O Método da Avaliação do Ciclo de Vida (LCA)

Transcrição

1 O Método da Avaliação do Ciclo de Vida (LCA) Resumo A LCA é um método padronizado que permite o registro, a quantificação e avaliação integrada dos danos ambientais relacionados com um produto, um procedimento ou um serviço no contexto de uma determinada questão. Um levantamento integrado leva em consideração todas as etapas que precedem e que sucedem um procedimento (Striegel, 2000). A estrutura de uma LCA é descrita na série DIN/ISO (e posteriores). Em primeiro lugar, é necessário definir o objetivo e a estrutura do levantamento. Posteriormente, uma análise de inventário tem de ser traçada. Nesta etapa, os fluxos de energia e materiais das respectivas etapas do processo são registrados em relação à quantidade referente ao beneficiamento levando em consideração determinadas regras. Em uma terceira etapa, a avaliação de impacto pode ser iniciada após a realização do balanceamento real. Esta avaliação de impacto atende a identificação, adição e quantificação dos potenciais efeitos ambientais dos sistemas examinados e fornece informações essenciais para as interpretações subseqüentes que seguem na quarta etapa. Aqui, os resultados do balanço de massa e energia e de avaliação de impacto são sumarizadas, discutidas e avaliadas em relação ao objetivo. Para auxiliar nas conclusões, recomendações para a ação e decisão com referência a questão podem ser consideradas separadamente dos resultados puros obtidos. O mesmo é verdade para elementos subjetivos como conceitos morais, viabilidade técnica bem como aspectos sócio-políticos e econômicos. Contexto e Abrangência O método científico da avaliação do ciclo de vida permite quantificar os danos ambientais causados por produtos, procedimentos ou serviços. Aqui, ela permite a comparação dos efeitos ambientais de dois ou vários produtos diferentes, grupos de produtos, sistemas, procedimentos ou comportamentos e dá suporte à descoberta de pontos fracos, melhora das propriedades ambientais de produtos, comparação de padrões de comportamentos alternativos e às razões para recomendações de ações (Agência Federal Alemã de Meio Ambiente, German Federal Environment Agency, 1992). Inicialmente, o instrumento da LCA foi desenvolvido com o objetivo de encontrar a máxima quantificação da vida de um produto. Os primeiros sistemas comparativos de análise dos produtos sobre todas as embalagens de bebidas foram iniciados já em 1970 nos EUA e na Alemanha. Mesmo depois, tópicos como matéria-prima, demanda de energia, emissão e disposição de efluentes continuaram importantes com foco no balanço integrado. Naquele tempo, os primeiros passos para avaliar o fluxo de determinado material com relação ao seu efeito no meio ambiente já haviam sido tomados. Entretanto, sua importância não se desenvolveu antes da década de 1980 (Agência Federal Alemã de Meio Ambiente, German Federal Environment Agency, 1996). Após anos de avanço, uma metodologia estruturada largamente reconhecida 1

2 para LCA tornou-se disponível em 1997 (ISO/EN/DIN 14040, 1997). Enquanto isso, o consenso relacionado a definições claras das partes individuais, por exemplo a definição do objetivo e do escopo do balanço bem como a análise de inventário (ISO/EN/DIN 14041, 1998) pôde ser encontrado devido ao intenso esforço de padronização internacional. Outras partes, como a avaliação de impacto (ISO/EN/DIN 14042, 2000) ou a interpretação (ISO/EN/DIS 14043, 2000) estão, ainda, sendo intensamente discutidas. O método da LCA não se aplica apenas para produtos. Em princípio, pode ser aplicado também para processos técnicos (Burgess and Brennan, 2001, Curran, M.A. 2000), embora não existam ainda guias padronizados para tanto. As seções da LCA são descritas nos capítulos seguintes (ver fig. 2). Antes, entretanto, a idéia da visão integral por trás do método é brevemente exposta. Consideração Integral A idéia básica do método da avaliação do ciclo de vida é o registro de todos os fluxos de material e energia que estão ligados a um produto, um processo ou um serviço. A vida inteira de produtos ou sistemas de produtos é considerada do berço ao túmulo. Isto significa que não apenas os efeitos ambientais na planta de produção são registrados, mas todo o processo de fabricação do produto, da exploração das matérias-primas até a sua distribuição, assim como o uso e o consumo incluindo a utilização e a disposição. Esta abordagem extensa é importante, pois as declarações sobre as vantagens e desvantagens dos produtos ou procedimentos podem ser distorcidas se a consideração é limitada. Com a ajuda da visão integrada, procedimentos, bem como produtos, podem ser otimizados em seus requisitos técnicos. Esta reflexão é ilustrada para o campo das reações químicas como segue no gráfico e na explicação abaixo. 2

3 18 16 Environmental effect Optimization steps Figura 1: Danos ambientais de uma reação com/sem otimização. Figura 1: O efeito ambiental de uma reação é resumido na coluna 1. Se a reação é totalmente considerada, incluindo, por exemplo, as etapas de produção precedentes, materiais auxiliares e energia e se o solvente é trocado na cadeia produtiva anterior devido ao seu elevado dano ambiental, então a condição na coluna 2 pode ser encontrada. Se todas as esferas possíveis são otimizadas, os requisitos técnicos mínimos desta reação (coluna 3)é encontrado e uma redução posterior de seus efeitos adversos sobre o meio ambiente não é mais possível. Neste momento, a reação claramente precisa ser modificada para atingir um nível ainda menor (p.ex. coluna 4). Uma mudança essencial (p.ex. o uso de catalisadores ou uma mudança nos materiais básicos de partida) pode fazer ainda um mínimo possível. Devido a sua complexidade, o dano ambiental deve sempre ser avaliado após uma otimização, pois é também possível que um novo aumento dos danos ambientais (por exemplo, na coluna 5) ocorra. 3

4 O Método Como já mencionado, a estrutura e as exigências sobre LCA estão dispostas nas normas DIN/ISO De acordo com estas normas, a LCA é dividida em quarto partes: - Definição dos objetivos e metas - Análise de inventário - Avaliação de impacto - Interpretação. A seguir, estes quatro itens serão discutidos em detalhes. Goal and scope definition Inventory analysis (LCI) Interpretation Impact assessment (LCIA) Figura 2: Componentes da LCA Definição dos objetivos e metas A definição dos objetivos e metas do estudo da LCA é crucial uma vez que esta é a fase de determinações essenciais. De acordo com os propósitos e a percepção desejada, a estrutura de análise é definida e os propósitos sobre as fases posteriores são determinados. Isto pode dizer respeito à intensidade do estudo, a qualidade necessária dos dados, a seleção dos efeitos dos parâmetros com relação à avaliação de impacto e as possibilidades de interpretação dentro da estrutura de avaliação. Os resultados obtidos de parâmetros da LCA também têm de ser decididos e com uma análise crítica deve ser desenhada por um comitê de especialistas como recomendado pela ISO para estudos de comparação que são direcionados para o público. Definição dos objetivos As metas concretas e as idéias de interesse da LCA têm de ser fixados no processo de definição do objetivo. Além disso, os clientes e os grupos de interesse têm de ser identificados. Se necessário, tem de ser explicitado qual o papel que a LCA tem no processo de decisão e se esta está ligada com futuros levantamentos (por exemplo, econômicos, 4

5 tecnológicos, sociais). Quando da comunicação dos resultados, esta deve ser feita claramente para indicar quais questões a LCA é adequada e para quais não é. Estabelecendo o limite do sistema O limite do sistema tem de ser determinado de acordo com as metas definidas da LCA. O significado disponível, o sistema temporal e a disponibilidade dos dados necessários devem ser levados em consideração. Um registro detalhado das esferas temporais, espaciais, técnicas e dos fatos tem de ser determinado, que é a escala e a intensidade do balanço. O limite do sistema demarca a interface do meio ambiente e outros sistemas de produtos. Ele também define quais procedimentos são incluídos ou excluídos do estudo. Com relação à aquisição de dados, a escala, tipo (específico, médio) e a qualidade dos dados necessários têm de ser determinadas. System environment System boundary Raw material aquisition Elementary flows Other systems Transports Production Product flow Elementary flows Energy supply Use Recycling / Reuse Waste treatment Product flow Other systems Figura 3: Ilustração de uma análise de inventário do ciclo de vida de um produto Dois problemas surgem quando o escopo do balanço é estabelecido. Primeiro, os limites dos procedimentos utilizados como critério e distribuição para associar produtos tem de ser definidos para processos individuais considerados no balanço. Segundo, as funções dos sistemas examinados bem como as unidades funcionais têm de ser determinadas. Diferenças e possíveis restrições dos sistemas a serem comparadas têm de ser documentadas. Critério de corte Para reduzir o alcance e a complexidade do arranjo a um nível praticável, o escopo do balanço é limitado a uma escala de levantamento que engloba a questão adequadamente. Com a ajuda da análise de sensibilidade e critérios de performance este é determinado se um fluxo de material pode ser cortado. Entre outras coisas, os seguintes critérios podem ser considerados. 5

6 Critério de Massa O material de fabricação pode ser cortado apenas se o balanço de massa de um fluxo de material, com ambas entradas e saídas, cair abaixo de um limite definido. Critério de Energia Analogamente, um material pode ser cortado apenas se a sua participação no conteúdo de energia total de todos os materiais de entrada estiver abaixo de um limite definido. Procedimento de Distribuição Caso ocorrer a associação de produção no sistema do produto analisado, uma distribuição tem de ser aplicada. As associações de produção são processos produtivos que ao longo das saídas planejadas do produto geram produtos que podem ser, posteriormente, utilizados em outros processos. Os efeitos ao meio ambiente causados por esses processos têm de ser proporcionalmente adicionados a todas as associações de produtos do processo, de acordo com um determinado procedimento. O lixo não é uma associação de produto. Se possível, distribuições devem ser evitadas. Se isto for impossível, as entradas e as saídas do sistema têm de ser estabelecidas para as diferentes associações de produto em um caminho em que as relações físicas básicas são refletidas. A distribuição não é, necessariamente, baseada no critério de massa. Critérios físicos posteriores são aplicáveis. Se relações físicas não são aplicadas ou suficientes, a distribuição pode se dar com base em outras relações, por exemplo, por valores econômicos. Se vários procedimentos de distribuição parecerem possíveis, uma análise de sensibilidade deve ser realizada. 6

7 Beneficiamentos e Unidade de Função Os beneficiamentos (ou as funções) de um sistema de produto examinado têm de ser claramente determinados. Para quantificar um dado beneficiamento, uma unidade de função (p.ex. uma tonelada de produto) precisa ser definida, a qual serve como unidade de referência para todos os fluxos de entrada e saída e os efeitos potenciais ao meio ambiente. Quando diferentes produtos ou procedimentos forem comparados, é de particular importância que os critérios de equivalência de função (propriedades e funções similares dos produtos, p. ex. embalagens de bebidas para 1 litro de bebida) atendam os sistemas considerados. Apenas sistemas equivalentes em função podem ser comparados! Diferenças nos efeitos ambientais dos sistemas alternativos podem ser diretamente estabelecidas aos produtos ou processos apenas se a função do sistema considerado é equivalente. Análise de inventário Na análise de inventário, o material e os fluxos de energia são aproveitados e listados durante sua vida inteira. Em uma primeira etapa, as estruturas do processo são modeladas para ter uma base para produção dos dados. O material e os fluxos de energia são determinados como tamanhos de entradas/saídas para cada processo parcial com relação ao limite do sistema. As relações entre os módulos e o meio ambiente são representadas pela ligação de todos os processos parciais, e o balanço massa/energia é construído como o inventário de todo sistema. Todos materiais e fluxos de energia, aos quais passam pelos limites do sistema, são listados como quantidades em unidades físicas. Os dados fazem referência à unidade de função. Avaliação de Impacto A avaliação de impacto é a estimativa dos fluxos de materiais e energia obtidas na análise de inventário de acordo com certos efeitos ambientais. Portanto, a avaliação de impacto permite o reconhecimento, síntese, e quantificação dos efeitos ambientais potenciais dos sistemas examinados e gera informações essenciais para a avaliação. Diferentes comitês ainda estão trabalhando no desenvolvimento do método. Um primeiro consenso internacional surgiu na ISO DIN 14042, tomando as recomendações básicas da SETAC (SETAC, 1993). As etapas individuais de avaliação de impacto, p.ex. a definição das categorias de efeitos, classificação e caracterização são expostas como segue. Na estrutura classificação, os fluxos de material e de energia examinados na análise de inventário são atribuídos efeitos ambientais (categorias de efeito), os quais têm de ser fixados anteriormente. As seguintes categorias de impacto são usualmente incluídas na LCA: - Aquecimento global (GWP) - Depleção de ozônio (estratosférico) (ODP) - Geração fotoquímica de ozônio (Troposférico) (POCP) - Acidificação (AP) 7

8 - Eutrofização (NP) - Toxidade para seres humanos (HTP) - Ecotoxicicidade (ETP) - Uso da terra As categorias de impacto descrevem os efeitos potenciais sobre os seres humanos e o meio ambiente. Entre outras coisas, elas diferem de acordo com suas referências espaciais (efeitos globais, regionais e locais). Em princípio, cada efeito ambiental pode ser incluído no exame, tão logo os dados necessários, o modelo adequado para a descrição e o estabelecimento de parâmetros dos efeitos estejam disponíveis. Um fluxo de material pode ser atribuído a vários efeitos ambientais. Na etapa caracterização, a quantificação dos valores atribuídos é realizada. Com o auxílio de fatores de equivalência, as diferentes contribuições dos materiais são agregadas a um efeito ambiental e definidas com relação a uma substância de referência. Os fluxos listados na análise de inventário são multiplicados com os fatores de equivalência correspondentes e as contribuições individuais são somadas. O potencial de impacto determinado representa a medida de um possível dano ambiental. As quantidades dos diferentes impactos potenciais não são diretamente comparáveis com outras. No desenrolar da padronização o resultado de um determinado impacto potencial é relacionado a um valor de referência relacionado a uma área específica. Uma agregação continua das categorias de impacto para um ou vários índices não é realizada. A necessária avaliação dos critérios individuais pode apenas ser derivada de critérios individuais marginais que não são passíveis, em geral, de inferência de maneira científica. Interpretação A etapa de interpretação é onde é feita a análise dos resultados, bem como a explicação do significado e das restrições. Os fatos essenciais, baseados nos resultados da análise de inventário e na avaliação de impacto, são determinados e confirmados com relação a sua plenitude, sensibilidade e consistência. As suposições feitas na fase de definição dos objetivos e metas têm de ser consideradas. Baseado nisto, conclusões têm de ser construídas e recomendações devem ser feitas. 8

9 Bibliografia Striegel, G. (2000). Entwicklung von Methodenbausteinen für die Ökobilanzierung technischer Verfahren am Beispiel von zwei Fallstudien. Dissertation, Friedrich- Schiller-Universität Jena, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie, Chemisch-Geowissenschaftliche Fakultät. Umweltbundesamt. (1992). Ökobilanzen für Produkte, Bedeutung Sachstand Persepektiven. Berlin: Umweltbundesamt. Umweltbundesamt. (1995). Methodik der produktbezogenen Ökobilanzen Wirkungsbilanz und Bewertung. Berlin: Umweltbundesamt. ISO/EN/DIN (1997). Umweltmanagement, Ökobilanz, Prinzipien und allgemeine Anforderungen. ISO/EN/DIN (1998). Umweltmanagement, Produkt-Ökobilanz, Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens sowie Sachbilanz. ISO/EN/DIN (2000). Umweltmanagement, Ökobilanz, Wirkungsabschätzung. ISO/EN/DIS (2000). Umweltmanagement, Ökobilanz, Auswertung. Burgess, A.A. und Brennan, D.J. (2001). Application of life cycle assessment to chemical processes. Chemical Engineering Science, 56(2001), Curran, M.A. (2000). Life Cycle Assessment: An International Experience. Environmental Progress, 19(2), Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC): Guidelines for Life-Cycle Assessment, A "Code of Practice"; SETAC Workshop in Sesimbra , Brüssel,