1. No category

Nº 7/2011
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PLATAFORMA
PLATAFORMA TECNOLÓGICA
ESPAÑOLA
DE LA
CARRETERA
www.ptcarretera.es
Desarrollo de una metodología de
análisis de ciclo de vida integral
específica para carreteras
En colaboración con:
© Plataforma Tecnológica Española de la Carretera (PTC). General Pardiñas, 15 – 1º, 28001
Madrid. Reservados todos los derechos.
ISBN: 978-84-615-3972-7
PLATAFORMA
PLATAFORMA TECNOLÓGICA
ESPAÑOLA
DE LA
CARRETERA
www.ptcarretera.es
Desarrollo de una metodología de
análisis de ciclo de vida integral
específica para carreteras
Autor:
Ángel Sampedro Rodríguez
(Director de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y del Grado en Ingeniería de Obras
Públicas de la E.P.S. de la Universidad Alfonso X El Sabio)
Agenda Estratégica de
Investigación de la
Carretera en
España (2011-2025)
Temáticas:
Sub-temáticas:
Energía y
Sosteniblidad
• Análisis del ciclo de vida (ACV) de
la carretera desde el punto de vista
energético
En colaboración con:
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LA COLECCIÓN “CUADERNOS TECNOLÓGICOS DE LA PTC”
La Plataforma Tecnológica Española de la Carretera (PTC) es el foro de encuentro
apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación para todos los agentes del sistema cienciatecnología-empresa con un papel relevante en el fomento del empleo, la competitividad y el
crecimiento en el sector de las infraestructuras viarias en España.
Desde su presentación en sociedad en febrero de 2010, la PTC trabaja como una
plataforma transversal que fomenta el intercambio fluido de información y las discusiones a nivel
tecnológico entre los agentes privados y públicos del sector, con el objeto de contribuir a que
España se convierta en el referente mundial en materia de tecnologías asociadas a la
carretera.
La colección de publicaciones “Cuadernos Tecnológicos de la PTC” surge de los convenios
de colaboración que la Plataforma mantiene con un importante número de instituciones académicas activas en la I+D+i en materia de infraestructuras viarias. Cada Cuaderno se incardina dentro de alguna o varias de las temáticas y sub-temáticas de la vigente Agenda Estratégica de Investigación de la Carretera en España (2011-2025).
Listado de Cuadernos Tecnológicos del año 2011:
01/2011: Sistemas de adquisición de información de tráfico: Estado actual y futuro
02/2011: Firmes permeables
03/2011: Sistema fotogramétrico para la medición remota de estructuras en programas
de inspección de puentes
04/2011: Pago por uso de las infraestructuras viarias: Estudio de los accesos a Madrid
05/2011: Sistema eCall: Situación actual y estándares
06/2011: La velocidad de operación y su aplicación en el análisis de la consistencia de
carreteras para la mejora de la seguridad vial
07/2011: Desarrollo de una metodología de análisis de ciclo de vida integral específica para carreteras
08/2011: Control pasivo de velocidad: Intervención en tramos de acceso a entornos
urbanos
esarrollo de una metodolog a de análisis de ciclo de
vida integral específica para carreteras
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO
1
2. EL ANALISIS DE CICLO DE VIDA (ACV)
1
2.1.Planteamiento inicial
1
2.2.Fases del ACV
3
3. ESTADO DE LA TÉCNICA
4
4. EL ACV INTEGRAL PARA CARRETERAS
5
4.1.FASE I: Definición de objetivos y alcance del estudio
6
4.2.FASE II: Análisis de inventario o inventario del ciclo de vida (ICV)
7
4.3.FASE III: Evaluación de impacto del ciclo de vida (EICV)
8
4.4.FASE IV: Presentación e interpretación
8
5. METODOLOGÍA A DESARROLLAR
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5.1.Planteamiento inicial
9
5.2.Datos de partida
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5.3.Ecoindicadores
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5.4.Consideraciones previas
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6. BIBLIOGRAFÍA
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esarrollo de una metodolog a de análisis de ciclo de
vida integral específica para carreteras
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO
El objeto del presente proyecto sería el desarrollo de una Metodología de Análisis de Ciclo
de Vida Integral específica para carreteras. Las herramientas de Análisis de Ciclo de Vida
(ACV) se han mostrado muy eficaces y completas para evaluar la sostenibilidad de cualquier
actuación, permitiendo analizar las ventajas que pueden suponer ciertas técnicas frente a
otras. El problema es que estas herramientas presentan, a día de hoy, una serie de debilidades
que impiden garantizar la realidad de los resultados obtenidos.
Estas metodologías has experimentado una gran aceptación y desarrollo durante los últimos
años. Pero para ello, deben adaptarse de forma específica para cada aplicación, con el objeto
de garantizar la fiabilidad de los resultados obtenidos y poder obtener así las conclusiones
acertadas.
En el momento actual, el estado del arte indica que los ACV presentan una serie de incertidumbres y riesgos aún pendientes de resolver:
• Existen numerosas metodologías susceptibles de aplicar a cada caso, lo cual lleva a resultados, en muchas ocasiones, dispares y heterogéneos.
• Generalmente se aplican de forma parcial lo cual, en opinión de los autores, impide obtener
conclusiones sólidas.
• Los datos de consumos energéticos y de emisiones, fundamentales en el proceso y resultados, se obtienen, en la mayoría de los casos, de bases de datos o estimaciones difíciles
de comprobar.
Es por ello que se hace todavía más necesario e importante el desarrollo de una metodología
específica para carreteras, que sea integral, es decir, que contemple todos y cada uno de los
impactos: sociales, económicos y ambientales, y que permita obtener resultados de forma
global, mediante indicadores que sean el resultado de la ponderación de todos los impactos,
o bien, que permita la comparación entre varias soluciones empleando indicadores que resulten d ela ponderación de unos cuantos impactos, seleccionados previamente.
Así, por ejemplo, podría evaluarse qué solución es la mejor desde el punto de vista del coste,
de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, desde el punto de vista de la salubridad
para los trabajadores, etc.
2. EL ANALISIS DE CICLO DE VIDA (ACV)
2.1. Planteamiento inicial
El Análisis de Ciclo de Vida tiene sus orígenes a finales de los años sesenta, cuando se lleva­
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ron a cabo diversos estudios energéticos en los que se valoraba la eficiencia de determinadas
fuentes de energía, motivados fundamentalmente por la crisis del petróleo.
Mucho antes, en el año 1969, la compañía Coca-Cola encargó un estudio al Midwest Research
Institute (MRI) en el que debían compararse diferentes tipos de envases para determinar cuál
de ellos suponía un menor consumo de recursos y una menor cantidad de emisiones. Este
estudio, que nunca llegó a publicarse, es considerado el primer ACV.
La preocupación por la minimización de residuos ha sido el factor que ha terminado de impulsar su aplicación de forma sistemática en los sectores industriales, especialmente en lo
referente a envases y embalajes.
El despegue en el desarrollo metodológico y en la aplicación del ACV se ha producido en los
años noventa. Ello se ha debido al impulso de algunas instituciones de referencia norteamericanas y europeas por un lado, y al desarrollo de normas nacionales e internacionales, por otro.
La gran mayoría de los ACV realizados hasta 1992 han sido parciales, y aplicados mayorita­
riamente al sector de envases. A partir de entonces, se han empezado a aplicar de forma completa, incluyendo la fase de evaluación de impacto, y se han ido extendiendo a otras industrias
y actividades: industria química, plásticos, materiales de construcción, sistemas energéticos,
pañales, residuos, etc.
En España, la primera referencia sobre estos temas, y para el caso del sector de carreteras, es
publicada en 1985, por la Asociación Española Permanente de los Congresos de Carreteras,
que editó el “Manual de evaluación energética de proyectos de carreteras”, redactado por los
ingenieros Víctor Sánchez, Luis Ramos y Miguel Ángel del Val.
Cada vez se hace más necesaria la continua evaluación y mejora de la sostenibilidad de
cualquier actividad humana. La Federación Europea de Carreteras (ERF) ha llegado a la conclusión de que es posible la “carretera sostenible”.
Para ello, la eficiencia energética y ambiental deben guiar todas y cada una de las fases
desde que se planifica una carretera hasta que se conserva y gestiona y, finalmente, concluye
su vida útil.
Una ingeniería de carreteras sostenible y responsable debe considerar la evaluación de las
afecciones ambientales en todas sus implicaciones. Esto implica:
• Diseñar y proyectar la carretera de tal forma que, tras un correcto y sensible estudio del medio atravesado, se defina la solución que menores afecciones produzca.
Esta es la fase más importante, pues de ella dependerán todas las demás. Es importante
evaluar desde el punto de vista de la sostenibilidad todos los procesos constructivos que se
puedan emplear, de tal forma que se definan y adopten los que menor energía consuman,
menores emisiones produzcan, etc.
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vida integral específica para carreteras
• Analizar detalladamente la fase constructiva, tratando de optimizar los procesos y materiales empleados. Para ello es fundamental saber incluir y ponderar todos los insumos
y factores que permitan evaluar la sostenibilidad en los análisis previos de soluciones.
Se deben emplear los procedimientos y técnicas en la fabricación y construcción de las
carreteras que supongan las Mejores Técnicas Disponibles (MTD). Se trata de analizar y
definir las técnicas, para la elaboración final de cualquier producto, que supongan los procesos más eficientes energéticamente y respetuosos con el entorno.
• Y construir y gestionar (conservar y explotar) redes de carreteras que impliquen durante su
fase de explotación las menores afecciones medioambientales posibles.
2.2. Fases del ACV
La metodología del Análisis de Ciclo de Vida considera una serie de fases de trabajo inte­
rrelacionadas, que siguen una secuencia más o menos definida, aunque en ocasiones es
posible realizar un estudio parcial obviando alguna fase.
Estas fases son las siguientes:
1. Definición de objetivos y alcance del estudio
En esta primera fase debe definirse el tema a tratar y el alcance y profundidad del
estudio a realizar, para determinar el propósito para el que se pretenden utilizar los
resultados obtenidos y las conclusiones extraídas.
De esta forma, podrá organizarse la totalidad del estudio, teniendo claros los objetivos buscados.
2. Análisis de inventario o inventario del ciclo de vida (ICV)
Corresponde al inventario de cargas ambientales. Se trata de de resolver los balan­
ces de materia y energía empleados, tras definir correctamente el sistema estudiado
y presentarlo mediante un diagrama de flujo donde deben aparecer todas las etapas
del proceso.
Todas las etapas de una actividad fundamental, el transporte entre etapas de proceso, deben aparecer agrupadas en una sola.
3. Evaluación de impacto del ciclo de vida (EICV)
Mediante las técnicas de evaluación de impacto se consigue convertir el resultado
del inventario en una lista de pocos datos interpretados según su capacidad de
afectar al medio.
El proceso se lleva a cabo en varios pasos llamados: clasificación, caracterización,
normalización y valoración.
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4. Presentación e interpretación
Esta última fase consiste en la correcta presentación de los resultados obtenidos,
según los objetivos marcados y según a quién vaya dirigido el estudio.
Para la presentación de estos resultados debe usarse un gran soporte gráfico (sectores, barras, etc.).
Además, durante la realización de todas las fases del ACV, debe tenerse en cuenta en todo
momento las posibilidades de mejora del sistema en estudio, pues según se va realizando
pueden identificarse las áreas de posible mejora.
Dentro de éstas, el ACV ayuda a identificar aquellas que pueden llevar a una mejora sustancial
o a las que apenas afectan al conjunto y en las que no merece la pena invertir recursos. El
conocimiento del sistema permite descubrir aquellas áreas de mejora más eficaz.
Todos estos aspectos son muy importantes, pues si el ACV se plantea de forma adaptada a
sus objetivos, las aplicaciones que pueden obtenerse son muchas, no sólo medioambientales.
3. ESTADO DE LA TÉCNICA
El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una herramienta utilizada para evaluar el impacto ambien­
tal de un producto a lo largo de su ciclo de vida. Para ello, se necesita la cuantificación del uso
de recursos (energía, materias primas, etc.) y emisiones correspondientes (en el aire, el agua
y el suelo) necesarios para su producción, distribución, utilización y destrucción.
El ACV tiene una definición normalizada a través de la norma ISO 14.040. Aun así, el uso
práctico de esta herramienta para comparar el balance sostenible de ciertas tecnologías,
carece de aceptación total. Los resultados obtenidos con distintas metodologías y programas
informáticos no coinciden e, incluso, pueden llegar a datos muy diferentes entre ellos.
Para aplicar el ACV a cualquier unidad de obra de la construcción de carreteras, es necesario
tener datos fiables para cuantificar las principales etapas:
• Recursos y emisiones para la fabricación de las principales materias primas.
• Recursos y emisiones para la fabricación de las principales unidades de obra utilizadas.
• Recursos y emisiones para el transporte de las materias primas y el transporte y operaciones necesarias para la ejecución (extendido, compactación, etc.) de los materiales de
firmes de carreteras.
• Posteriores actuaciones de conservación y rehabilitación necesarias.
• Demolición final, tras su deterioro.
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De esta forma, se tiene en esta metodología una herramienta fundamental con la que poder
evaluar ambientalmente cualquier solución analizada. El problema es, a juicio de los expertos, que la elección de los indicadores capaces de medir la sostenibilidad de las actividades
constructoras es muy difícil. Los impactos potenciales a considerar son numerosos, diversos,
y difíciles de cuantificar.
Hasta el día de hoy, no se emplean de forma habitual sistemas de ACV en la ingeniería de
carreteras. De forma general, se han aplicado software comerciales como el SimaPro 7.0 o
el GaBi 4. Y se han desarrollado otros específicos, de forma experimental, como el AVACO
(Sorigué) o el GAIA (Probisa).
Todos ellos suponen los antecedentes con los que se ha comenzado a estudiar el problema
planteado. También se han estudiado otras experiencias extranjeras, que vienen citadas en
las referencias bibliográficas.
Ilustración 1: Portada del Programa AVACO.
4. EL ACV INTEGRAL PARA CARRETERAS
La aplicación del Análisis del Ciclo de Vida (ACV) debe permitir la evaluación de la sostenibilidad de las distintas soluciones que se pueden adoptar, en este caso, para una carretera,
considerando las fases de diseño, construcción, conservación y explotación.
A partir de aquí, la metodología propuesta para el Análisis de Ciclo de Vida consistirá en,
según la ya citada Norma ISO 14040:97, la recopilación y evaluación de las entradas y salidas
de los potenciales impactos medioambientales del sistema “carretera” a lo largo de su ciclo
de vida.
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Esta metodología de Análisis de Ciclo de Vida, como cualquier otra, considera una serie de
fases de trabajo interrelacionadas, que siguen una secuencia más o menos definida.
Llegados a este punto de partida, es importante reseñar que se deben cumplir estas fases,
de forma detallada y justificada, pues sólo así, el ACV desarrollado, servirá para cumplir los
objetivos establecidos.
La realización de un ACV directamente, sin plantearse las fases previas, no garantiza la optimización del proceso ni la efectividad de los resultados obtenidos. Esto es algo que, desde el
comienzo de los trabajos, se ha tenido muy en cuenta por el equipo investigador.
4.1. FASE I: Definición de objetivos y alcance del estudio
El objetivo de esta metodología, como ya se ha dicho, es la de desarrollar un modelo matemático de ACV que permita comparar las distintas alternativas para la construcción y conservación
de una carretera, desde el punto de vista de la sostenibilidad, en sus tres vertientes: social,
económica y ambiental.
Además, otros objetivos de esta metodología serán poder cuantificar qué fases y procesos
son más susceptibles de mejora desde el punto de vista de la eficiencia energética y ambiental y poder analizar la eficacia de las posibles medidas de mejora aplicables.
Finalmente esta metodología se plasmará en un software u hoja de cálculo que permita su
aplicación a distintos casos, que permita seleccionar qué parámetros se quieren considerar
en cada caso, y que sea fácilmente adaptable a otros análisis, así como a la incorporación de
mejoras que pudieran ir incorporándose a posteriori.
También se considera importante dejar claro que los resultados que se van a obtener se harán
en magnitudes referidas exclusivamente a carreteras, con el objeto de evitar su comparación
con otras actividades, lo cual carece de sentido y puede llevar a conclusiones erróneas.
Por ejemplo, se podría llegar a concluir que, desde el punto de vista de la sostenibilidad mediante un ACV, es mejor realizar un viaje andando, por un camino de tierra, que en automóvil,
por una carretera pavimentada, lo cual no es comparable.
Para poder obtener unas conclusiones válidas, existen dos aspectos que, a juicio de los
autores, son fundamentales y que, sin embargo, no son considerados del todo por las metodologías y programas informáticos disponibles en el mercado. Estos aspectos son la durabilidad y la reciclabilidad de cada una de las soluciones analizadas.
Para poder evaluar correctamente la sostenibilidad de las distintas soluciones posibles, es
necesario considerar adecuadamente la durabilidad de cada una de ellas, de tal forma que
los resultados comparados sean homogéneos.
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Y, por otro lado, también se hace necesario la consideración adecuada de la reciclabilidad del
material una vez haya finalizado su período de vida. Así, no debe ser lo mismo un material que
al final se convierta directamente en un residuo que haya que llevar a vertedero frente a otro
material que puede seguir reutilizándose.
Por lo tanto, se van a considerar los impactos para obtener los resultados de tal forma que,
como se viene diciendo, no sean comparables con otras actividades, e incorporen de forma
implícita los aspectos de durabilidad y reciclabilidad.
4.2. FASE II: Análisis de inventario o inventario del ciclo de vida (ICV)
Esta fase corresponde al inventario de cargas ambientales, sociales y económicas que implica
la carretera, como infraestructura. Se trata de resolver los balances de materia y energía empleados, tras definir correctamente el sistema estudiado y presentarlo mediante un diagrama
de flujo donde deben aparecer todas las etapas del proceso.
El transporte entre etapas de proceso, actividad fundamental a considerar, debe aparecer de
forma agrupada como una sola actividad, como criterio general.
El sistema “carretera”, está compuesto por una serie de subsistemas que deben evaluarse por
separado. Estos subsistemas comprenden, por separado, los distintos procesos necesa­rios
para su puesta en servicio, posterior funcionamiento en perfectas condiciones y demolición y
retirada tras su vida útil.
Así, por ejemplo, para la fabricación de mezclas asfálticas, una de las unidades de obra más
empleadas en la construcción de firmes de carreteras, el diagrama de flujo quedaría de la
siguiente te forma.
Ilustración 2: Diagrama de flujo de la metodología propuesta.
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Para cada uno de estos subsistemas se definirán y cuantificarán en términos de consumo de
energía y materias primas, emisiones de gases y generación de residuos.
Desde el punto de vista de la sostenibilidad, los principales inputs o entradas a considerar
serán recursos energéticos, que dependerán de los combustibles analizados (gas natural,
coque de petróleo, fuel, etc.) y recursos materiales (áridos y betún principalmente).
Por otro lado, los principales outputs o salidas serán emisiones de gases y generación de
residuos.
Para la evaluación de los diferentes subsistemas aplicados a casos concretos deberá existir la
posibilidad de diferentes grados de libertad, en función de la producción, distancias, maquinaria y plantas empleadas, etc. Todos ellos son datos de entrada en el software.
Además, es muy importante que los datos en los que se base esta metodología sean reales,
obtenidos de mediciones y controles sobre carreteras, dentro de las tipologías habitualmente
empleadas, en el momento de la realización de estos trabajos, en España, o en otros países.
4.3. FASE III: Evaluación de impacto del ciclo de vida (EICV)
Una vez consideradas las fases anteriores, se pasa a realizar la evaluación de los impactos
establecidos para, finalmente, convertir el resultado del inventario en una lista de pocos datos
interpretados según su capacidad de afectar al medio.
El proceso se debe llevar a cabo en varios pasos llamados: clasificación, caracterización,
normalización y valoración.
Como ya se ha citado, los resultados obtenidos deben considerar dos aspectos fundamentales: la durabilidad y la reciclabilidad de cada una de las soluciones analizadas.
4.4. FASE IV: Presentación e interpretación
Finalmente, esta fase consiste en la correcta presentación de los resultados obtenidos, según
los objetivos marcados y según a quién vaya dirigido el estudio. Para ello, se elaborarán varios
documentos, unos de interés general y otros, más detallados, de interés para técnicos y especialistas.
La presentación de estos resultados se hará utilizando un gran soporte gráfico (sectores, ba­
rr­as, etc.). Para ello, se debe desarrollar un software muy amigable y visual, de fácil manejo y
salida de datos muy gráfica.
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vida integral específica para carreteras
5. METODOLOGÍA A DESARROLLAR
5.1. Planteamiento inicial
Como se viene diciendo, el objetivo final de este proyecto sería evaluar mediante técnica de
Análisis de Ciclo de Vida (ACV) la construcción y conservación de carreteras mediante el desarrollo de una metodología específica, novedosa, y basada en datos reales.
Así, mediante el inventario de ciclo de vida (ICV) para varias soluciones posibles, cuantificando la sostenibilidad de cada una de ellas, permitiría tomar decisiones, ya sea en la fase de
diseño, construcción o explotación.
En el momento de la realización de estos trabajos de investigación, se dispone de literatura y
bases de datos suficientes para poder empezar a cuantificar todos los subsistemas posibles
que sea necesario considerar.
No obstante, como ya se ha dicho, una de las innovaciones que supone esta metodología
debería ser la de estar basada en datos y ratios reales, medidos sobre instalaciones y obras
re­presentativas de estas técnicas en España, y otros contrastables y obtenidos por otros sectores.
Para poder aplicar el Inventario de Ciclo de Vida (ICV) a cada tipo de obra que pudiera surgir,
todos los indicadores se dejarán en función de los parámetros o grados de libertad de los
que se puedan observar, durante la realización de estos trabajos, que dependen: distancias,
potencia, rendimientos, tipos de combustible, etc.
5.2. Datos de partida
Para el desarrollo de la metodología objeto del presente estudio se deberá poner en marcha
un sistema de recogida y análisis de datos que permita cuantificar los inputs y outputs de los
subsistemas considerados.
En cuanto al control de inputs, se deben medir y controlar materias primas (áridos, betún, cal,
cemento, etc.) en todas las fases o subsistemas, consumos de combustibles (fuel-oil, gas-oil y
gas natural licuado – GNL), consumos de electricidad, y consumos de lubricantes.
En lo referente al control de outputs, se han controlado los rechazos y residuos en todas las
fases o subsistemas, así como las emisiones de gases en todos ellos.
Aunque en algunos casos no se hayan podido medir las emisiones de gases, estas pueden
obtenerse del control de consumos de combustibles. De esta forma, se han obtenido series
completas de datos de emisiones de O2, CO2, SO2, NO, NO2, NOx, CO, N2O, HC, CH4, etc.
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5.3. Ecoindicadores
Los ecoindicadores son números que expresan el impacto ambiental total de un proceso
o producto. Existen una serie de ecoindicadores estándar para que cualquier diseñador o
gestor de productos pueda estimar las cargas ambientales de cualquier producto durante su
Ciclo de Vida.
El problema de partida es que estos ecoindicadores se obtienen de bases de datos cuya
elaboración y procedencia es, en muchos casos, poco fiable, y las metodologías de cálculo,
además, son muy complejas.
Por lo tanto, la elección del ecoindicador en el cual basar la metodología desarrollada sería,
junto con el establecimiento de la unidad funcional a estudiar, los aspectos fundamentales de
partida para este proceso de investigación y de cualquier metodología de ACV que se pueda
plantear.
De su adecuada elección depende la fiabilidad de los resultados obtenidos, el nivel de sensibilidad de los análisis que puedan realizarse con dicha metodología y, por consiguiente, el
grado de cumplimiento de los objetivos para los cuales se ha desarrollado esta metodología.
En general, estos indicadores deben estar referidos a los principales tipos de potenciales impactos sobre el ambiente y la salud humana a considerar. Estos son los siguientes:
• Gases de Efecto Invernadero (GEI)
• Energía
• Eutrofización (aire y agua)
• Acidificación
• Formación de Ozono troposférico
• Toxicidad (daños humanos)
• Ecotoxicidad (daños a otras especies)
• Valoración económica
• Etc.
A día de hoy, el ecoindicador con mayor aceptación en estos temas es el Eco-indicador 99.
Este método analiza tres categorías de daño:
• Daño a la salud humana, expresados en DALYs (Disability Adjusted Life Year, años de vida
ajustados por discapacidad), indicador usado por el Banco Mundial y la OMS que establece
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una relación entre muerte prematura (expresada como años de vida perdidos) y los años
vividos con una discapacidad. En esta categoría se engloban los efectos cancerígenos,
los efectos respiratorios y los efectos del cambio climático, de la destrucción de la capa de
ozono y de la radiación ionizante.
• Daño a la calidad del ecosistema, expresados en PDF, (Potentially Disappeared Fraction, o
fracción potencial de desaparición). Categoría heterogénea que contempla la acidificación/
eutrofización, la ecotoxicidad y el uso del suelo.
• Y daño a los recursos, expresado en MJsurplus. Se evalúa el exceso de energía que se
necesitará para extraer minerales y combustibles fósiles en el futuro.
Así, el Eco-indicador 99 se obtiene partiendo de unos valores estándar que contemplan los
impactos de los materiales, procesos de producción, procesos de transporte, procesos de
generación de energía y los llamados “escenarios de eliminación”, que contemplan el desecho final (residuos y reciclado).
Esta metodología se basa en tres fases:
1. Inventario de las emisiones relevantes, la extracción de recursos y uso del suelo de
todos los procesos incluidos en el Ciclo de Vida del producto, de forma similar a
cualquier ACV.
2. Cálculo de los daños que pueden causar esos flujos a la salud humana, a la calidad
del ecosistema y a los recursos.
3. Ponderación de las tres categorías de daño. Este es el paso más crítico y controvertido.
Ilustración 5: Procedimiento general del cálculo de los eco-indicadores. Fuente: IHOBE.
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Esta metodología, como se puede apreciar, presenta inexactitudes en los datos y en el propio
modelo en sí, introduciendo, además, elementos muy subjetivos como es el último paso, el de
la ponderación.
El Eco-indicador 99 es, ajuicio de los expertos, un método de ACV especialmente destinado
al diseño de productos industriales y ha demostrado ser una poderosa herramienta para los
diseñadores a la hora de interpretar los resultados de los ACV mediante sencillos números o
unidades, es decir, los llamados ecoindicadores.
Otro de los ecoindicadores posibles podría ser, para ciertos casos, los kilogramos emitido de
CO2 equivalente, que contempla de forma directa uno de los potenciales daños que más de
moda están, los Gases de Efecto Invernadero (GEI) y que, debido a ello, suele ser fuertemente
ponderado en las metodologías convencionales.
El CO2 equivalente (CO2 eq) indica el potencial de calentamiento global de todos los gases
de efecto invernadero (vapor de agua, dióxido de carbono, óxido nitroso, metano y ozono)
referidos a la masa del CO2.
Este parámetro refleja, además, otro de los indicadores de sostenibilidad que se están implantando en todos los sectores, la huella de carbono. Esta huella es la totalidad de Gases de
Efecto Invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización
o producto. Se mide en t o kg de CO2 eq. Este concepto nació del de la huella ecológica, de
la cual es un subconjunto.
Como ya se ha dicho, la metodología a desarrollar considerará todos los impactos, de tal
forma que permita, de forma selectiva, elegir los parámetros considerados en cada caso, obteniendo un ecoindicador a medida.
5.4. Consideraciones previas
Como ya se ha dicho, se ha considerado de especial importancia, desde el principio, para la
fiabilidad de los datos y resultados manejados, la disponibilidad de datos obtenidos in situ, y
su posibilidad de comprobación.
Cuando no se disponga de este tipo de datos, se deberá recurrir a datos bibliográficos (bases
de datos, referencias, software, Internet, etc.). Muchos autores han detectado grandes dife­
rencias entre los datos obtenidos mediante mediciones experimentales y los expresados en
las bases de datos habituales. En la presente metodología sólo se utilizarán los que estén
convenientemente justificados y sean fácilmente contrastables.
Por otro lado, para que una metodología de ACV sea válida debe retroalimentarse continua­
mente, de tal manera que las cuatro fases que la componen, ya mencionadas anteriormente,
puedan realizarse de forma secuencial, aumentando progresivamente el nivel de detalle o
corr­igiendo datos de partida en función de nuevas consideraciones o actualizaciones.
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Se pueden crear así bucles de modificación de información que mejorarán de forma continua
la calidad de los estudios realizados. Este es el proceso que se ha seguido en los trabajos que
se exponen en este documento.
Incluso, la metodología realizada en el presente proyecto podrá, en un futuro, ser sometida a
un análisis de calidad que determine su grado de confianza en función de los datos y suposiciones de partida, así como de sus limitaciones.
Durante la realización de todas las fases del ACV citadas, se han tenido en cuenta en todo
momento las posibilidades de mejora del sistema en estudio, pues según se va realizando
pueden identificarse las áreas de posible mejora.
Dentro de éstas, el ACV ayuda a identificar aquellas que pueden llevar a una mejora sustancial
o a las que apenas afectan al conjunto y en las que no merece la pena invertir recursos.
El conocimiento del sistema permite descubrir aquellas áreas de mejora más eficaz. Esta es
otra de las aportaciones de la presente metodología.
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6. BIBLIOGRAFÍA
1. Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR (1998). Norma Experimental UNE 150.041 EX: Análisis de Ciclo de Vida simplificado. Madrid.
2. Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR (1998). Norma UNE-EN ISO
14.040: Gestión medioambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Principios y estructura. Madrid.
3. Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR (1999). Norma UNE-EN ISO
14.041: Gestión medioambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Definición del objetivo y alcance y el análisis de inventario. Madrid.
4. Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR (2001). Norma UNE-EN ISO
14.042: Gestión medioambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Evaluación de impacto del
ciclo de vida. Madrid.
5. Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR (2001). Norma UNE-EN ISO
14.043: Gestión medioambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Interpretación del ciclo de
vida. Madrid.
6. ASPHALT INSTITUTE AND EUROBITUME (2011). The Bitumen Industry – A global perspective. USA.
7. BIRGISDÓTTIR, H. (2005). Life cycle assessment model for road construction and use
of residues from waste incineration. Tesis Doctoral. Institute of Environment & Resources.
Technical University of Denmark. Copenhage.
8. BLOMBERG Timo et al., (1999). Partial Life Cycle Inventory or “Eco-profile” for paving
grade bitumen. Eurobitume Report 99/007.
9. CENTRUM DOPRAVNIHO VYZKUMU, V.V.I. (2009). WP6 – Life Cycles Evaluation. Energy
Conservation in Road Pavement Design, Maintenance and Utilisation (ECRPD). Czech Republic.
10.CHAPPAT, M., BILAL, J. (2003). La route écologique du futur – Analyse du Cycle de Vie.
Documento Técnico. Grupo COLAS. París.
11.CHOKI, S. (2005). Life cycle assessment of road maintenance works in Sweden. Enviromental Engineering and Sustainable Infraestructure (EESI) Report. Estocolmo.
12.CLEMENTE, G., SANJUÁN, N., VIVANCOS, J.L. (2005). Análisis de Ciclo de Vida: Aspectos
Metodológicos y Casos Prácticos. Editorial Universidad Politécnica de Valencia. Valencia.
13.COMISIÓN EUROPEA (1999). The Auto-Oil II Programme Transport Base Case Data-Spain.
Directorates for: Economics and Financial Affaire, Entreprise, Transport and Energy, Environment, Research and Taxation and Customs Union. Bruselas.
14
esarrollo de una metodolog a de análisis de ciclo de
vida integral específica para carreteras
14.COMISIÓN EUROPEA (2011). Libro Blanco: Hoja de ruta hacia un espacio único europeo
de transporte: por una política de transportes competitiva y sostenible. Bruselas.
15.DE CARVALHO, A. (2001). Análisis del ciclo de vida de productos derivados del cemento.
Aportaciones al análisis de los inventarios del ciclo de vida del cemento. Tesis Doctoral.
Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona.
16.EAPA – EUROPEAN ASPHALT PAVEMENT ASSOCIATION (2008). Asphalt in Figures 2007.
Bruselas.
17.EAPA – EUROPEAN ASPHALT PAVEMENT ASSOCIATION (2007). Environmental Guidelines
on Best Available Techniques (BAT) for the Production of Asphalt Paving Mixes. Bruselas.
18.EMEP/CORINAIR (2004). Emisión Inventory Guidebook. 3rd Technical Report nº 30. European Environment Agency. Copenhagen.
19.EUROBITUME (2011). Life Cycle Inventory: Bitumen. Bruselas.
20.European Union Road Federation (ERF) (2007). The Brussels Programme Centre of the
Internacional Road Federation (IRF). “Sustainable Roads”. Bruselas.
21.FELIPO, J., IRUSTA, R., NÚÑEZ, Y., GARCÍA, N., GARCÍA, C., BUISSON, J, PEINADO, D.,
POTTI, J.J. (2008). Análisis del ciclo de vida de las técnicas constructivas de pavimentos para carreteras. Comunicación presentada al VII Congreso Nacional de Firmes. Asociación Española de la Carretera (AEC). Valladolid.
22.FULLANA, Pere y PUIG Rita (1997). Análisis del ciclo de vida. Rubes Editorial, S.L. Barcelona.
23.GÜERECA, L.P. (2006). Desarrollo de una Metodología para la valoración en el Análisis
de Ciclo de Vida aplicada a la Gestión Integral de Residuos Municipales. Tesis Doctoral.
Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona.
24.IHOBE, Sociedad Pública de Gestión Ambiental del Gobierno Vasco (1999). ECOINDICATOR´99. Método para evaluar el impacto ambiental a lo largo del Ciclo de Vida. Bilbao.
25.INTERNATIONAL ROAD FEDERATION (IRF) (2009). IRF Greenhouse Gas calculator –
Analysis and validation. Lausana (Suiza).
26.INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION (ISO) (2010). ISO/CD 14.607-1 – Carbon
footprint of products – Part 1: Quantification.
27.INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION (ISO) (2010). ISO/CD 14.607-2 – Carbon
footprint of products – Part 2: Communication.
28.INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION (ISO) (2011). ISO/CD 14.607-2 – Carbon
15
cuaderno
ecnologico de la
p
c
footprint of products – Requirements and guidelines for quantification and communication.
29.INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION (ISO) (2011). ISO/CD 21.929-2 – Sustainability in building and civil engineering works – Sustainability indicators.
30.KNÖRI, C., BINDER, C., ALTHAUS, H., LEYK, S. (2007). Agent based modeling (ABM) for
analyzing the demand for recycled mineral construction material. Presentation. 3rd International Conference on Life Cycle Management. Zurich.
31.LANCASTER, IAN M. (2009). Bitumen Lifecycle & Footprint. UK Technical Department,
Nynas UK AB. London.
32.LESUEUR, D., DROUADAINE, I. (2008). Una herramienta para evaluar el Análisis de Ciclo
de Vida en la construcción de carreteras: el software GAIA. Comunicación libre. II Congreso Nacional de Medio Ambiente en Carreteras. Asociación Española de la Carretera
(AEC). Santander.
33.LÖFNERTZ, K. (2001). Comparision between Lime, Cement & Wetfix I from a life cycle perspective. Environmental Development. Akzo Nobel Surface Chemistry. Stockvik (Sweden).
34.LOUNIS, Z., DAIGLE, L. (2007). Enviromental Benefits of Life Cycle Design of Concrete
Bridges. Presentation. 3rd International Conference on Life Cycle Management. Zurich.
35.MINISTERIO DE FOMENTO. Pliego de Prescripiciones Técnicas Generales para Obras de
Carreteras y Puentes (PG-3). Madrid.
36.MINISTRY OF HOUSING, SPATIAL PLANNING AND THE ENVIRONMENT (2000). Eco-indicator 99. Manual for Designers. Comunications Directorate. Netherland.
37.MEBRATU, D. (1998). Sustainability and Sustainable Development: Historical and Conceptual Review, Environ Impact Asses Review. Elsevier Science, Inc. USA.
38.MROUEH, U.M., ESKOLA, P., LAINE-YLIJOKI, J., WELLMAN, K. (2000). Life cycle assessment of road construction. Finnra Reports 17/2000. The Finis Nacional Road Administration.
39.MUENCH, S., ANDERSON, J. Greenroads, desarrollo de una aplicación para una carretera
más sostenible. Revista CARRETERAS. Número 175, Ene-Feb 11. Madrid.
40.NACIONES UNIDAS. (2004). ¿Por qué adoptar un enfoque de ciclo de vida?. Documento
del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Paris.
41.NACIONES UNIDAS Y SOCIEDAD DE QUÍMICA Y TOXICOLOGÍA AMBIENTAL. (2004).
Asociación Internacional del Ciclo de Vida. Documento de la Iniciativa del Ciclo de Vida.
Paris.
42.NACIONES UNIDAS Y SOCIEDAD DE QUÍMICA Y TOXICOLOGÍA AMBIENTAL (SETAC).
16
esarrollo de una metodolog a de análisis de ciclo de
vida integral específica para carreteras
(2007). Lyfe Cycle Mangement – A Business Guide to Sustainability. Documento del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP). Dinamarca.
43.NATIONAL ENERGY TECHNOLOGY LABORATORY (NETL) (2009). An Evaluation of the
Extraction, Transport and Refining of Imported Crude Oils and the Impact on Life Cycle
Greenhouse Gas Emissions. DOE/NETL-2009/1362. EE.UU.
44.ORTIZ, J. (2005). Relación entre los principios del desarrollo sostenible y la construcción
y conservación de carreteras. Jornada sobre Conservación, Carreteras y Seguridad Vial.
Recoletos, Conferencias y Formación. Madrid.
45.ORTIZ, J. (2005). Criterios para una valoración medioambiental sobre la substitución del fí­
ller de recuperación de los áridos en la fabricación de las mezclas bituminosas en caliente.
Revista Rutas, núm. 107. Marzo – Abril de 2005.
46.PARÍS, A., ORTIZ, J., MONCUNILL, C. (2005). Análisis de Ciclo de Vida y Sostenibilidad en
la fabricación de mezclas bituminosas en caliente. Comunicación libre. Primera Jornada
Técnica de la Asociación Española de Fabricantes de Mezclas Asfálticas (ASEFMA). Madrid.
47.PARÍS, A. (2009). Reciclado de firmes. Comunicación presentada a la Jornada Técnica
“Mezclas bituminosas”. Asociación Técnica de Carreteras (ATC) y Asociación Española de
Fabricantes de Mezclas Asfálticas (ASEFMA). Madrid.
48.PROYECTO FÉNIX. (2009). Monografía 1: “Sostenibilidad”. Agrupación FÉNIX A.I.E. Madrid.
49.PROYECTO FÉNIX. (2011). Monografía 2: “Reducción de los impactos ambientales durante la construcción y explotación de firmes asfálticos”. Agrupación FÉNIX A.I.E. Madrid.
50.SAMPEDRO, A. (2009). El Protocolo de Kioto en la ingeniería de carreteras. Revista CARRE­
TERAS. Monográfico CARRETERAS Y CAMBIO CLIMÁTICO. Número 167, septiembreoctubre 2009. Madrid.
51.SAMPEDRO, A., DEL VAL, M.A., BUISSON, J. (2009). Aplicación del Análisis de Ciclo de
Vida (ACV) para la valorización de la sostenibilidad del reciclado de mezclas asfálticas en
caliente. XV Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto (CILA). Lisboa, Portugal.
52.SAMPEDRO, A., DEL VAL, M.A. (2011). Huella de carbono del reciclado en planta asfáltica en caliente con altas tasas de RAP. XVI Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto
(CILA). Río de Janeiro, Brasil.
53.SÁNCHEZ, V., RAMOS, L., DEL VAL, M.A. (1985). Manual de evaluación energética de
proyectos de carreteras. Asociación Española permanente de los Congresos de Carreteras. Madrid.
17
cuaderno
ecnologico de la
p
c
54.STRIPPLE, H. (2001). Life Cycle Assessment of Road. A pilot study for inventory analysis.
Second revised edition. Report from IVL Swedish Environmental Research Institute. Gothenburg, Sweden.
55.SJUNNESSON, J. (2005). Life Cycle Assessment of Concrete. Master Thesis. Department
of Technology and Society. Environmental and Energy Systems Studies. LUND University.
Lund (Sweden).
56.SWÄRD, K. (2006). Environmental Performance of the Rail Transport System in a Life-Cycle
Perspective. Linköpings Universitet, Campus Norrköping. Norrköping (Sweden).
57.TEMREN, Z., TORAMAN, S. (2006). A Study on Life Cycle Analysis of Asphalt Pavements y
Turkey. Documento Técnico de la Asphalt Contractors Association de Turkía. Ankara.
58.TRELOAR, G.J., LOVE, P.E.D., CRAWFORD, R.H. (2004). Hybrid life-cycle inventory for
road construction and use. Journal of construction engineering and management – ASCE
130.
59.VENTURA, A., MONÉRON, P., JULLIEN, A. (2008). Environmental Impact of a Bonding
Course Pavement Section, with Asphalt Recycled at Varying Rates. Comunicación Libre.
EATA-2008 “Road and Pavement Design”. París.
18
esarrollo de una metodolog a de análisis de ciclo de
vida integral específica para carreteras
19
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