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COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº 175740 Acv simplificada de materiais de construção Fernanda Belizario Silva Palestra apresentado na Rede ACV Simplificada para Avaliação Ambiental Rápida e Confiável de Materiais de Construção, 2018, São Paulo A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP 01064-970 São Paulo SP Brasil CEP 05508-901 Tel 11 3767 4374/4000 Fax 11 3767-4099 www.ipt.br

ACV simplificada de materiais de construção Fernanda Belizario Silva

Ciclo de vida do produto

Fluxos de entrada e saída de cada processo

Categorias de impacto ambiental Escassez de recursos minerais Acidificação Ecotoxicidade terrestre Escassez de recursos fósseis Formação de particulado fino Eutrofização marinha Consumo de água Depleção de ozônio estratosférico Eutrofização de água doce Uso da terra Radiação ionizante Ecotoxicidade marinha Aquecimento global Toxicidade humana não-carcinog. Ecotoxicidade de água doce Formação de ozônio fotoquímico Toxicidade humana carcinogênica ReCiPe Midpoint H

Significado / uso de múltiplos indicadores ambientais Categoria de impacto Unidade Resultado por kg de CP-II-E Fábrica A Fábrica B Aquecimento global kg CO2 eq 0,62 0,50 Depleção de ozônio estratosférico kg CFC11 eq 9,5E-08 8,1E-08 Radiação ionizante kbq Co-60 eq 0,0030 0,0026 Formação de ozônio fotoquímico (saúde humana) kg NOx eq 9,2E-04 2,0E-03 Formação de particulado fino kg PM2.5 eq 2,2E-04 3,7E-04 Formação de ozônio fotoquímico (ecossistemas) kg NOx eq 9,2E-04 2,0E-03 Acidificação kg SO2 eq 5,4E-04 9,8E-04 Eutrofização de água doce kg P eq 7,9E-06 7,9E-06 Eutrofização marinha kg N eq 5,9E-07 6,1E-07 Ecotoxicidade terrestre kg 1,4-DCB 0,45 0,99 Ecotoxicidade de água doce kg 1,4-DCB 3,2E-04 3,0E-04 Ecotoxicidade marinha kg 1,4-DCB 6,8E-04 1,1E-03 Toxicidade humana carcinogênica kg 1,4-DCB 8,6E-04 5,8E-04 Toxicidade humana não-carcinogênica kg 1,4-DCB 0,021 0,079 Uso da terra m2a crop eq 3,2E-04 9,1E-03 Escassez de recursos minerais kg Cu eq 1,2E-03 1,1E-03 Escassez de recursos fósseis kg oil eq 0,021 0,023 Consumo de água m3 0,0031 0,0028 ReCiPe Midpoint H

Extensão da coleta de dados Categoria de impacto Aquecimento global 189 Depleção de ozônio estratosférico 22 Radiação ionizante 21 30 Formação de ozônio fotoquímico (saúde humana) 167 Formação de particulado fino 10 Formação de ozônio fotoquímico (ecossistemas) 167 Acidificação 10 Eutrofização de água doce 3 7 Eutrofização marinha 14 3 Ecotoxicidade terrestre 2256 2256 2251 Ecotoxicidade de água doce 2257 2257 2252 Ecotoxicidade marinha 2257 2257 2252 Toxicidade humana carcinogênica 607 607 603 Toxicidade humana não-carcinogênica 443 443 438 Uso da terra 91 Escassez de recursos minerais 131 Escassez de recursos fósseis 21 Consumo de água 1 1 ReCiPe Midpoint H

OBJETIVO Reduzir o escopo da ACV de produtos de construção aos fluxos de inventário e às categorias de impacto que podem ser efetivamente medidos e influenciados pelo setor da construção civil

MÉTODO 1 Seleção dos materiais de construção Habitação de interesse social 2 Elaboração dos inventários de ciclo de vida Base de dados ecoinvent 3 4 Cálculo dos indicadores de impacto ambiental Identificação dos fluxos e dos processos causadores dos impactos ReCiPe Midpoint H / Simapro Networks / planilhas 5 Classificação dos processos como foreground ou background Dados de market share 6 Cálculo das parcelas de impacto foreground e background 4 x 5

CLASSIFICAÇÃO FOREGROUND / BACKGROUND ILCD Handbook Management perspective Foreground: processos que são controlados ou que podem ser influenciados pelo tomador de decisão Background: processos que não podem ser influenciados pelo tomador de decisão Poder de influência sobre determinado processo: importância como cliente Medida: parcela dos produtos consumida pela construção civil (foreground 20%)

CLASSIFICAÇÃO FOREGROUND / BACKGROUND FOREGROUND Setor econômico / industrial % consumo Cimento 100% Minerais de construção ~ 100% Produtos cerâmicos 100% Gipsita 80% Cal 39% Madeira (exceto celulose) 81% Aço 40% Cobre 27% PVC 65% Tintas 84% BACKGROUND Setor econômico / industrial % consumo Alumínio 15% Outros termoplásticos 16% Zinco 11% Outros produtos químicos <7% Outros metais <5% Papel ~ 3% Agricultura (exceto madeira) ~ 0% Eletricidade 8% Combustíveis 13% Transportes 6% Fornecimento de água ~ 2% Tratamento comum de resíduos s/ dados % consumo com base em relatórios setoriais

EXEMPLO

EXEMPLO

EXEMPLO Aquecimento global

EXEMPLO Radiação ionizante

Mass in reference house (%) Global warming potential Fine particulate matter formation Ozone formation - Human Health Ozone formation - Terrestrial ecossystem Terrestrial acidification Freshwater Eutrophication Marine eutrophication Human carcinogenic toxicity Human noncarcinogenic toxicity Terrestrial ecotoxicity Freshwater Ecotoxicity Marine ecotoxicity Ionizing radiation Stratospheric ozone depletion Land use Fossil resource scarcity Mineral resource scarcity Water consumption Parcela foreground de cada impacto e de cada produto Impact categories Construction product GWP FPMF OFHH OFTE TA FE ME HCT HNCT TET FET MET IR SOD LU FRS MRS WC Paint 0,2 56 60 58 57 60 54 54 72 61 73 66 66 52 64 83 88 80 46 Adhesive mortar 0,5 49 45 35 35 45 49 41 63 48 51 52 53 42 33 92 68 84 34 Aluminum door 0,03 12 2 10 10 4 0 0 0 2 74 0 2 0 3 68 92 0 0 Base plaster 14,4 87 66 74 73 68 0 2 9 20 85 4 15 0 9 97 86 95 74 Bronze connection 0,002 34 82 83 83 81 98 88 91 97 99 99 98 0 5 64 64 73 37 Electric cable 0,02 16 88 66 65 87 98 89 91 97 99 99 98 0 3 93 100 94 71 Ceramic tiles 1,0 60 95 46 46 37 22 16 22 9 8 15 15 12 27 83 74 72 42 Clay block 21,6 79 59 76 76 56 0 0 37 0 19 0 0 0 6 96 78 100 23 Concrete 47,3 91 76 81 81 77 0 2 12 16 74 1 6 0 12 81 92 96 83 Copper pipe 0,01 31 91 79 79 92 97 88 90 97 99 99 98 0 2 93 77 94 73 Copper wire 0,005 38 92 82 81 93 98 91 94 97 99 99 98 0 3 93 87 94 79 Wooden door 0,1 18 37 40 41 21 5 1 45 19 33 22 12 3 28 98 58 40 16 Gravel 8,9 48 57 82 82 47 0 0 44 4 26 5 5 0 28 98 63 18 96 Light steel frame profile 0,6 49 64 41 40 79 9 7 87 45 5 14 12 0 4 24 82 22 47 PVC pipe 0,1 86 77 90 90 79 2 69 4 10 85 6 8 0 82 98 91 71 79 Reinforcing steel 0,7 62 52 39 39 39 21 0 96 37 67 51 51 0 3 9 80 70 76 Roof tile 4,4 78 56 75 75 53 0 0 38 0 14 0 0 0 4 91 78 100 15 Window frame 0,1 13 2 10 9 4 4 0 1 1 60 12 13 0 1 75 86 0 0 Weighted average of ref. house 81 68 77 77 65 0 1 22 11 55 2 6 0 11 87 84 88 65

Mass in reference house (%) Global warming potential Fine particulate matter formation Ozone formation - Human Health Ozone formation - Terrestrial ecossystem Terrestrial acidification Freshwater Eutrophication Marine eutrophication Human carcinogenic toxicity Human noncarcinogenic toxicity Terrestrial ecotoxicity Freshwater Ecotoxicity Marine ecotoxicity Ionizing radiation Stratospheric ozone depletion Land use Fossil resource scarcity Mineral resource scarcity Water consumption Categorias de impacto foreground para todos os materiais Impact categories Construction product GWP FPMF OFHH OFTE TA FE ME HCT HNCT TET FET MET IR SOD LU FRS MRS WC Paint 0,2 56 60 58 57 60 54 54 72 61 73 66 66 52 64 83 88 80 46 Adhesive mortar 0,5 49 45 35 35 45 49 41 63 48 51 52 53 42 33 92 68 84 34 Aluminum door 0,03 12 2 10 10 4 0 0 0 2 74 0 2 0 3 68 92 0 0 Base plaster 14,4 87 66 74 73 68 0 2 9 20 85 4 15 0 9 97 86 95 74 Bronze connection 0,002 34 82 83 83 81 98 88 91 97 99 99 98 0 5 64 64 73 37 Electric cable 0,02 16 88 66 65 87 98 89 91 97 99 99 98 0 3 93 100 94 71 Ceramic tiles 1,0 60 95 46 46 37 22 16 22 9 8 15 15 12 27 83 74 72 42 Clay block 21,6 79 59 76 76 56 0 0 37 0 19 0 0 0 6 96 78 100 23 Concrete 47,3 91 76 81 81 77 0 2 12 16 74 1 6 0 12 81 92 96 83 Copper pipe 0,01 31 91 79 79 92 97 88 90 97 99 99 98 0 2 93 77 94 73 Copper wire 0,005 38 92 82 81 93 98 91 94 97 99 99 98 0 3 93 87 94 79 Wooden door 0,1 18 37 40 41 21 5 1 45 19 33 22 12 3 28 98 58 40 16 Gravel 8,9 48 57 82 82 47 0 0 44 4 26 5 5 0 28 98 63 18 96 Light steel frame profile 0,6 49 64 41 40 79 9 7 87 45 5 14 12 0 4 24 82 22 47 PVC pipe 0,1 86 77 90 90 79 2 69 4 10 85 6 8 0 82 98 91 71 79 Reinforcing steel 0,7 62 52 39 39 39 21 0 96 37 67 51 51 0 3 9 80 70 76 Roof tile 4,4 78 56 75 75 53 0 0 38 0 14 0 0 0 4 91 78 100 15 Window frame 0,1 13 2 10 9 4 4 0 1 1 60 12 13 0 1 75 86 0 0 Weighted average of ref. house 81 68 77 77 65 0 1 22 11 55 2 6 0 11 87 84 88 65

Mass in reference house (%) Global warming potential Fine particulate matter formation Ozone formation - Human Health Ozone formation - Terrestrial ecossystem Terrestrial acidification Freshwater Eutrophication Marine eutrophication Human carcinogenic toxicity Human noncarcinogenic toxicity Terrestrial ecotoxicity Freshwater Ecotoxicity Marine ecotoxicity Ionizing radiation Stratospheric ozone depletion Land use Fossil resource scarcity Mineral resource scarcity Water consumption Categorias de impacto foreground apenas para alguns materiais Impact categories Construction product GWP FPMF OFHH OFTE TA FE ME HCT HNCT TET FET MET IR SOD LU FRS MRS WC Paint 0,2 56 60 58 57 60 54 54 72 61 73 66 66 52 64 83 88 80 46 Adhesive mortar 0,5 49 45 35 35 45 49 41 63 48 51 52 53 42 33 92 68 84 34 Aluminum door 0,03 12 2 10 10 4 0 0 0 2 74 0 2 0 3 68 92 0 0 Base plaster 14,4 87 66 74 73 68 0 2 9 20 85 4 15 0 9 97 86 95 74 Bronze connection 0,002 34 82 83 83 81 98 88 91 97 99 99 98 0 5 64 64 73 37 Electric cable 0,02 16 88 66 65 87 98 89 91 97 99 99 98 0 3 93 100 94 71 Ceramic tiles 1,0 60 95 46 46 37 22 16 22 9 8 15 15 12 27 83 74 72 42 Clay block 21,6 79 59 76 76 56 0 0 37 0 19 0 0 0 6 96 78 100 23 Concrete 47,3 91 76 81 81 77 0 2 12 16 74 1 6 0 12 81 92 96 83 Copper pipe 0,01 31 91 79 79 92 97 88 90 97 99 99 98 0 2 93 77 94 73 Copper wire 0,005 38 92 82 81 93 98 91 94 97 99 99 98 0 3 93 87 94 79 Wooden door 0,1 18 37 40 41 21 5 1 45 19 33 22 12 3 28 98 58 40 16 Gravel 8,9 48 57 82 82 47 0 0 44 4 26 5 5 0 28 98 63 18 96 Light steel frame profile 0,6 49 64 41 40 79 9 7 87 45 5 14 12 0 4 24 82 22 47 PVC pipe 0,1 86 77 90 90 79 2 69 4 10 85 6 8 0 82 98 91 71 79 Reinforcing steel 0,7 62 52 39 39 39 21 0 96 37 67 51 51 0 3 9 80 70 76 Roof tile 4,4 78 56 75 75 53 0 0 38 0 14 0 0 0 4 91 78 100 15 Window frame 0,1 13 2 10 9 4 4 0 1 1 60 12 13 0 1 75 86 0 0 Weighted average of ref. house 81 68 77 77 65 0 1 22 11 55 2 6 0 11 87 84 88 65

Mass in reference house (%) Global warming potential Fine particulate matter formation Ozone formation - Human Health Ozone formation - Terrestrial ecossystem Terrestrial acidification Freshwater Eutrophication Marine eutrophication Human carcinogenic toxicity Human noncarcinogenic toxicity Terrestrial ecotoxicity Freshwater Ecotoxicity Marine ecotoxicity Ionizing radiation Stratospheric ozone depletion Land use Fossil resource scarcity Mineral resource scarcity Water consumption Categorias de impacto background Impact categories Construction product GWP FPMF OFHH OFTE TA FE ME HCT HNCT TET FET MET IR SOD LU FRS MRS WC Paint 0,2 56 60 58 57 60 54 54 72 61 73 66 66 52 64 83 88 80 46 Adhesive mortar 0,5 49 45 35 35 45 49 41 63 48 51 52 53 42 33 92 68 84 34 Aluminum door 0,03 12 2 10 10 4 0 0 0 2 74 0 2 0 3 68 92 0 0 Base plaster 14,4 87 66 74 73 68 0 2 9 20 85 4 15 0 9 97 86 95 74 Bronze connection 0,002 34 82 83 83 81 98 88 91 97 99 99 98 0 5 64 64 73 37 Electric cable 0,02 16 88 66 65 87 98 89 91 97 99 99 98 0 3 93 100 94 71 Ceramic tiles 1,0 60 95 46 46 37 22 16 22 9 8 15 15 12 27 83 74 72 42 Clay block 21,6 79 59 76 76 56 0 0 37 0 19 0 0 0 6 96 78 100 23 Concrete 47,3 91 76 81 81 77 0 2 12 16 74 1 6 0 12 81 92 96 83 Copper pipe 0,01 31 91 79 79 92 97 88 90 97 99 99 98 0 2 93 77 94 73 Copper wire 0,005 38 92 82 81 93 98 91 94 97 99 99 98 0 3 93 87 94 79 Wooden door 0,1 18 37 40 41 21 5 1 45 19 33 22 12 3 28 98 58 40 16 Gravel 8,9 48 57 82 82 47 0 0 44 4 26 5 5 0 28 98 63 18 96 Light steel frame profile 0,6 49 64 41 40 79 9 7 87 45 5 14 12 0 4 24 82 22 47 PVC pipe 0,1 86 77 90 90 79 2 69 4 10 85 6 8 0 82 98 91 71 79 Reinforcing steel 0,7 62 52 39 39 39 21 0 96 37 67 51 51 0 3 9 80 70 76 Roof tile 4,4 78 56 75 75 53 0 0 38 0 14 0 0 0 4 91 78 100 15 Window frame 0,1 13 2 10 9 4 4 0 1 1 60 12 13 0 1 75 86 0 0 Weighted average of ref. house 81 68 77 77 65 0 1 22 11 55 2 6 0 11 87 84 88 65

Mass in reference house (%) Global warming potential Fine particulate matter formation Ozone formation - Human Health Ozone formation - Terrestrial ecossystem Terrestrial acidification Freshwater Eutrophication Marine eutrophication Human carcinogenic toxicity Human noncarcinogenic toxicity Terrestrial ecotoxicity Freshwater Ecotoxicity Marine ecotoxicity Ionizing radiation Stratospheric ozone depletion Land use Fossil resource scarcity Mineral resource scarcity Water consumption Análise dos fluxos Impact categories Construction product GWP FPMF OFHH OFTE TA FE ME HCT HNCT TET FET MET IR SOD LU FRS MRS WC Paint 0,2 56 60 58 57 60 54 54 72 61 73 66 66 52 64 83 88 80 46 Adhesive mortar 0,5 49 45 35 35 45 49 41 63 48 51 52 53 42 33 92 68 84 34 Aluminum door 0,03 12 2 10 10 4 0 0 0 2 74 0 2 0 3 68 92 0 0 Base plaster 14,4 87 66 74 73 68 0 2 9 20 85 4 15 0 9 97 86 95 74 Bronze connection 0,002 34 82 83 83 81 98 88 91 97 99 99 98 0 5 64 64 73 37 Electric cable 0,02 16 88 66 65 87 98 89 91 97 99 99 98 0 3 93 100 94 71 Ceramic tiles 1,0 60 95 46 46 37 22 16 22 9 8 15 15 12 27 83 74 72 42 Clay block 21,6 79 59 76 76 56 0 0 37 0 19 0 0 0 6 96 78 100 23 Concrete 47,3 91 76 81 81 77 0 2 12 16 74 1 6 0 12 81 92 96 83 Copper pipe 0,01 31 91 79 79 92 97 88 90 97 99 99 98 0 2 93 77 94 73 Copper wire 0,005 38 92 82 81 93 98 91 94 97 99 99 98 0 3 93 87 94 79 Wooden door 0,1 18 37 40 41 21 5 1 45 19 33 22 12 3 28 98 58 40 16 Gravel 8,9 48 57 82 82 47 0 0 44 4 26 5 5 0 28 98 63 18 96 Light steel frame profile 0,6 49 64 41 40 79 9 7 87 45 5 14 12 0 4 24 82 22 47 PVC pipe 0,1 86 77 90 90 79 2 69 4 10 85 6 8 0 82 98 91 71 79 Reinforcing steel 0,7 62 52 39 39 39 21 0 96 37 67 51 51 0 3 9 80 70 76 Roof tile 4,4 78 56 75 75 53 0 0 38 0 14 0 0 0 4 91 78 100 15 Window frame 0,1 13 2 10 9 4 4 0 1 1 60 12 13 0 1 75 86 0 0 Weighted average of ref. house 81 68 77 77 65 0 1 22 11 55 2 6 0 11 87 84 88 65

Terrestrial acidification Window frame Roof tile Reinforcing steel PVC pipe Galvanized light steel frame Gravel Wooden door Copper wire Copper pipe Concrete Clay block Ceramic tiles Electric cable Bronze connection Base plaster Aluminum door Adhesive mortar Paint NOx, air SO2, air Ammonia, air Remaining substances 0% 20% 40% 60% 80% 100%

FOREGROUND Aquecimento global CO2 Formação de ozônio fotoquímico Acidificação Formação de particulado fino NOx SO2 PM 2.5 Emissões diretas e de processos de combustão de combustíveis fósseis + CaCO3 decomposition Ecotoxicidade terrestre Cu, Hg, Ni, V Toxicidade humana não carcinogênica Zn

FOREGROUND Escassez de recursos minerais Escassez de recursos fósseis alumínio argila cobre óleo carvão gás natural gipsita ferro zinco (+minerais de construção) Consumo de água Uso da terra água (consumo) água (evaporação) aterro floresta mineração

FOREGROUND (apenas para materiais de cobre e aço) Ecotoxicidade de água doce Ecotoxicidade marinha Toxicidade humana não-carcin. Toxicidade humana carcinogênica Cu, Ni, V Zn Cr (VI) Emissões lixiviadas de aterros de resíduos de mineração e processamento de cobre e aço (ferro) Eutrofização de água doce PO 4 3- Eutrofização marinha NO 3 -

BACKGROUND Depleção de ozônio estratosférico Emissão fugitiva de gases halogenados (gases refrigerantes e extintores, principalmente na extração de petróleo) Radiação ionizante Emissão de substâncias radioativas a partir de resíduos de combustíveis nucleares (parcela nuclear da matriz energética)

ACV SIMPLIFICADA PARA PRODUTOS DE CONSTRUÇÃO 7 grupos de categorias de impacto para todos os materiais 3 grupos para cobre e aço 10 3 +6 3 1 7 CO2 NOx SO2 PM 2.5 Cu Hg Ni V Zn H2O aterro floresta mineração alumínio gipsita argila ferro cobre zinco minerais de construção óleo carvão gás natural água Zn V Ni Cu Cr (VI) PO 4 3- NO 3 -

CONCLUSÕES 10 grupos de categorias de impacto + 30 fluxos de inventário são suficientes para representar o desempenho ambiental de produtos de construção 7 grupos + 23 fluxos para todos os materiais 3 grupos + 7 fluxos específicos para materiais de cobre e aço Direcionamento, harmonização e simplificação da coleta de dados Redução de custos da ACV maior cobertura de dados amostras + representativas Facilitação da criação de bases de dados de ACV de produtos de construção

EQUIPE Prof. Dr. Vanderley John (POLI-USP) Eng. Yazmin Lisbeth Mack-Vergara (POLI-USP, ETH) Me. Daniel da Costa Reis (POLI-USP) Me. Fernanda Belizario Silva (POLI-USP, IPT) Lucas Pessoto (POLI-USP, IPT) Prof. Dr. Sérgio Pacca (EACH-USP) Me. Haibo Feng (UBC, ETH) Prof. Dr. Guillaume Habert (ETH) Prof. Dr. Sebastién Lasvaux (HES-SO)

Obrigada fernanda.belizario@lme.pcc.usp.br Icons by thenounproject.com