Evaluación de Ciclo de Vida de la Producción de Celulosa ECF utilizando Modelo ReCiPe.

Abstract

Las crecientes presiones del mercado internacional han obligado a la industria celulósica a gestionar sus aspectos e impactos socioambientales en todo el ciclo de vida de sus productos, mediante herramientas metodológicas estandarizadas, con el fin de cuidar el prestigio y competitividad de sus productos. En este contexto, el objetivo de esta memoria de título es obtener el perfil ambiental de la producción de celulosa ECF a partir de pino en Chile y evaluar potenciales escenarios de mejoramiento. Como marco metodológico se utilizó la Norma ISO/NCh 14040-44:2006 para la realización de la evaluación ambiental de ciclo de vida, en base a información primaria proveniente de una planta tipo a nivel nacional y de las bases de datos de Ecoinvent. Estas bases de datos fueron adaptadas a la red eléctrica nacional del año 2018. El perfil ambiental de la celulosa ECF se determinó mediante el modelo ReCiPe 2016, considerando 11 impactos intermedios y 3 impactos finales, utilizando el software SimaPro. Los resultados muestran que la categoría de impacto intermedio más afectada es la eutroficación de agua dulce, principalmente relacionada con la producción de insumos químicos, como el clorato de sodio e hidróxido de sodio. El segundo impacto intermedio más relevante es la escasez de recursos fósiles, donde el consumo de fuel oil es el responsable de un 40% de dicho impacto, seguido por la producción de insumos químicos con un 20%. En lo que respecta a la categoría de calentamiento global, la contribución mayoritaria corresponde a la producción de insumos químicos, causada por la utilización intensiva de electricidad en los procesos electroquímicos asociados. Por su parte, la categoría de impacto final más relevante es el daño a la salud humana, principalmente por la producción de insumos químicos. Para todos los indicadores, la electricidad vendida al SEN produce un importante impacto positivo debido a los impactos que se evitan al reemplazar una cantidad equivalente de energía que se generaría con la matriz fósil del sistema público. El reemplazo del fuel oil por gas natural licuado es ambientalmente favorable, aunque su efecto cuantitativo significa una reducción inferior a 10% en la categoría de calentamiento global. Finalmente, el escenario con la matriz energética 100% renovable tiene un claro impacto positivo en todos los impactos, principalmente en las categorías de calentamiento global, generación de partículas finas y eutroficación; sin embargo, su efecto cuantitativo en el perfil ambiental total se ve reducido por la menor cantidad de impactos evitados, al ser una matriz eléctrica en base renovable. Debido a que no existen estudios publicados de esta índole para la realidad nacional, este trabajo se puede considerar como una primera aproximación para construir una línea base que sirva de referencia para trabajos posteriores, tanto en aspectos metodológicos como en sus resultados. Cabe destacar que no existen trabajos publicados acerca del perfil ambiental de la producción de celulosa con categorías de impacto final, por lo que este trabajo debe ser considerado como pionero en este aspecto.

The growing pressures of the international market have forced the pulp industry to manage its socio-environmental aspects and impacts throughout the life cycle of its products, using standardized methodological tools, to protect the prestige and competitiveness of its products. Within this context, the objective of this work is to obtain the environmental profile of ECF pulp production from pinewood in Chile and identify options for environmental improvement. The ISO/NCh 14040-44:2006 Standard was used as a methodological framework to carry out the environmental assessment of the life cycle, based on primary data from a standard plant at the national level and from the Ecoinvent databases. These databases were adapted to the 2018 national electricity grid. The environmental profile of ECF pulp was determined using the ReCiPe 2016 model, considering 11 intermediate impacts and 3 final impacts, using the SimaPro software. Results show that the most affected intermediate impact category is freshwater eutrophication, mainly related to the production of chemicals, such as sodium chlorate and sodium hydroxide. The second most relevant intermediate impact is the scarcity of fossil resources, where fuel oil consumption is responsible for 40% such impact, followed by the production of chemicals with 20%. Regarding the global warming category, the main contribution corresponds to the production of chemicals, caused by the intensive use of electricity in the associated electrochemical processes. The most relevant final impact category is damage to human health, mainly due to the use of electricity in the chemicals production system. In all cases, the electricity sold to the SEN produces an important positive effect due to the impacts that are avoided by replacing an equivalent amount of energy that would be generated with the fossil matrix of the public system. The replacement of fuel oil by liquefied natural gas is environmentally favorable, although its quantitative effect means a reduction of less than 10% in the global warming category. Finally, the scenario with the 100% renewable energy matrix has a clear positive impact on all impacts, mainly in the categories of global warming, generation of fine particles and eutrophication; however, its quantitative effect on the total environmental profile is reduced by the lower number of impacts avoided, as it is a renewable-based electrical matrix. Since there are no published studies of this nature for the national reality, this work should be regarded as a first approximation to build a baseline that serves as a reference for subsequent work. Finally, it should be mentioned that there are no published works on the environmental profile of pulp production using end-point impact categories, so this work should be considered pioneering in this regard.