APLICAÇÕES E BENEFÍCIOS DA AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA:
UMA ABORDAGEM POR ESTUDOS DE CASO
Rodrigo Salvador[Bolsista Cnpq] 1, Antonio Carlos de Francisco [orientador] 2, Bruna W. Horchulhack[Colaborador] 3, Cassiano Moro Piekarski [Colaborador] 4, Leila Mendes da Luz
[Colaborador] 5
1,3
Engenharia de Produção, Curso de Engenharia de Produção
2,4,5
Programa de Pós Graduação em Engenharia de Produção Campus PONTA GROSSA
Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Avenida Monteiro Lobato, km. 04 – Ponta Grossa/PR, Brasil - CEP 84016-210 rodrigo.v.salvador@hotmail.com, acfrancisco@utfpr.edu.br, bruna.horchulhack@gmail.com,
cassianopiekarski@gmail.com, leila.mendesdaluz@gmail.com
Resumo - Este artigo apresenta de forma rápida e objetiva aplicações de Avaliação do Ciclo de vida, metodologia regida no Brasil pelas normas ABNT NBR ISO 14040 e 14044, ilustrando os ganhos provenientes da aplicação. O estudo teve como objetivo realizar uma pesquisa bibliográfica levantando estudos de caso, revelando usos da ACV e mostrando os principais resultados obtidos. A utilização da ACV pode dirigir à vantagem econômica por apontar melhorias no gerenciamento de insumos, otimização de processo, produção mais limpa, logrando vantagem competitiva por meio de marketing e afins.
Palavras-chave: ACV; Gerenciamento de recursos; Performance Ambiental; Produção mais limpa.
Abstract - This article presents a fast and objective analysis of the lifecycle assessment applications, methodology normatized in Brazil by ABNT NBR ISO 14040 and 14044 and show the benefits provides per application. The study aimed to conduct a literature raising case studies revealing uses of LCA and showing the main results. The use of LCA can drive economic advantage by pointing to improvements in the management of inputs, process optimization, cleaner production, achieving competitive advantage through marketing and related.
Keywords: LCA; Resource management; Environmental Performance; Cleaner Production.
INTRODUÇÃO
Os estudos sobre Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), ou Life Cycle Assessment (LCA) em inglês, começaram a ser desenvolvidos na década de 1960, com a crise do petróleo que, segundo CETEA [1], levou a sociedade a questionar sobre o limite da extração dos recursos naturais, especialmente de combustíveis fósseis e de recursos minerais.
Com o impensado uso de recursos naturais e a depreciação do meio, a ACV tornou-se uma ferramenta de crucial importância tanto para a prestação de serviços como para a produção de bens na busca de melhorias da performance ambiental, apresentando também, entretanto, benefícios em outros usos.
A metodologia permite, pelo conhecimento detalhado de cada etapa de produção, a identificação das causas de impactos ambientais pelo processo e embasa propostas de melhorias relacionadas ao Sistema de Gestão Ambiental (SGA), pois de acordo com Green Research [2], estudos ACVs são a base da declaração ambiental de produto, uma ferramenta de comunicação de importância crescente. Podendo, também, acarretar em ganhos econômicos potenciais além dos ambientais já mencionados.
Empregando a ACV é possível avaliar a implementação de melhorias ou alternativas para produtos, processos ou serviço [1]. Pois, segundo Guinée [3], para muitos produtos, uma grande parte dos impactos ambientais não está no uso do produto, mas, na sua produção, transporte, ou eliminação.
Neste contexto, este artigo tem como objetivo ilustrar e discutir aplicações e benefícios provenientes da aplicação da ACV. Para tanto, realizou-se um levantamento bibliográfico e uma análise de diferentes estudos de casos. Seguindo este raciocínio, maiores esclarecimentos a respeito da metodologia são apresentados na seção seguinte.
AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA
A Avaliação do ciclo de vida é uma ferramenta de gestão que permite identificar aspectos e avaliar impactos ambientais potenciais ao longo do ciclo de vida de um produto ou serviço.
O estudo se caracteriza pela coleta de dados de todas as entradas e saídas dos processos ao longo de uma avaliação, como é chamada, do berço ao túmulo, que parte desde a extração da matéria-prima, processos de produção, uso, reciclagem, até a disposição de rejeitos.
A análise dos dados em etapas determinadas fornecem resultados qualitativos e quantitativos, caracterizando, ao final do processo de estudo, os impactos potenciais causados pela atividade em questão, discriminando quais são eles e quantificando a sua parcela na causa. O objetivo da ACV, colocado por Svoboda [4] não é chegar à resposta, mas sim fornecer subsídios importantes para um processo mais amplo de planejamento estratégico.
O anseio pelo desenvolvimento sustentável, de um modo geral, implica na busca constante de produções alternativas e o público consumidor também leva tais caraterísticas em conta na hora de comprar, portanto há um interesse crescente no papel que a informação e rotulagem tem no incentivo de produtos ambientalmente preferíveis [5].
Normalização. A aplicação da ACV é regida por duas normas, a ABNT NBR ISO
14040:2009 [6] que determina princípios e estrutura e ABNT NBR ISO 14044:2009 [7] que dita os requisitos e orientações.
Desenvolvimento de um estudo de ACV. Um estudo de ACV compreende quatro etapas,
conforme ilustra a Figura 1. A primeira é a definição de objetivo e escopo, onde define-se o objeto de estudo. A segunda se dá pela análise do inventário, que envolve a coleta de dados das entradas e saídas, necessários à análise para o alcance dos objetivos. A terceira consiste na avaliação dos impactos, que resulta em maiores informações a respeito do processo em estudo e sua importância no aspecto ambiental. A quarta e última é a interpretação do ciclo de vida, onde são discutidos os resultados e de acordo com as conclusões segue a tomada de decisão em concordância com os objetivos e escopo.
Figura 1 – Fases de uma ACV e seus relacionamentos Fonte: ABNT NBR ISO 14040:2009 [6]
Além destas quatro etapas existem alguns pontos essenciais a serem considerados em um estudo de ACV, como a definição da unidade funcional, que tem como proposito primário de acordo com ABNT [6] de fornecer uma referência a qual as entradas e saídas são relacionadas. Esta referência é necessária para assegurar a comparabilidade dos resultados de ACV. Também o estabelecimento das fronteiras do sistema, que consiste na delimitação da abrangência do processo em estudo. Convém-se que entradas e saídas das fronteiras sejam sempre fluxos elementares.
METODOLOGIA
A abordagem metodológica utilizada neste artigo é uma pesquisa bibliográfica, documental, qualitativa, que apresenta estudos de caso e seus respectivos resultados. O referencial teórico tem por base o histórico, aplicações e benefícios acarretados pela ACV em diferentes categorias de gestão em todos os setores da economia, como por exemplo a redução de impactos ambientais, otimização de recursos e gestão de processos, melhorias por mudança de tecnologia.
O levantamento de material se deu por pesquisas em periódicos internacionais como o
Journal of Cleaner Production, Environmental Science & Technology, e The International Journey of Life Cycle Assessment. Para documentos de base nacional, utilizou-se a base
Scielo, buscando-se publicações tratando de Avaliação do Ciclo de Vida.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Uma das vantagens de avaliar o ciclo de vida de um produto é conhecer detalhadamente cada etapa necessária para sua produção e utilização [8]. E de acordo com Benetto, Becker & Welfring [9], a ACV é definitivamente uma das ferramentas mais pertinentes para identificar oportunidades de melhoria na comparação de projetos alternativos a partir de uma perspectiva ambiental.
O levantamento bibliográfico de estudos de casos proposto pelo artigo é apresentado no Quadro 1. Para cada estudo levantado, foram identificados os benefícios gerados, a descrição do estudo ACV e os principais resultados obtidos com a aplicação da metodologia.
Quadro 1 – Descrição de estudos de caso utilizando como ferramenta de melhoria a ACV.
BENEFÍCIOS
GERADOS DESCRIÇÃO DO ESTUDO PRINCIPAIS RESULTADOS REFERÊNCIA
Construção de Inventário do Ciclo de Vida e
Otimização de recursos
Foram avaliadas todas as entradas e saídas do processo de produção de Medium Density Fibreboard (MDF) em duas fábricas espanholas e uma chilena durante um ano, com o objetivo de gerar um Inventário do Ciclo de Vida (ICV) abrangente para a fabricação de MDF. O estudo analisou ainda a influência dos fatores com forte dependência local, como o perfil de eletricidade e transporte final do produto. A avaliação do impacto foi realizada com a metodologia Ecoindicator 99. A unidade funcional adotada foi de 1m3 de MDF acabado para uma melhor comparação com outros materiais.
O volume de CO2 liberado pela queima de madeira foi
considerado igual ao necessário para a fotossíntese. A preparação da madeira apresenta as maiores contribuições para todas as categorias de impacto analisadas. Acabamentos mostraram uma contribuição significativa para carcinógenos e ecotoxicidade. A principal contribuição para estas categorias está relacionada ao consumo de energia. A preparação da madeira tem os maiores impactos nas categorias mencionadas já que é o mais dependente do uso de energia elétrica. Danos à qualidade dos ecossistemas são causados principalmente pela UF utilizada na preparação da madeira. Com relação ao transporte do produto final em uma análise comparativa dos impactos chegou-se à conclusão de que o transporte rodoviário (725 km) causa impactos maiores do que o transoceânico (10.000 km em média). Os resultados da análise de sensibilidade mostraram uma influência significativa tanto do transporte do produto final como do perfil de geração de eletricidade. (RIVELA, MOREIRA & FEIJOO, 2007) Avaliação de impactos ambientais e gestão de processos
O estudo visou quantificar os impactos ambientais da produção de cal em Cuba por meio da metodologia de ACV em uma avaliação do berço-a-porta e, também, estabelecer uma referência para melhoria pela comparação do impacto ambiental da indústria em Cuba com uma planta em um país industrializado (fábrica suíça). Para os impactos dos explosivos usados na pedreira e os sacos de papel utilizados para a embalagem do produto final, os dados para o inventário foram fornecidos pelo software LCA SimaPro 7,3. A unidade funcional adotada foi de uma tonelada de Ca(OH)2.
Os resultados mostram que esta indústria acarreta em importante impacto ambiental. A etapa de calcinação, o consumo de combustível, eletricidade e calcário são os principais contribuintes para o impacto ambiental do processo de produção. A avaliação econômica mostra as possibilidades de melhorar o desempenho ambiental, enquanto se alcança a redução de custos no processo de produção. As melhorias mais significativas no desempenho ambiental e economia de custos podem ser conseguidas através da melhoria da eficiência de energia da fase de calcinação, que pode ser alcançado parcialmente com investimentos moderados. A continuidade de melhorias só pode ser alcançada com atualização tecnológica, o que é vetado pelas duas fábricas, por implicar em elevado investimento econômico, geralmente impossibilitado em países em desenvolvimento.
(GUTIÉRREZ et. al., 2012)
BENEFÍCIOS
GERADOS DESCRIÇÃO DO ESTUDO PRINCIPAIS RESULTADOS REFERÊNCIA
Comparação do uso de equipamentos
O estudo constituiu da avaliação do ciclo de vida e custo do ciclo de vida de evaporadores para usinas de açúcar, realizando a comparação entre equipamentos constituídos por materiais diferentes, os quais um sistema de tubos de aço-carbono e três sistemas de tubos de aço inoxidável por meio do uso de metodologias de ACV e CCV (Custo do Ciclo de Vida) em conjunto. O estudo foi realizado dado o intervalo de trinta anos considerando os dados coletados. Como a função de um evaporador é evaporar a água presente no caldo de cana clarificado, a unidade funcional adotada foi a massa de água igual a 20.106 t (ou 20 Mt).
Os tubos de aço-carbono apresentam custo econômico imediato menor e tubos de aço inoxidável, maior. Pelo uso de metodologias de ACV e CCV em conjunto foi possível identificar que dado o tempo de estudo, os sistemas de produtos tubos em aço inoxidável em comparação com o sistema de produtos tubos em aço-carbono apresentam-se como alternativa mais viável ambientalmente, emitindo menos CO2, NOx,
materiais particulados, materiais suspensos e resíduos totais e que, por sua vez, o sistema de tubos de aço-carbono consumiu muito mais recursos não renováveis, água e energia primária total. (SANTOS & TENÓRIO, 2010) Ecodesign e Melhoria/Mudança Tecnológica de Processo Produtivo
O objetivo do estudo foi realizar a avaliação do valor ambiental acrescentado, incluindo a avaliação dos impactos ambientais do ciclo de vida da produção de Painel de Partículas Orientadas (Oriented Strand Boards (OSB)) em uma indústria (Kronospan) antes e depois da introdução da tecnologia “EcoDry”, por recolha de dados de alta qualidade relacionados com a produção do OSB. O estudo buscou avaliar, também, os efeitos sobre a cadeia de fornecimento a fim de ter uma avaliação abrangente da produção do painel. A realização do estudo se deu de acordo com as normas ISO 14040 e ISO 14044. O software Umberto 5.0 juntamente com a base de dados Ecoinvent 1.3 foram utilizados para cálculos da ACV e recolhimento de dados, por exemplo, nos setores de electricidade e produção de produtos químicos. Dados específicos da produção foram coletados no site da Kronospan. A unidade funcional adotada foi a produção de 1m3 de painel de partículas orientadas não-polido com uma espessura de 15 mm.
Considerando apenas as emissões de poluentes a partir do processo de produção de OSB, a redução do impacto na mudança climática e danos a saúde humana foi significativa. No entanto, observa-se que a redução dos impactos ambientais e danos permitidos pela tecnologia de secagem a vapor é contrabalançada pela mudança da mistura do adesivo utilizado na confecção do painel. Com efeito, a mistura de novo adesivo acarreta em maiores danos ambientais, devido à maior demanda de energia e matéria-prima. Desde 2004 a fábrica vem aplicando o sistema de “EcoDry” que se mostrou eficiente na diminuição das emissões de compostos orgânicos voláteis (COV). O uso da técnica se mostra ainda mais relevante quando apresenta redução da demanda de combustível (gás natural) na secagem, além de diminuir a quantidade necessária de adesivo (devido à densidade mais baixa da fita), o que proporciona uma maior resistência e mantém inalteradas as propriedades mecânicas do OSB. Devido à densidade do fio reduzida, a quantidade de madeira necessária é reduzida também. Considerando a redução da matéria-prima e consumo de energia na linha de produção, incluindo, por exemplo, redução das emissões de poluentes, perturbações odoríferas e consumo de adesivo. O que demonstra os benefícios ambientais gerados diretamente no local.
(BENETTO, BECKER & WELFRING, 2009)
BENEFÍCIOS
GERADOS DESCRIÇÃO DO ESTUDO PRINCIPAIS RESULTADOS REFERÊNCIA
Avaliação de impactos ambientais e suporte a tomada de decisão estratégica
O estudo analisou as primeiras fases da produção de madeira de alta qualidade desde a fase de preparação da terra até a colheita final e transporte para o portão da serraria, com o objetivo de identificar e quantificar o consequente impacto ambiental. A intenção foi fornecer aos decisores (produtores e decisores políticos) uma estrutura do sistema em camadas útil para a análise e identificação de todos os estágios do ciclo de vida que têm um impacto ambiental significativo. O software para ACV SimaPro desenvolvido pela Pré Consultants foi adotado para avaliação dos impactos. O restante dos dados necessários foram retirados da literatura. A unidade funcional utilizada foi de 1 m3 de madeira sólida seca (u = 12%).
Fertilizantes de lavoura à base de nitrogênio tiveram o maior impacto ambiental, respectivamente, através do consumo de diesel e uma alta taxa de volatilização de NH3. As emissões produzidas pela ureia podem ser reduzidas pela mudança para outros fertilizantes à base de nitrogênio com uma menor taxa de volatilização de amônia, ou pela escolha de biocombustíveis, que também pode representar uma alternativa ao diesel tradicional. Sistemas de proteção de plantas contra animais, tais como cercas metálicas representaram um ponto inesperado por causa da produção de aço e os processos de galvanização relacionados. Sistemas de proteção biodegradável podem ser adotados, em vez de cercas metálicas, embora esta escolha dependa do tamanho dos animais. O impacto ambiental devido aos fertilizantes (da produção e pulverização) foi o esperado. Os fertilizantes foram adicionados durante os seis primeiros anos e foi considerada uma das entradas mais relevante no sistema em análise. Os gases emitidos durante a produção de cercas metálicas (produção de aço e revestimento de zinco) têm uma enorme influência no impacto ambiental, influenciando todo o sistema em análise, particularmente no que diz respeito à oxidação fotoquímica, marítima, terrestre e ecotoxicidade de água doce. Esta entrada foi considerada como um ponto inesperado.
(CAMBRIA & PIRANGELI 2012)
A metodologia ACV é a mais completa e, ao mesmo tempo, a mais complexa para estudos de desempenho ambiental [10]. Neste aspecto, diversas características em um estudo ACV precisam ser consideradas e interpretadas. Através dos estudos levantados no Quadro 1, pode-se analisar tais características.
De acordo com GIANNETTI [8] ao definir a unidade funcional, por exemplo, deve-se considerar não a quantidade de produto, mas a função que este desempenha. Para uma mesma função pode haver vários produtos, constituído de diferentes materiais, em quantidade e qualidade. Assim mostra o estudo de RIVELA, MOREIRA & FEIJOO [11] no Quadro 1, onde os resultados são influenciados diretamente pela unidade funcional escolhida, além de constatarem os maiores impactos causados pelo processo de produção do MDF nas duas fábricas espanholas e na chilena são derivados do transporte.
No levantamento deste artigo, foram relatados estudos ACV que trabalharam com a redução de impactos (GUTIÉRREZ [12], SANTOS & TENÓRIO [13] e BENETTO, BECKER & WELFRING [9]) através da troca de tecnologia no processo de produção, em processos e produtos, assim como mudanças foram propostas no estudo de CAMBRIA & PIRANGELI [2] para a troca de insumos.
BENETTO, BECKER & WELFRING [9], entretanto mostram que pela realização de duas mudanças no processo de Painel de Partículas Orientadas (OSB) os resultados de uma, em contrapartida, reduziram as melhorias da outra, pressupondo melhoria não altamente significativa em relação ao Custo do Ciclo de Vida.
Em estudos ACV, também podem ser identificados impactos em cadeias secundárias à produção do bem, como mostra o estudo de CAMBRIA & PIRANGELI [14], onde um impacto inesperado é causado pelo processo de produção de cercas metálicas usadas na proteção contra animais.
Outrossim, é perceptível a redução de impacto aliada à otimização de processo, como mostram BENETTO, BECKER & WELFRING [9] em ACV na produção de Painel de Partículas Orientadas (OSB), onde a substituição do equipamento de secagem resulta em diminuição da emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) e redução da quantidade necessária de combustível para combustão.
Fazendo uso da metodologia ACV pode-se notar que há percepção e sensibilização pela organização onde se aplica o estudo das questões relacionadas ao aspecto ambiental. Como já dito, o desenvolvimento do estudo acarreta também em lucro, mesmo que de forma secundária, por meio de mudanças e reduções nos processos.
CONCLUSÕES
O estudo avaliou cenários diferentes no uso da Avaliação do Ciclo de Vida mostrando que a metodologia pode ser e é utilizada dentro dos vários setores da economia, servindo como estrutura para o desenvolvimento de produções mais limpas e sustentáveis.
A ACV permite ainda analisar o uso de tecnologias alternativas, possibilitando gerar ganhos econômicos por meio da desmaterialização (ferramenta da Ecologia Industrial que consiste na diminuição do uso de matérias-primas nos processos), e conquista de mercado. Levando-se em conta que, cada vez mais, produtos e processos “verdes” dirigem ao incremento da competitividade organizacional, o uso da ACV alavanca a vantagem competitiva através de benefícios na ordem econômico ambiental.
Ainda assim, é discutível se tal sensibilização pela parte interessada no lucro se dá realmente pela preocupação ambiental ou se somente pela oportunidade de lucro ainda maior, conquistando mercado através de ações que resultem em benefícios ambientais.
AGRADECIMENTOS
Fica o agradecimento à CNPq pelo apoio financeiro e aos que, de alguma forma, prestaram auxílio para a realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS
[1] CETEA/ITAL (2007). Avaliação do Ciclo de Vida como Instrumento de Gestão/. Leda Coltro (Org.). Campinas: CETEA/ITAL.
[2] Green Research (2011). Life Cycle Assessment: An Executive Overview of Applications, Market Drivers and Business Benefits.
[3] GUINÉE, Jeroen B. et al. (2011). Life Cycle Assessment: Past, Present, and Future. Environmental Science & Technology, v. 45, n. 1, p.90-96.
[4] SVOBODA, Susan (Comp.) (1995). Note on Life Cycle Analysis.
[5] MOLINA-MURILLO, Sérgio A.; SMITH, Timothy M. (2009). Exploring the use and impact of LCA-based information in corporate communications. The International Journal Of Life Cicle Assessment, n. 14, p.184-194.
[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR ISO 14040: Gestão Ambiental - Avaliação do ciclo de vida - Princípios e estrutura. Brasil, 2009a. [7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR ISO 14044:
Gestão Ambiental - Avaliação do ciclo de vida – Requisitos e Orientações. Brasil, 2009b.
[8] GIANNETTI, Biagio F. et al. (2008). Inventário de ciclo de vida da manufatura de seringas odontológicas. Produção, City, v. 18, n. 1, p.155-169.
[9] BENETTO, Enrico; BECKER, Marko; WELFRING, Joëlle (2009). Life Cycle Assessment of Oriented Strand Boards (OSB): from Process Innovation to Ecodesign. Environmental Science & Technology, v. 43, n. 15, p.6003-6009.
[10] BOCKEN, N.m.p. et. al. (2012). Development of a tool rapidly assessing the
implementation difficulty and emissions benefits of innovations. Tecnovation, v. 32, p.19-31.
[11] RIVELA, Beatriz; MOREIRA, Maria Teresa; FEIJOO, Gumersindo (2007). Life Cycle Inventory of Medium Density Fibreboard. Int J LCA 12 (3), p.143–150.
[12] GUTIÉRREZ, Alexis Sagastume et al. (2012). Evaluation of the environmental performance of lime production in Cuba. Journal Of Cleaner Production, p. 126-136. [13] SANTOS, Lino José Cardoso; TENÓRIO, Jorge Alberto S. (2010). Avaliação do ciclo
de vida e custeio do ciclo de vida de evaporadores para usinas de açúcar. Revista Escola de Minas, Minas Gerais (ouro Preto), p. 179-184.
[14] CAMBRIA, Daniele; PIERANGELI, Domenico (2012). Application of a life cycle assessment to walnut tree (Juglans regia L.) high quality wood production: a case study in southern Italy. Journal Of Cleaner Production, p. 37-46.
[15] RIVELA, Beatriz; MOREIRA, Maria Teresa; FEIJOO, Gumersindo (2011). Consequential life cycle assessment: a review. Int J LCA 16, p.445–453.
