

(“hot spots”, IPP)• Comparación del perfil ambiental de productos• Análisis del impacto ambiental de productos dentro de ISO

14‘001 y reportes ambientales

• Estrategias de gerencia de materiales• Eco-etiquetado tipo III (ISO 14‘025)• Guías/software de planeación• Información ambiental como prerrequisito en licitaciones

públicas• Guías para la producción mas limpia• Márketing, lobbying


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Ventanas de aluminio

Influencia de la fase del uso


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VentanasImportancia de la fase del uso

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

WL 65

neu

WL 77

WL 77

vF

WL 12

5 vF

W 7

0.1

W 7

0.1

(nG

)

W 1

25 (n

G)

EI

(HA

)

Vidrio termo-acústico

Transportes

Abono de material reciclado

Desmontaje

Pérdidas de calór 30 a.

Tratamiento superf icie

Producción marco

Masilla para juntas

Herrajes

Material de marco

Werner (2006)


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0

10

20

30

40

50

60

15 20 25 30 35

Aluminio como material de marco (kg)

EI9

9 (H

A)

W 70.1W 70.1 (nG)

WL 77

WL 65

W 125 (nG)

WL 125 vF

WL 77 vF

W 125

VentanasImportancia de la fase del uso

Werner (2006)


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Conclusiones ventanas• La fase del uso de la ventana domina el perfil

ambiental

• Con un diseño optimizado del perfil del marco se puede minimizar este impacto:– perfil delgado pero profundo (estabilidad, aislamiento)– optimización de la transmitancia versus ganancias solares– separabilidad de los materiales para su reciclaje

• Selección específica de ventanas y del vidrio en dependencia del uso del edificio, de la orientación de la fachada y del clima

• Reciclaje completo


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Productos de madera

y la relevancia de

la generación de energía eléctrica


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Productos comparados(“cuna al portal”)

• Madera de frondosas / de coníferas– aserrada– aserrada y secada (aire libre y técnico)– aserrada, secada y cepillada

• Tablero de partículas

• Tablero de fibras (MDF)


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0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4

Aserrada (u=70%)

Aserrada, secada(u=10%)

Aserrada, secada,cepillada (u=10%)

Aserrada (u=70%)

Aserrada, secada(u=10%)

Aserrada, secada,cepillada (u=10%)

kg SO2-e./m 2

otros electricidad

Madera aserrada: AcidificaciónM

ader

a d

e co

níf

eras

M

ader

a fr

on

do

sas


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Tableros: Acidificación

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Tablero departículas

MDF

kg S

O2-e

./m3

electricidad adhesivos (UF)

electricidad producción

otros


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Tableros: Eco-indicador 99

0

10

20

30

40

Tablero departículas

MDF

EI 9

9(H

A)/m

3

electricidad adhesivos (UF)

electricidad producción

otros


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Conclusiones madera y electricidad

• ACV nos permite entender efectos “aguas arriba“ y “aguas abajo“

• Los resultados pueden ser sorprendentes

• La generación de energía puede tener un impacto significativo para productos de madera


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Balances energéticos de casas residenciales (E.E.U.U.)


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Balances energéticos de casas residenciales (E.E.U.U.)

Atlanta: Casa hormigón Minneapolis: Casa madera


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Perfil ambiental de las casas residenciales (“cuna al sitio”)

Diseño MinneapolisMarco de

maderaMarco de

acero DiferenciaMadera versus

acero

Energía acumulada (GJ) 651 764 113 - 17%

Potencial de cambio climático (CO2 kg) 37’047 46’826 9’779 - 26%

Indice de emisiones al aire () 8’566 9’729 1’163 - 14%

Indice de emisiones al agua () 17 70 53 - 312%

Desechos sólidos (kg) 13’766 13’641 -125 + 0.9%

Diseño Atlanta Marco de

maderaMarco de

hormigón DiferenciaMadera versus

hormigón

Energía acumulada (GJ) 398 461 63 - 16%

Potencial de cambio climático (CO2 kg) 21’367 28’004 6’637 - 31%

Indice de emisiones al aire () 4’893 6’007 1’114 - 23%

Indice de emisiones al agua () 7 7 0 0%

Desechos sólidos (kg) 7’442 11’269 3’827 - 51%Bowyer, Briggs et al. (2004)/ Lippke, Wilson et al. (2004)


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Perfil energético de las casas residenciales (“cuna a la tumba”)

0

2000

4000

6000

8000

Marco demadera

Marco deacero

Marco demadera

Marco dehormigón

Energía en la estructura

Energía para el mantenimiento

Energía para la deconstrucción

Energía uso (calefacción,climatización, refrigeración)/75años

Casa Minneapolis Casa Atlanta

Bowyer, Briggs et al. (2004)/ Lippke, Wilson et al. (2004)

GJ


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¡Gracias por su atención!

¡No ahorre energía para ahorrar energía!

¡No es tan importante que material utilizamos sino como lo utilizamos!

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