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Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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Análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta a la puerta aplicado al proceso de
fundición en la empresa metal Green S.A.S
Javier Eduardo Villamizar Ramírez
Trabajo de grado presentado para optar el título de Ingeniera industrial
Director: Ing. Víctor Méndez
Universidad Santo Tomás
Facultad de Ingeniería Industrial
División de Ingenierías y Arquitectura
Bucaramanga
2017
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Tabla de Contenido
Pág.
1.1 Introducción .............................................................................................................................. 7
1.1.2 Formulación del problema ............................................................................................ 11
1.2 Justificación. ........................................................................................................................ 11
1.3 Alcance ................................................................................................................................ 12
1.4 Objetivos ............................................................................................................................. 14
1.4.1 Objetivo General ........................................................................................................... 14
1.4.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 14
2. Marco Referencial ..................................................................................................................... 15
2.1 Marco Teórico ......................................................................................................................... 15
2.2.1 Gestión ambiental empresarial ..................................................................................... 18
2.2.2. Cambio climático ......................................................................................................... 18
2.2.3. Calentamiento global ................................................................................................... 18
2.2.4 Efecto invernadero ........................................................................................................ 19
2.2.5. Impacto ambiental ....................................................................................................... 19
2.2.6. Desarrollo sostenible ................................................................................................... 19
2.2.7. Emisiones..................................................................................................................... 20
2.2.8. Fundición hierro gris ................................................................................................... 20
2.3. Marco legal y normativa .................................................................................................... 20
2.3.1. NTC – ISO14040 Análisis de ciclo de vida ................................................................ 20
2.3.2. Resolución 0779 de 2012 ............................................................................................ 22
2.4. Marco histórico .................................................................................................................. 27
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2.5. Estado del arte .................................................................................................................... 34
3. Metodología .............................................................................................................................. 38
3.1. Fundamentos epistemológicos ........................................................................................... 38
3.2. Diseño de la investigación ................................................................................................ 39
3.2.1. Tipo de Investigación .................................................................................................. 39
3.2.2. Fases o Etapas del Proyecto ......................................................................................... 40
4. Análisis de ciclo de vida mediante simapro ......................................................................... 44
4.1 definición de objetivos y límites del sistema ...................................................................... 44
4.3 Análisis de inventario ...................................................................................................... 48
4.4 Análisis de datos y de información mediante el software. .............................................. 49
4.5 Evaluación de impacto. .................................................................................................... 53
4.6 contribución de impactos en las etapas del proceso. ....................................................... 58
5. Estrategias ............................................................................................................................ 60
6. Limitaciones del análisis de ciclo de vida. ............................................................................ 62
7. Conclusiones ......................................................................................................................... 63
8. Recomendaciones .................................................................................................................. 65
Referencias Bibliográficas ............................................................................................................ 66
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Lista de Figuras
Figura 1. Ubicación planta Metal Green (Google maps) ........................................................... 13
Figura 2. Diagrama proceso de fundición……………………………………………………………...14
Figura 3. Aspectos a tener en cuenta en la planificación y gestión ambiental………………..…..15
Figura 4. Marco de referencia de un análisis de ciclo de vida (Norma ISO 14040) ................... 40
Figura 5. Evaluación del impacto del ciclo de vida (ISO 14040). ............................................... 42
Figura 6. Filtro de aguas de 2 ’’………………………………………………………………………………..….47
Figura 7. Vista de la licencia simapro faculty otorgada a la universidad santo tomas de Aquino……..…50
Figura 8. Interfaz gráfica de sima pro con lineamiento de la norma 14040…………………………………52
Figura 9. Biblioteca sima pro 8.0………………………………………………………………………………… .53
Figura 10. Interfaz gráfica para el ICV (introducir datos para el análisis)………….................. 54
Figura 11. Diagrama de árbol o de red del proceso de fundición…………………………….…....55
Figura 12. Análisis de impacto ponderación utilizando el método EDIP 2003… …………........ 57
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Agradecimientos.
Al Departamentos de Ingeniería Industrial de la Universidad Santo Tomas de Aquino sede
Bucaramanga por su colaboración en la realización de este trabajo. A la empresa Metal Green
SAS por su contribución a la realización de la investigación. A Dios por regalarnos el don de la
vida y a mi familia por el apoyo brindado.
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1. Análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta a la puerta aplicado al proceso de
fundición en la empresa metal Green S.A.S
1.1 Introducción
La masiva fabricación de diversos productos a lo largo del tiempo ha generado en nuestro
ambiente una gran cantidad de impactos, provocando así la creación de regulaciones
ambientales.
Para cumplir dichas regulaciones ambientales que a su vez intentan reducir estos impactos
ambientales se es necesario tomar acciones las cuales generan un costo. En consecuencia, se hace
necesario el actuar de las empresas en aras de mejorar sus procesos y a su vez se mitiguen los
impactos ambientales generados, ejecutando medidas de acción como el análisis de ciclo de vida-
ACV. El cual consiste en un análisis metódico en el cual se recopilan y se evalúan las entradas y
salidas de un proceso, se estudia todas las fases necesarias para la elaboración del producto hasta
el fin de su vida útil. Estas son: la obtención de materias primas, la producción, la distribución, el
uso y el fin de vida.
De acuerdo con lo anterior la empresa Metal Green S.A.S pretende realizar un ACV en el cual
se evalúen el desempeño ambiental en su proceso de fundición de hierros grises y nodulares, en
este contexto se realizará el ACV en las etapas de su fabricación excluyendo así la obtención de
materias primas y la deposición final de dicho producto. Para tal fin, el ACV se establecerá con
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base en la norma NTC ISO 14044:2007, la cual proporciona los requisitos y directrices de un
análisis de ciclo de vida.
1.1.1 Descripción del problema
Actualmente el cambio climático es considerado uno de los problemas más graves que
enfrenta la humanidad, causado por los procesos naturales internos de la tierra o por la excesiva
emisión de gases de efecto invernadero como CO2 y otros que atrapan calor; algunos
provenientes de actividades humanas mal ejecutadas, como procesos avícolas, agrícolas e
industriales, que alteran la composición natural de la atmosfera generando el calentamiento
global que amenaza la vida en la tierra (1).
Hoy en día el ambiente sufre de varios efectos nocivos para la salud de los ecosistemas
causados en gran medida por el actuar del ser humano, una de las actividades que más genera
impactos en el medio ambiente es la industria siderúrgica y metalmecánica, se estima que
alrededor de un 27% de las emisiones de Co2 en el mundo son provocados por esta industria,
dado que la gran mayoría de producción de aceros y hierros son producidas en altos hornos
llevando así a tener efectos negativos en el ambiente provocando a su vez un deterioro del
mismo, esto nos lleva a la necesidad de reducir a su mínima expresión esta contaminación e
impulsar regulaciones y controles ambientales a esta industria. (2).
Dentro de la actividad manufacturera, el sector de fundición es uno de los sectores
fundamentales para la economía debido a que los productos que genera son utilizados como
insumos de primer orden en múltiples otras industrias como la metalmecánica, la automotriz, y
en general en la fabricación de maquinarias y equipos para la industria cementera, minera,
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petrolera, energética, agrícola, de obras públicas, de bebidas, de alimentos, y textil, entre otras.
Este sector se divide en dos subsectores principales: el subsector de fundición de materiales
ferrosos, que comprende hierro y acero, y el subsector de fundición de materiales no ferrosos,
que comprende el aluminio, bronce, plomo, cobre, magnesio, latón, zinc y níquel.
Este sector involucra diferentes actividades económicas según el tipo de materia prima de
fundición utilizada y según la posición de las empresas fundidoras en la cadena de valor del
metal. Por un lado, hay dos modalidades de fundición de metales de acuerdo con el tipo de
materia prima utilizada: la fundición de metales mediante obtención primaria y mediante
recuperación secundaria. La primera modalidad se refiere al procesamiento de metales, en
especial los de carácter industrial, que en la naturaleza se encuentran en forma oxidada. La
segunda modalidad consiste en la recuperación de metales mediante la fundición de chatarras y
escorias y se relaciona con actividades de reciclaje y recolección de materiales. Por otro lado, el
valor agregado ofrecido por las empresas fundidoras varía de acuerdo con el grado de
transformación que realicen sobre el metal una vez ha sido fundido. Es así como existen
empresas cuyo proceso productivo se limita a la fundición y cuyo producto final son lingotes
metálicos, como empresas cuyo proceso productivo involucra además de la fundición la
fabricación de piezas metálicas específicas – productos terminados. (3)
La generación de residuos en el sector de fundición depende de factores tales como el
material de fundición (hierro, acero, aluminio, bronce, plomo, etc.), y del tipo de combustible,
machos y moldes, y tecnología empleada. En términos generales, los principales problemas
ambientales del sector son las emisiones atmosféricas (material particulado, gases de combustión
y vapores propios de la fundición) y la generación de residuos sólidos (arena, escoria, residuos
de limpieza, material refractario, sales y medios abrasivos)
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Todos estos residuos a su vez crean impactos negativos en la atmosfera, las fuentes de agua y
en la vegetación cercana a la planta donde se desarrolla causando molestias en las comunidades
cercanas, muchas veces causando contaminación en afluentes y problemas por material
particulado en el aire.(4)
Por su parte, las empresas deben hacer uso racional de la energía y los recursos naturales
buscando así una minimización del impacto medioambiental. Lo que ya es posible gracias a que
la tecnología ha avanzado y ya las empresas pueden adquirir equipos e instalaciones que
contribuyen a minimizar los recursos consumidos y los residuos que se generan en un proceso
específico. Si estas medidas son ejecutadas por un alto número de empresas, es posible que la
tierra pueda recuperar su estado natural y se deje de comprometer los recursos de las nuevas
generaciones (5).
El creciente reconocimiento de la importancia de la protección ambiental ha incrementado el
desarrollo de métodos para el estudio y reducción del impacto ambiental. El análisis de ciclo de
vida (ACV) es uno de los métodos más adecuados para evaluar el daño ambiental que un
producto produce; es “la recopilación y evaluación de las entradas, las salidas y los impactos
ambientales potenciales de un sistema producto a través de su ciclo de vida” (6).
Por otra parte, el análisis de ciclo de vida está relacionado con la gestión ambiental ya que es
una herramienta que va encaminada a la protección y mejora del medio ambiente. De igual
forma, el ACV se encuentra ligado al impacto ambiental debido a la contaminación que se
genera a lo largo de la vida de un producto. Además, existen otros conceptos que se encuentran
directamente relacionados con el ACV como: el desarrollo sostenible que es uno de los motivos
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por los que el ACV tiene mayor significado en la actualidad en relación con la protección de los
recursos para las generaciones futuras.(7)
En Colombia, el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) es el
encargado de regular la norma internacional en el país, y el Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible de la Republica de Colombia tiene dentro de sus funciones coordinar, promover y
orientar las acciones de investigación sobre el ambiente y los recursos naturales renovables y
sobre modelos alternativos de desarrollo (7) .
Por ello el ministerio ha promovido la deducción del impuesto de renta a las inversiones que
busquen el control y el mejoramiento del medio ambiente (8).
1.1.2 Formulación del problema
¿Cómo determinar el impacto ambiental del proceso de fundición en la empresa Metal Green
SAS mediante el análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta?
1.2 Justificación.
Metal Green es una empresa dedicada a dar soluciones integrales a sus clientes utilizando
tecnología de punta con procesos que incluyen fundición, tratamientos térmicos y mecanizados
finales, de tal forma se cumplan los estándares de calidad y el mejor servicio esperado por sus
clientes.
Como lo dice su nombre Metal Green es una empresa que contribuye a la conservación del
medio ambiente en todos sus procesos.
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Se es bien conocido que en el proceso de fundición tanto de aceros como de hierros grises se
generan impactos ambientales evidenciados en la afectación de recursos como el aire, el agua y
el suelo, asociados al consumo de energía, la generación de residuos y emisiones atmosféricas,
entre otros.
La contaminación del aire se genera por la emisión de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno
Monóxido de carbono y material particulado en el proceso de fundición de la chatarra como
principal materia prima. Además, la generación de material particulado en el proceso de limpieza
de las piezas y la generación de residuos metálicos como polvo de pulido de las piezas, virutas y
escorias. Otros impactos relacionados con el proceso productivo de las fundiciones se evidencian
en el consumo de agua y energía en mayor cantidad por el funcionamiento del horno de
inducción eléctrico y funcionamiento de maquinaria y equipos.
Es así, como en este trabajo se pretende mejorar el desempeño ambiental de la organización a
través de oportunidades de mejoramiento, partiendo de un diagnóstico ambiental para conocer la
situación actual y donde se identifiquen oportunidades de mejoramiento. En este sentido se
aplicará el Análisis del Ciclo de Vida, herramienta de Producción Más Limpia, la cual se usa
para determinar y evaluar los impactos generados durante sus diferentes etapas
1.3 Alcance
Determinar el impacto ambiental en la planta de Metal Green SAS a través de la metodología
del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta; con el fin de evaluar la cantidad de residuos
perjudiciales que el proceso emite a la atmosfera. Si es posible tomar las medidas necesarias que
ayuden a reducir las emisiones que se producen desde el momento en que entra el pollo con el
peso ideal a la planta, hasta que sale empacado y listo para la distribución.
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Además de identificar los residuos generados a lo largo del proceso, sus efectos negativos en
el entorno y su destino final. Teniendo en cuenta el impacto ambiental en la región y la
posibilidad de reducir los niveles de contaminación que se generan por parte de las industrias en
Santander.
La planta de la empresa metal Green SAS se encuentra ubicada en lote los mangos vereda-
guatiguara Piedecuesta Santander. Mientras que sus oficinas administrativas se encuentran
ubicadas en la Calle 45 No 16-35 en Bucaramanga Santander.
Figura 1. Ubicación planta Metal Green (Google maps)
La empresa Metal Green SAS es una empresa de tipo de sociedad SAS (Sociedad por acciones
simplificadas) la cual se dedica primordialmente a procesos que incluyen fundición, tratamientos
térmicos y mecanizados finales, la empresa lleva cerca de 10 años de participación en esta
industria siendo catalogada como una de las mejores posicionadas en el sector.
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En cuanto a su cobertura Metal Green SAS tiene clientes a nivel regional y nacional donde
provee de piezas al sector industrial, agro industrial, petrolero su mayor competidor son
Metalúrgicas de Santander ubicada en el Km 7 vía girón en el área metropolitana.
1.4 Objetivos
1.4.1 Objetivo General
Analizar el impacto ambiental que genera el proceso de fundición de la empresa Metal Green
SAS; por medio del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta. Con el propósito de generar
estrategias para mejorar la gestión ambiental en la empresa.
1.4.2 Objetivos específicos
Aplicar el software SIMAPRO a la empresa Metal Green SAS para determinar el impacto
ambiental que generan sus procesos.
Distinguir las etapas del proceso que generan impacto ambiental y que pueden ser en la
empresa Metal Green SAS.
Formular y concluir una serie de estrategias que le permita a la empresa Metal Green
SAS la reestructuración de sus procesos.
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2. Marco Referencial
2.1 Marco Teórico
El proceso de producción de piezas fundidas, inicia con la preparación de la arena para
moldeo se realiza en molinos o mezcladores en donde se adicionan y mezclan arena sílice,
bentonita, carbonilla, arena de recirculación y agua. La fusión del metal inicia cargando al horno
las cantidades necesarias de chatarra de lámina, material de retorno y otros insumos necesarios,
para formar la colada que se ajuste a la composición requerida. El metal se funde en un horno de
inducción eléctrica de alta frecuencia hasta lograr una temperatura aproximada de 1510°C; el
metal es transportado en cucharas que deben tener un proceso de revestimiento para garantizar
las condiciones óptimas del metal a vaciar. Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado se
procede al desmoldeo mediante vibración, la arena desmoldada es recirculada y las piezas son
llevadas a la zona de quiebre en donde por acción de impacto se desprenden las piezas ya
conformadas de su sistema de alimentación, este sistema de alimentación es utilizado de nuevo
como material de retorno. Luego las piezas deben ser sometidas a un proceso de pulido para
limpiar la superficie, al pulir se procede a dar el acabado a las piezas, eliminando rebabas y
espesores sobredimensionados a través de esmeriles y motor tol. Algunas piezas se someten a un
proceso de pintura para mayor protección y presentación.(10)
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Figura 2. Diagrama proceso de fundición.
De acuerdo a los aspectos ambientales identificados en las distintas etapas del proceso, los
impactos ambientales se relacionarían primordialmente con las emisiones gaseosas (material
particulado y otros contaminantes atmosféricos) y con residuos sólidos, fundamentalmente
arenas de descarte y escorias. Teniendo en cuenta factores tales como las tecnologías actuales de
los hornos de fundición que superan las viejas tecnologías que tenían un consumo significativo
de agua, asimismo el tamaño, mediano a pequeño, de las industrias de fundición de la zona de
estudio, el acceso de la mayoría al sistema de alcantarillado sanitario y la generación de
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volúmenes poco significativos de efluentes líquidos, se considera a estos efluentes como un
aspecto poco relevante para la actividad. Sin embargo, el recurso hídrico será igualmente
abordado ya que se identifica un riesgo de contaminación al recurso hídrico subterráneo debido a
las disposiciones de residuos de arenas de fundición en cavas originadas por la extracción de
granito y actualmente abandonadas, características de esta zona de estudio. (12)
Otros aspectos ambientales a tener en cuenta en esta actividad, con carácter secundario, son
la generación de emisiones difusas, olores y humos que causan molestias de diversa índole (olor
durante las horas de fusión, degradación de las fachadas de las construcciones vecinas por humos
y emisión de material particulado, en especial por fundición de hierro gris en hornos cubilotes) y
el ruido proveniente del funcionamiento de la fábrica, de la movilidad de vehículos de carga y
descarga de materiales, residuos y piezas fundidas.(12)
Figura 3. Aspectos a tener en cuenta en la planificación y gestión ambiental
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2.2. Marco conceptual
2.2.1 Gestión ambiental empresarial
Es el conjunto de procedimientos, medios y técnicas mediante los cuales una organización
puede intervenir para modificar, influir u orientar el uso de los recursos naturales, así como el
impacto que las actividades humanas le generan al ambiente (27).
2.2.2. Cambio climático
Durante los últimos 400000 años el clima ha oscilado entre etapas marcadamente frías,
conocidas como glaciales, durante las cuales la temperatura fue unos 8°C más fría que la
temperatura media actual, y etapas similares a la actual, conocidas como interglaciares. Estas
fluctuaciones se dan por pequeñas variaciones de la tierra con respecto al sol que afectan la
manera en que se calienta el planeta. En consecuencia, se dice que estas variaciones están ligadas
con el contenido de CO2 en la atmosfera, lo que se relaciona de forma directa con el efecto
invernadero (28).
2.2.3. Calentamiento global
El calentamiento global es un fenómeno que ocurre cuando hay demasiados gases de efecto
invernadero en la atmosfera; está ligado a las actividades humanas dado que la tala de bosques y
la quema de combustibles fósiles han aumentado la cantidad de CO2 atmosférico incrementando
el efecto invernadero (28).
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2.2.4 Efecto invernadero
El efecto invernadero se refiere a un mecanismo por medio del cual la atmosfera de la tierra se
calienta; ya que los gases que se encuentran en la atmosfera retienen el calor emitido por la
tierra. El calor proviene de la natural radiación solar, pero cuando rebota sobre la superficie
terrestre queda atrapado por la barrera de gases existente (28).
2.2.5. Impacto ambiental
El impacto ambiental es la alteración del medio ambiente, provocada directa o indirectamente
por un proyecto o actividad en un área determinada, en términos simples el impacto ambiental es
la modificación ocasionada por la acción del hombre o de la naturaleza (29).
2.2.6. Desarrollo sostenible
Se define el desarrollo sostenible como la satisfacción de “las necesidades de la generación
presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias
necesidades”. Emerge como el principio rector para el desarrollo mundial a largo plazo. El
desarrollo sostenible trata de lograr de manera equilibrada, el desarrollo económico, el desarrollo
social y la protección del medio ambiente (30) .
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2.2.7. Emisiones
Es la descarga de una sustancia o elemento al aire, en estado sólido, líquido o gaseoso, o en
alguna combinación de éstos, proveniente de una fuente fija o móvil. (11)
2.2.8. Fundición hierro gris
Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de
silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan por
que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamaño y
complejidad, pero no pueden ser sometidas a deformación plástica, no son dúctiles ni
maleables y poco soldables pero sí maquinales, relativamente duras y resistentes a la
corrosión y al desgaste. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro gris se da en
forma de escamas o láminas de grafito, las cuales dan al hierro su color y sus propiedades
deseables. El hierro gris es fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena
fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción. (31)
2.3. Marco legal y normativa
2.3.1. NTC – ISO14040 Análisis de ciclo de vida
La creciente conciencia con respecto a la importancia de la protección ambiental, y los
posibles impactos asociados con los productos, tanto manufacturados como consumidos, han
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aumentado el interés por el desarrollo de métodos para comprender mejor y tratar esos impactos.
Una de las técnicas desarrolladas en este sentido es el análisis del ciclo de vida (ACV). El ACV
puede ayudar a:
La identificación de oportunidades para mejorar el desempeño ambiental de productos en
las distintas etapas de su ciclo de vida.
La aportación de información a quienes toman decisiones en la industria, organizaciones
gubernamentales o no gubernamentales (por ejemplo, para la planificación estratégica, el
establecimiento de prioridades, el diseño de productos o procesos).
La selección de los indicadores de desempeño ambiental pertinentes, incluyendo técnicas
de medición.
El marketing (por ejemplo, implementando un esquema de etiquetado ambiental,
elaborando una reivindicación ambiental, o de una declaración ambiental de producto).
Para quienes realizan un ACV, la norma ISO 14040 detalla los requisitos para llevar a cabo un
ACV.
El ACV trata los aspectos ambientales e impactos ambientales potenciales (por ejemplo, la
utilización de recursos y las consecuencias ambientales de las emisiones y vertidos) a lo largo de
todo el ciclo de vida de un producto desde la adquisición de la materia prima, pasando por la
producción, utilización, tratamiento final, reciclado, hasta su disposición final (es decir, de la
cuna a la tumba). Hay cuatro fases en un estudio de ACV: La fase de definición del objetivo y el
alcance; La fase de análisis del inventario; La fase de evaluación de impacto ambiental y La fase
de interpretación
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El ACV es una de las diversas técnicas de gestión ambiental existentes (por ejemplo,
evaluación del desempeño ambiental, auditoría ambiental y evaluación del impacto ambiental) y
podría no ser la técnica más apropiada para usar en todas las situaciones. Generalmente el ACV
no considera los asuntos económicos o sociales de un producto, pero el enfoque del ciclo de vida
y las metodologías descritas en esta norma internacional se pueden aplicar a estos otros aspectos
(33).
2.3.2. Resolución 0779 de 2012
Que el artículo 158-2 del Estatuto Tributario, señaló que las personas jurídicas que realicen
directamente inversiones en control y mejoramiento del medio ambiente, tendrán derecho a
deducir anualmente de su renta el valor de dichas inversiones que hayan realizado en el
respectivo año gravable, previa acreditación que efectúe la respectiva autoridad ambiental, en el
cual deberán tenerse en cuenta los beneficios ambientales directos asociados a dichas
inversiones.
Que el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, hoy Ministerio de
Ambiente y Desarrollo Sostenible, expidió el Decreto 3172 de 2003 "por medio del cual se
reglamenta el artículo 158-2 del Estatuto Tributario" y la Resolución número 136 del 6 de
febrero de 2004, "por la cual se establecen los procedimientos para solicitar ante las autoridades
ambientales competentes la acreditación o certificación de las inversiones de control y
mejoramiento del medio ambiente".
Que el Decreto 3172 de 2003 en su artículo 2°, establece los requisitos que deben contener las
solicitudes de acreditación de las inversiones para el control y mejoramiento del medio ambiente
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de acuerdo con lo previsto en el artículo 158-2 del Estatuto Tributario, presentadas a la autoridad
ambiental competente.
Que el literal e) del artículo 4° del Decreto 3172 de 2003, reglamentario de la norma tributaria
establece que serán beneficiarios de deducción de renta por inversiones en control y
mejoramiento del medio ambiente, los bienes, equipos o maquinaria destinados a proyectos,
programas o actividades de reducción en el consumo de energía y/o eficiencia energética,
siempre y cuando correspondan a la implementación de metas ambientales concertadas con el
Ministerio del Medio Ambiente, hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, para el
desarrollo de estrategias, planes y programas nacionales de producción más limpia, ahorro y
eficiencia energética establecidos por el Ministerio de Minas y Energía.
Que los Ministerios de Minas y Energía y el de Ambiente y Desarrollo Sostenible, mediante
la Resolución número 186 de 2012 adoptaron metas ambientales.
2.3.3. Decreto1299 de 2008
Por el cual se reglamenta el departamento de gestión ambiental de las empresas a nivel
industrial y se dictan otras disposiciones. En ejercicio de las atribuciones que le confieren los
artículos 189 numeral 11 de la Constitución Política Nacional y en desarrollo del artículo 8° de la
Ley 1124 de 2007.
DECRETA:
El presente decreto reglamenta el Departamento de Gestión Ambiental de las empresas a nivel
industrial, de conformidad con el artículo 8° de la Ley 1124 de 2007.
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1. Departamento de Gestión Ambiental: Entiéndase por Departamento de Gestión Ambiental, el
área especializada, dentro de la estructura organizacional de las empresas a nivel industrial
responsable de garantizar el cumplimiento de lo establecido en el artículo 4° del presente
decreto.
2. Nivel Industrial: Entiéndase por nivel industrial las actividades económicas establecidas en la
Clasificación Industrial Internacional Uniforme de todas las Actividades Económicas - CIIU,
adoptado por el Departamento Administrativo Nacional de Estadística - DANE mediante la
Resolución 56 de 1998 y modificada por la Resolución 300 de 2005 y aquellas que la modifiquen
o sustituyan.
El presente decreto se aplicará a todas las empresas a nivel industrial cuyas actividades, de
acuerdo a la normatividad ambiental vigente, requieran de licencia ambiental, plan de manejo
ambiental, permisos, concesiones y demás autorizaciones ambientales.
El Departamento de Gestión Ambiental - DGA - de todas las empresas a nivel industrial tiene
por objeto establecer e implementar acciones encaminadas a dirigir la gestión ambiental de las
empresas a nivel industrial; velar por el cumplimiento de la normatividad ambiental; prevenir,
minimizar y controlar la generación de cargas contaminantes; promover prácticas de producción
más limpia y el uso racional de los recursos naturales; aumentar la eficiencia energética y el uso
de combustible más limpios; implementar opciones para la reducción de emisiones de gases de
efectos invernadero; y proteger y conservar los ecosistemas.
El Departamento de Gestión Ambiental de las empresas a nivel industrial podrá estar
conformado por personal propio o externo. Sin perjuicio de lo dispuesto en el artículo sexto del
presente decreto, cada empresa determinará las funciones y responsabilidades de su
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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Departamento de Gestión Ambiental, las cuales deberán ser divulgadas al interior de cada
empresa.
Parágrafo 1°. Podrán hacer parte del Departamento de Gestión Ambiental, los profesionales,
tecnólogos o técnicos con formación o experiencia en el área ambiental.
Parágrafo 2°. El Departamento de Gestión Ambiental de las medianas y grandes empresas a
nivel industrial estará conformado en todo caso por personal propio, pero podrá contar con el
apoyo y asesoría de personas naturales o jurídicas idóneas para temas específicos.
Parágrafo 3°. El Departamento de Gestión Ambiental de las micro y pequeñas empresas a nivel
industrial podrá estar conformado, así:
1. Personal propio.
2. Uno o más Departamentos de Gestión Ambiental comunes, siempre y cuando las empresas
tengan una misma actividad económica, sin perjuicio de la responsabilidad ambiental, que será
individual para cada empresa.
3. Asesorías de las agremiaciones que las representan, sin perjuicio de la responsabilidad
ambiental, que será individual para cada empresa. 4. Asesorías por parte de personas naturales o
jurídicas idóneas en la materia, sin perjuicio de la responsabilidad ambiental, que será individual
para cada empresa.
Parágrafo 4°. Las empresas podrán integrar el Departamento de Gestión Ambiental junto con
otros departamentos de salud ocupacional, seguridad industrial o calidad. En este caso, es
necesario que las funciones en materia ambiental sean explicitas y se dé cumplimiento a los
demás requerimientos establecidos en esta norma.
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Funciones del departamento de gestión ambiental. Además de las funciones que se establezcan
dentro de cada una de las empresas a nivel industrial, el Departamento de Gestión Ambiental,
deberá como mínimo desempeñar las siguientes funciones:
1. Velar por el cumplimiento de la normatividad ambiental vigente.
2. Incorporar la dimensión ambiental en la toma de decisiones de las empresas.
3. Brindar asesoría técnica - ambiental al interior de la empresa.
4. Establecer e implementar acciones de prevención, mitigación, corrección y compensación de
los impactos ambientales que generen.
5. Planificar, establecer e implementar procesos y procedimientos, gestionar recursos que
permitan desarrollar, controlar y realizar seguimiento a las acciones encaminadas a dirigir la
gestión ambiental y la gestión de riesgo ambiental de las mismas.
6. Promover el mejoramiento de la gestión y desempeño ambiental al interior de la empresa.
7. Implementar mejores prácticas ambientales al interior de la empresa.
8. Liderar la actividad de formación y capacitación a todos los niveles de la empresa en materia
ambiental.
9. Mantener actualizada la información ambiental de la empresa y generar informes periódicos.
10. Preparar la información requerida por el Sistema de Información Ambiental que administra el
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM.
11. Las demás que se desprendan de su naturaleza y se requieran para el cumplimiento de una
gestión ambiental adecuada.
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El representante legal de la empresa a nivel industrial, deberá informar a las autoridades
ambientales competentes sobre la conformación del Departamento de Gestión Ambiental, las
funciones y responsabilidades asignadas.
Las grandes y medianas empresas a nivel industrial, tendrán un plazo máximo de seis (6) meses,
y las pequeñas y microempresa un plazo de nueve (9) meses, contados a partir de la publicación
del presente decreto, para conformar el Departamento de Gestión Ambiental.
El incumplimiento de las obligaciones contenidas en el presente decreto dará lugar a las
sanciones respectivas, según el caso.
2.4. Marco histórico
Origen del Nombre “Análisis de Ciclo de Vida” o “Evaluación de Ciclo de Vida”
Lo que hoy se conoce con el nombre de evaluación de ciclo de vida (life cycle assessment;
suele también indistintamente llamársele análisis de ciclo de vida, ACV) fue la denominación
que por fin acogió la comunidad internacional de expertos en el tema en el año de 1991, debido a
que la aplicación de la metodología de ACV no sólo incorpora elementos objetivos sino también
elementos subjetivos.
El ACV solía recibir anteriormente otros nombres, tales como eco balances, análisis del perfil
ambiental y de recursos, análisis ambiental integral, perfiles ambientales, entre otros, y se le
comparaba con otras herramientas tales como evaluación del riesgo ambiental y la evaluación de
impacto ambiental en cuanto al alcance, las ventajas y las desventajas entre uno y otros métodos.
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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Aspectos Que Desencadenaron El Interés Inicial Por El ACV
La crisis del petróleo en los comienzos de los años setenta La guerra de Yom Kippur, que
enfrentó militarmente a Israel contra Siria y Egipto en octubre de 1973, hizo que la Opep1
embargara el suministro de petróleo a los países de Europa y Estados Unidos, como respuesta a
la decisión que tomó este último de apoyar militarmente a Israel durante la guerra antes
mencionada.
Lo anterior trajo como consecuencia un aumento importante en los precios mundiales del
petróleo. La crisis llamó la atención de los países desarrollados, principalmente de Estados
Unidos, sobre la dependencia marcada en los combustibles fósiles para el crecimiento industrial
y la economía del mundo, lo que llevó al debate público la necesidad de tomar medidas para el
ahorro de la energía y un interés mayor sobre la búsqueda de energías alternativas (para ese
entonces se hablaba de la solar y eólica, en especial) y sobre la urgencia de desarrollar productos
ambientalmente responsables (35).
Nacimiento y Adolescencia del ACV en Estados Unidos y otros Hitos Importantes
En Estados Unidos Quizás uno de los primeros estudios en los que se empezaron a tener en
cuenta los impactos ambientales de los productos fue el que Harold Smith presentó en la
Conferencia Mundial de Energía de 1963, en el que informaba sobre las cantidades de energía
para la fabricación de productos químicos. Otro trabajo que puede catalogarse de pionero y en el
que se aplicó el concepto de ciclo de vida se hizo entre 1960 y 1970, para determinar
requerimientos de energía de algunos procesos y sistemas y el análisis de los efectos ambientales
por el empleo de la energía.
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Lo cual se elaboró con el auspicio del Departamento de Energía de Estados Unidos (U.S.
Department of Energy). En 1969, Harry E. Teasley Jr., de Coca-Cola Company, quien estaba al
mando de la División de Envases, encargó un estudio (nunca publicado debido a su contenido
confidencial) al Midwest Research Institute (MRI), que tenía su oficina en la ciudad de Kansas,
con el objeto de determinar las cantidades de energía, materiales e impactos ambientales
asociados a lo largo del ciclo de vida de envases, desde la extracción de materias primas hasta su
disposición final. A este trabajo se le denominó “Análisis del perfil ambiental y de recursos”
(Resources and Environmental Profile Analysis, Repa).
Un resumen del estudio se publicó en 1976 en la Oficina de Evaluación de Tecnología del
Congreso de Estados Unidos (The Office of Technology Assessment of the U.S. Congress) y
posteriormente apareció un artículo en abril de 1976 en Science Magazine. A partir de este
estudio en Estados Unidos se empezó a llamar Repa a la metodología para cuantificar los
recursos y las descargas ambientales de los productos, al tiempo que se buscaba perfeccionar
cada vez más dicha metodología en ese país.
Las contribuciones más importantes hechas durante los años setenta en ACV se publicaron en
el Journal Energy Policy entre 1974-1975 y posteriormente se compilaron en un libro de J.A.G.
Thomas en 1977, titulado Análisis de energía (Energy analysis). En 1975, William Franklin, uno
de los expertos en REPA del MRI, fundó junto con Marge Franklin una de las empresas líderes
en ACV de Estados Unidos, la firma Franklin Associates, la cual llevó a cabo algo más de 60
estudios, principalmente para compañías del sector privado.
Hacia 1971, la academia de Estados Unidos, de manera independiente, empezó a estudiar el
ACV; por ejemplo, la Universidad de Illinois (con la dirección del profesor Bruce Hannon) y la
Universidad de Stanford fueron líderes al respecto. Estos trabajos principalmente eran proyectos
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de los estudiantes de ingeniería y de otros interesados por temas de la ecología. En ambas
universidades la atención se centró en estudiar aspectos de consumo de energía de botellas para
bebidas.
Otro estudio para la misma época, en el que se intentaba aplicar el concepto de ciclo de vida
en particular con la determinación de los residuos generados por los procesos de producción, en
contraste con otros estudios que su énfasis era determinar el consumo neto de energía, fue el que
patrocinó el Programa de la Fundación Nacional para la Ciencia sobre Investigación de las
Necesidades Nacionales (Programme of National Science Foundation of Research on National
Needs, Rann), que como caso trató la comparación de botellas de vidrio, polietileno (PE) y
policloruro de vinilo (PVC).
El estudio anteriormente mencionado tuvo un énfasis en el desarrollo de un modelo
(denominado modelo producto-materiales-procesos) que permitió tener un método para realizar
lo que hoy se conoce como la fase del inventario del ACV. En 1973 se creó en Estados Unidos el
primer software sobre ACV financiado por una empresa cliente de MRI, el cual, como se
entenderá, todavía no era perfecto y tenía ciertos errores que había que corregir para la lectura de
los datos.
En 1972, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US Environmental
Protection Agency, USEPA) encargó a MRI la realización de estudios para evaluar las
implicaciones ambientales de envases para bebidas gaseosas y decidir si era conveniente
promover desde el gobierno el uso de botellas y latas retornables en vez de las no retornables. En
Estados Unidos, entre 1975 y 1988, empezó a disminuir el interés por el ACV porque se pensaba
que después de haber pasado la crisis del petróleo, ya se habían hecho muchos estudios Repa y
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avances en soluciones a los problemas ambientales, principalmente sobre residuos sólidos y
consumo de energía.
Un reflejo de lo anterior fue que USEPA decidió que el empleo del ACV no era práctico.
Sólo hasta 1988 volvió a renacer el interés por el ACV en Estados Unidos, con ocasión de lo que
algunos han denominado “la crisis de los residuos sólidos”, que comenzó a raíz de que un
montón de basura en un barco yacía flotando en el mar y ningún puerto quería encargarse de su
disposición final. Esto fue la chispa que encendió la preocupación en Estados Unidos por los
residuos sólidos, aunada a la presión que para esa misma época estaban sintiendo las empresas
multinacionales en sus sedes de Europa (por el Movimiento Verde, que hacía furor en ese
entonces).
En 1990, un trabajo de Franklin Associates generó gran controversia entre el público
norteamericano porque fue el que primero usó el concepto de ciclo de vida para determinar los
impactos ambientales adversos y benéficos de los productos, y también porque indagaba si
ambientalmente eran mejores los pañales de tela reusables o los pañales desechables (35).
Del mismo modo, se desarrolló el primer taller de la Sociedad de Toxicología Ambiental y
Química (Society of Environmental Toxicology and Chemistry, Setac) para discutir la
metodología y utilidad de los Repa. Un resultado que cabe destacar de este encuentro fue la
adopción en Estados Unidos del término “Life Cycle Assessment” (evaluación de ciclo de vida o
análisis de ciclo de vida), acogido posteriormente por la comunidad internacional estudiosa de
este tema.
En 1991, la Agencia de Protección Ambiental de Estados (US Environmental Protection
Agency) empezó a promover el ACV con el propósito principalmente de poner a disposición del
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público en general guías metodológicas y bases de datos. En cooperación con la Setac-
Norteamérica, se llevaron a cabo cinco talleres:
El primero de ellos, cuyo tema central fue el inventario, en Vermont (Estados Unidos), en
1990.
El segundo, sobre evaluación de impacto (parte I), en Leiden (Holanda), en 1991.
El tercero, sobre evaluación de impacto (parte II), en Sandestin (Florida, Estados Unidos),
en 1992.
El cuarto, para hablar sobre calidad de los datos, en Wintergreen (Virginia, Estados
Unidos), en 1992.
El quinto, encuentro para discutir sobre códigos de prácticas, en Sesimbra (Portugal), en
1993.
En 1992, Franklin Associates publicó un artículo que incluía una explicación exhaustiva por
primera vez de la metodología del ACV. En 1993, la Agencia de Protección Ambiental de
Estados Unidos publicó una guía para la etapa del inventario, y luego creó el Programa de
Compras Verdes (Environmentally Preferible Purchasing Program), para promover y ayudar al
gobierno federal en la compra de bienes y servicios ambientalmente responsables.
En el 2001 nació el Centro Americano para la Evaluación de Ciclo de Vida (American Center
for Life Cycle Assessment, ACLCA), para fortalecer la capacidad en la diseminación del
conocimiento sobre el ACV. Esta organización promovió el empleo del ACV mediante
conferencias, talleres, proyectos específicos, donde participaron miembros del gobierno, la
industria, academia, ONG, entre otros (35).
COLOMBIA
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33
La Universidad de los Andes en Bogotá y la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) en
Medellín fueron las instituciones que impulsaron en Colombia el conocimiento y la aplicación
del ACV, y son las que sirven como referente importante para conocer un poco de la historia
sobre esta materia en el país.
Los primeros trabajos y talleres sobre ACV surgieron a partir de 1997 cuando se crearon en el
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec) los Comités Técnicos de
Normalización Espejos del ISO/TC-207 para discutir y homologar a normas nacionales la serie
de estándares internacionales de la familia ISO 14000, entre ellas la serie ISO 14040 sobre ACV.
Los comités más activos en ese período fueron el Comité 14 de Sistemas de Gestión Ambiental,
el Comité 13 de Gestión Ambiental, el Comité 33 de Auditorías Ambientales y el Comité 36 de
Análisis de Ciclo de Vida, aun cuando este último cobró mayor ímpetu sólo hasta mediados de la
década del 2000. Hacia finales de los años noventa algunas universidades e institutos realizaron
varios proyectos y seminarios internacionales para introducir a los participantes en el
conocimiento básico de aplicación del software SimaPro (35).
La Universidad de los Andes, por ejemplo, mediante los cursos de producción más limpia
impartidos a los estudiantes de pregrado de ingeniería industrial, elaboró algunos estudios de
ACV y tesis de grado en ACV entre 1998 y 2006 que abarcaron diferentes sectores industriales.
Por su parte, la UPB inicia su conocimiento del ACV a través de su participación en el año
2001 en el Comité Técnico 33 del Icontec. Posteriormente, el profesor Édgar Botero, en sus
estudios de doctorado en energía en España, aplicó el ACV, que arrojó las primeras tablas de
inventario para procesos en Colombia, donde se adaptó el método de Eco escasez desarrollado en
Suiza para la evaluación de los impactos; estos resultados se obtuvieron con el software
Apeironpro, desarrollado por la firma Avansoft y la UPB, y cofinanciado por Colciencias.
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34
En el 2005 la UPB participó en un curso internacional sobre ACV dictado por la Universidad
de Charlmers (Suecia) en la ciudad de Bogotá en las instalaciones del Icontec. En el año 2006 la
UPB llevó a cabo un estudio de ACV para la compañía Carbones del Cerrejón. Finalmente,
algunas universidades de Colombia han venido contemplando en sus currículos el ACV, como
por ejemplo la Escuela Colombiana de Ingeniería en la ciudad de Bogotá, la cual incorporó en el
2008, en los cursos de producción más limpia impartidos a los estudiantes del programa de
ingeniería industrial, los fundamentos del ACV (35).
2.5. Estado del arte
En la literatura hay algunos autores que han realizado análisis de ciclo de vida en empresas de
metalmecánica como la firma Centro Tecnológico Miranda de Ebro y la Agencia de desarrollo
económico de Castilla y León quienes tomaron como objeto de estudio el Sector Metalmecánico
en Castilla y León – España y dentro del sector metalmecánico realizaron la guía de eco diseño
para dicho sector y las conclusiones que reúnen en las empresas del sector metalmecánico que
fabrican componentes para el sector automoción. Conforme al planteamiento anterior se
realizaron cinco análisis del ciclo de vida a las actividades industriales de cinco empresas que
dentro del sector metalmecánico trabajan en las diferentes operaciones que caracterizan al sector
automoción. Se eligieron para la realización de los análisis del ciclo de vida cinco piezas u
operaciones significativas dentro de la globalidad de sus actividades industriales y conforme a la
sistemática de las Normas de la serie ISO 14040 sobre Gestión Medioambiental y Análisis del
Ciclo de Vida y con la ayuda del software para la realización de ACV's (Análisis del Ciclo de
Vida) denominado Sima Pro se obtuvieron los resultados que permitieron elaborar la Guía. Las
actividades referidas son:
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ACV de la fabricación de discos de freno ventilados
ACV de operaciones de mecanizado de discos de freno ventilados
ACV de fabricación de conjuntos mecánicos-componentes brazo de suspensión
ACV de fabricación de conjuntos mecánicos - bisagras de puerta
ACV de tratamientos superficiales por cataforesis de piezas metálicas.
La utilización de la herramienta del Análisis del Ciclo de Vida ha permitido identificar los
aspectos medioambientales que penalizan más, en cada caso, los impactos medioambientales
tipificados en los métodos más reconocidos 18 científicamente, en este caso las categorías de
impacto ambiental incluidas en el Eco-indicador 95:
Calentamiento Global
Destrucción de la Capa de Ozono
Acidificación
Eutrofización
Toxicidad por Metales Pesados
Toxicidad Sustancias Cancerígenas
Smog Invernal
Smog Fotoquímico
Consumo de Recursos Energéticos
Generación de residuos sólidos
Es importante resaltar que la evolución en la Industria acrecienta la preocupación de
científicos y estudiosos de las ciencias ambientales por conseguir un equilibrio entre el desarrollo
económico y el desarrollo sostenible. Preocupación que se ve reflejada en algunos estudios
realizados por grandes autores investigadores del impacto medioambiental de casos como el de
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
36
elementos plásticos recubiertos o de distintos procesos de pintado y pinturas. Snowdon (1994),
realizó la comparación del impacto medioambiental de distintas placas base de equipamientos de
telecomunicaciones formadas por plástico recubierto de metal (mediante electroless), de
aluminio y de aluminio parcialmente reciclado, mediante un Análisis del Ciclo de Vida (ACV)
en distintos escenarios. Tekawa et al. (1997), han elaborado un estudio destinado a evaluar el
impacto ambiental de elementos de los ordenadores personales (PCs) con vistas a desarrollar
nuevos componentes de menor carga medioambiental. Los autores consideran el uso de
materiales plásticos recubiertos con capa metálica para dicho cometido. Papasavva et al. (2001),
han realizado un estudio sobre el impacto medioambiental asociado a diferentes pinturas
metalizadas en los procesos de pintado de componentes de 19 vehículos. Dentro del sector de la
automoción, Muñoz et al. (2006) han aplicado un ACV a una puerta de un vehículo realizada con
material poliolefínico en el que se ha considerado el recubrimiento con pintura conductora. El
estudio estaba centrado en el rediseño de dicho componente con materiales reciclados.
Finalmente destacar el estudio de Yang et al. (2004), en el que realizan un ACV de teléfonos
móviles considerando distintos procesos de recubrimiento como el pintado, la deposición de
vapor y el chapado electrolítico. Los autores afirman que este último es el que causa un menor
impacto sobre el medio ambiente debido al mayor consumo de energía y de materias primas de la
deposición vaporosa. Finalmente, la literatura nos enseña que no solo existen estudios de análisis
de ciclo de vida para un proceso productivo a gran escala o específico de la Industria.
En Colombia, se ha mostrado cierto interés por la protección del medio ambiente en los
últimos años. Por ello, algunos profesionales y estudiantes de pregrado interesados en el tema,
han realizado investigaciones sobre el impacto generado por algunos sectores de la industria, y
han propuesto mecanismos para reducir la emisión de gases producidos por algunas empresas.
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
37
Además, se han realizado análisis de ciclo de vida de productos o servicios, con el propósito de
formular estrategias que contribuyan a la reducción del impacto ambiental causado por
actividades humanas enlazadas con el abuso de los recursos naturales.
la industria de la fundición es regulada por el gobierno el cual a realizado varios proyectos
investigativos con el fin de conocer el impacto de dicha industria y como reducir este para
beneficiar el medio ambiente. Un ejemplo de ello es el Diagnóstico del Sector de Fundición en el
Departamento del Atlántico del 2005 el cual tiene como propósito presentar el diagnóstico
integral del sector de fundición en el Departamento del Atlántico. El diagnóstico parte del
análisis de las características generales del sector, su importancia para el desarrollo del
departamento, su situación comercial, económica, tecnológica, social y la problemática
ambiental generada por el sector.
El establecimiento de actividades de fundición de metales ferrosos y no ferrosos se ha
desarrollado en el departamento del Atlántico, principalmente en los municipios de Soledad,
Malambo, Sabana grande y Barranquilla. La problemática que se genera con las actividades de
fundición provoca un deterioro significativo en la calidad del aire de la zona donde están
ubicadas dichas empresas, efectos negativos sobre la salud de las personas expuestas a los
impactos ambientales y la generación de residuos sólidos y líquidos. Las causas de los anteriores
problemas tienen su origen, en buena parte, en la falta de una concepción empresarial del manejo
de la gestión ambiental, en el nivel tecnológico de los procesos productivos, en el
desconocimiento de estrategias preventivas por parte de los empresarios, y en la debilidad
institucional para desarrollar medidas adecuadas para el sector de la fundición. Lo anterior se
refleja en la eficiencia (rendimientos y productividad) y competitividad de las mismas
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
38
actividades y del departamento del Atlántico. El diagnóstico integral del sector de fundición es la
referencia para la identificación de prioridades que permitan orientar la determinación de
estrategias preventivas y tecnologías viables de producción más limpia en el sector. También
servirá para que las partes interesadas como empresas, gremios empresariales (ACOPI, Cámara
de Comercio principalmente), alcaldías, universidades, ONG y organizaciones comunitarias
reflexionen sobre la situación del sector y entiendan la relación entre la problemática económico,
tecnológico y ambiental del sector y aporten a la identificación de prioridades de desarrollo a
nivel sectorial. (22).
3. Metodología
3.1. Fundamentos epistemológicos
Esta investigación cuenta con un enfoque cuantitativo debido a que busca determinar el
impacto ambiental que genera la empresa Metal Green SAS mediante un análisis de ciclo de vida
de las piezas fundidas. Este enfoque requiere utilizar técnicas multicriterio, medición y análisis
de variables que permitan seleccionar tecnologías limpias y de esta manera recolectar datos de
medición numérica que permitan investigar, analizar, responder y comprobar los cálculos, con el
objetivo de mitigar el impacto ambiental en la región.
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
39
3.2. Diseño de la investigación
3.2.1. Tipo de Investigación
La presente investigación tiene un enfoque de tipo descriptivo dado que se pretende conocer
la situación actual de la empresa Metal Green SAS, por medio de la identificación del flujo de
proceso, principales actividades, características de las áreas, materia prima e insumos que hacen
parte del ciclo de vida de las piezas fundidas. Para de esta manera revisar y analizar
minuciosamente la información para determinar las posibles causas del problema ambiental que
está generando. Adicionalmente se usarán datos secundarios, ya que estos son tomados de
registros que tenga la empresa, registros del consumo de la maquinaria, entre otros datos.
Esta investigación también cuenta con un enfoque explicativo debido a que se busca
responder el porqué de la situación problema, identificar las causas y en que situaciones
específicas del proceso se contamina en mayores proporciones y a su vez determina el efecto en
el entorno, el tipo de contaminación, los riesgos que puede ocasionar tanto a nivel externo como
interno, las plagas que esta contaminación atrae y como pueden afectar a la empresa a la calidad
del producto, etc.
En el mismo sentido el proyecto obedece a un enfoque no experimental ya que en el
transcurso de la ejecución del proyecto no se manipula ni interfiere directamente en los datos y
variables que la empresa manipula, únicamente se realizará una evaluación e identificación de
ciertos aspectos en los procesos que tienen influencia en el medio ambiente para posteriormente
intervenir a través del planteamiento de posibles soluciones por medio del análisis multicriterio
que permite analizar la información recolectada.
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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Adicionalmente, es de corte transversal, puesto que se pretende tomar datos en un solo
periodo de tiempo, para posteriormente con base en los datos recolectados implementar la
herramienta Sima Pro, para calcular el impacto ambiental generado por la producción de la
empresa.
3.2.2. Fases o Etapas del Proyecto
De manera general el proyecto cuenta con 4 fases, las cuales se muestran en la figura 4.
Figura 2. Marco de referencia de un análisis de ciclo de vida (Norma ISO 14040)
3.2.2.1. Definición del objetivo y el alcance
El objetivo del ACV en esta fase implica inicialmente tener claro las razones para realizar el
estudio, seguidamente identificar el público previsto, es decir las personas a quienes se prevé
comunicar los resultados del estudio.
Para definir el alcance en esta primea fase se debe incluir aspectos como: el sistema del
producto a estudiar, las funciones del sistema del producto, la unidad funcional, los límites del
sistema, la definición del tipo de metodología de evaluación del impacto, en este caso para
determinar la evaluación del impacto se llevará a cabo a través del software Sima Pro.
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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3.2.2.2. Análisis del inventario del ciclo de vida
En esta fase se recopilarán los datos y los procedimientos de cálculo para cuantificar las
entradas y salidas pertinentes de un sistema del producto. Dichos datos se determinarán a través
de la observación directa en la planta de producción y de los registros que la empresa tenga; se
determinarán las entradas de energía, materia prima, entradas auxiliares, otras entradas físicas,
productos, coproductos, y residuos. También las emisiones al aire, los vertidos al agua y suelo,
entre otros aspectos ambientales.
Partiendo del principio que los procesos fluyen siempre a otros procesos o al entorno
ambiental, se debe trazar un diagrama inicial del proceso, permitiendo tener de manera gráfica y
organizada un panorama amplio para la identificación de las entradas y de las salidas, los flujos
del sistema, reuniéndose, de este modo los datos necesarios. La construcción de dicho diagrama
de flujo de proceso debe tener los procesos adyacentes correspondientes, como los procesos
auxiliares, transporte y el suministro de energía.
El cálculo del flujo de energía tendrá en cuenta las diferentes fuentes de combustibles y
electricidad utilizadas, la distribución del flujo de energía, así como las entradas y salidas
asociadas a la generación y utilización de ese flujo de energía.
3.2.2.3. Evaluación del impacto del ciclo de vida
En esta fase se quiere evaluar cuán significativos son los impactos ambientales potenciales
utilizando los resultados del análisis de inventario del ciclo de vida. Este proceso implica la
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
42
asociación de los datos de inventario con las categorías de impactos ambientales específicos y
con los indicadores de esas categorías, para entender estos impactos.
Los elementos de la fase se ilustran en la figura 5. Consta de una fase técnica, considerada
obligatoria según la normativa y una fase operática, la cual es opcional, dependiendo de la
aplicación que quiera lograr el autor del proyecto. Cabe destacar que este procedimiento de
evaluación del impacto ambiental se llevara a cabo a través de la herramienta SimaPro, la cual
facilita el análisis y la representación gráfica de ciclos complejos de un modo sistemático y
transparente.
Figura 3. Evaluación del impacto del ciclo de vida (ISO 14040)
Aplicación del análisis de ciclo de vida de la puerta a la puerta en la empresa metal Green S.A.S|
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3.2.2.4. Interpretación del ciclo de vida
En esta última fase del ACV, los resultados anteriores deben ser reunidos, estructurados e
interpretados. Debe confeccionarse una estructura de análisis de los resultados para que el
conjunto de informaciones permita generar un informe con las conclusiones; tomando como
herramienta el análisis multicriterio para la toma de decisiones basado en modelos matemáticos
para lograr cuantificar, en términos de valor, la influencia relativa de los diversos factores que
intervienen en la decisión.
La fase de interpretación deberá proporcionar resultados que sean coherentes con el objetivo y
el alcance definidos, que lleguen a conclusiones, expliquen las limitaciones y proporcionen
recomendaciones.
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4. Análisis de ciclo de vida mediante simapro
La metodología utilizada para realizar el análisis del ACV del proceso de fundición en la empresa metal
Green SAS se basa en los datos arrojados por el software sima pro versión 8.0 y por la norma técnica
Colombiana NTC ISO 14044.
4.1 definición de objetivos y límites del sistema
Para la realización del ACV se utilizó una herramienta tecnológica más específicamente el software
Sima pro versión 8.0 que hasta la fecha es la versión más actualizada de dicho software, Sima Pro es un
programa creado por la empresa holandesa Pre Consultants es una herramienta profesional para el cálculo
de los impactos ambientales, sociales y económicos, asociados a una producto o servicio a lo largo de
todo su ciclo de vida, con aplicación al eco diseño, al desarrollo de eco etiquetas, al cálculo de huellas de
carbono o huellas hídricas, entre otros. Antes de realizarse el estudio aplicando el software se debe tener
definidos los datos que van a ser analizados.
4.1.1 definición del objetivo
Obtener el perfil ambiental del proceso de fundición de la empresa Metal Green SAS e identificar las
etapas del proceso que generan las mayores emisiones contaminantes.
4.1.2 Producto a estudiar.
El producto a estudiar es la cochada en total 500 kg de material de hierro gris fundido para producir el
filtro de 2 `` utilizado para tubería de fluidos líquidos, utilizado frecuentemente en el acueducto
metropolitano de Bucaramanga.
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Figura 7. Filtro de aguas de 2’’
4.1.3 unidad funcional.
Como unidad funcional se utilizó 500 kg (fundición nodular).
4.1.4 límites del sistema
Dentro del sistema se consideraron los siguientes aspectos: Materia prima y principales insumos
utilizados en los procesos de transformación pues el estudio se basa únicamente en el proceso
(puerta a puerta).
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proceso Materia prima e insumos
Preparar arena Arena sintética, arena de sílice, arenas auto
fraguado, resinas especiales.
Elaborar Moldes N/A
Fundir y vaciar chatarra
Desmoldeo N/A
Esmerilado N/A
Tabla 1. Fuente propia
Proceso equipos
Preparar Arena, elaborar moldes Tolvas, brazo mezclador continuo,
Fundir y vaciar Horno de inducción, cubas
Desmolde N/A
Esmerilado Esmeriles, pulidoras
Tabla 2. Fuente propia
4.1.5 Tipos y fuentes de datos
Los datos del ACV se obtuvieron a partir de entrevistas a los inspectores y supervisores de
planta, registros de fabricación y mediciones realizadas desde el proceso.
Fuera del análisis han quedado los siguientes aspectos:
el ferro aleaciones necesarias para llevar la composición química del hierro base a la
composición final requerida por la pieza: La razón de su exclusión en el sistema se debe a
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dificultad de cuantificar las cantidades de silicio, magnesio y grafito que se adicionan a la colada,
pues estas no son exactas, para esto se debe hacer un análisis con el fin de calcular las cantidades
para obtener un porcentaje de silicio y de carbono adecuado.
Emisiones de Dioxinas y Furanos: Se excluye debido a su baja incidencia de acuerdo a lo
reportado en los análisis de emisiones atmosféricas del horno de fundición realizado en marzo de
2011, lo que evidencia la poca afectación que pueden causar estos compuestos en la calidad del
aire, en cuanto se refiere al proceso productivo de Metal Green SAS.
Procesos de pintura: Su exclusión en el análisis se da por la ausencia de un sistema de
recolección que permita cuantificar la cantidad de partículas de pintura generadas en 1 tonelada
de filtros pintados.
Empaque: Se excluye porque la generación de cartón y madera (material de empaque)
desechado es mínima, ya que en un guacal se empacan una gran cantidad de piezas fundidas. La
exclusión de cada uno de los aspectos mencionados anteriormente hace que no se realice una
cuantificación detallada del consumo de materiales, generación de residuos, emisiones y otros
aspectos ambientales relacionados, y a su vez se desconozcan impactos ambientales significantes
a los cuales se les tendría que establecer planes de acción para su minimización. Como se indicó
anteriormente, la cuantificación de las partículas de pintura, la granalla, el cuarzo y la arcilla es
muy rigurosa puesto que en Metal Green SAS se producen diversas piezas y los datos para estos
aspectos se encuentran totalizados.
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4.2 diagrama de flujo del proceso
Con base en la visita y los datos tomados se realiza el diagrama de flujo del proceso.
4.3 Análisis de inventario
A continuación, se puede observar las entradas y salidas de cada proceso, las cuales están
relacionadas en el balance de materia.
Proceso entradas salidas
Elaborar arena 1793 kg arena de circuito
(arenas especiales
autofraguantes)
200 kg área sílice
7 L de resinas y catalizador
Arena preparada 2000 kg
Energía 39,54 kw/h
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Preparar moldes 2000 kg de arena preparada 40 moldes de filtro (base y tapa)
Proceso de fusión 500 kg de chatarra
40 moldes (2000 kg)
Molde con colada
Energía 172,9 kw/h
Emisiones de SO2 0,4 kg
Emisiones de NOx 1,27 kg
desmolde Molde con colada 2500 kg Arena de recirculación 1703 kg
Piezas fundidas 40 500 kg
Arena impregnada 10 kg
Esmerilado (acabados) 40 piezas fundidas (12,5 kg C/U
peso bruto) 500 kg
Pieza terminada (11,2 kg C/U
peso neto) 52 kg de escoria
material sobrante
4.4 Análisis de datos y de información mediante el software.
En esta etapa del estudio utilizaremos ya como tal el software el cual fue adquirido mediante
la licencia facutly otorgada a la universidad.
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Figura 8. Vista de la licencia simapro faculty otorgada a la universidad santo tomas de Aquino.
Para empezar el estudio del proceso de fundición primero que todo debemos familiarizarnos
con la interfaz gráfica de sima pro y sus herramientas.
Figura 9. Interfaz gráfica de sima pro con lineamiento de la norma 14040
Como podemos observar esta es la interfaz gráfica del software, tal como observamos en la
región señalizada tenemos las fases de estudio que comprenden las normas ISO 14040 como lo
son objetivos y alcance, análisis de inventario, evaluación de impacto e interpretación esta
posibilidad que ofrece simapro es de suma utilidad pues nos da un estudio mucho más ordenado
ya que la información estar ordenada y sistematizada.
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Figura 10. Biblioteca sima pro 8.0
Las bases de datos que se encuentran en Sima pro son las que nos ayudan a determinar los
impactos ambientales de un determinado proceso, es cuestión de seleccionar el proceso y agregar
la cantidad que se consume en determinado proceso haciendo previamente un balance de masas y
convirtiendo todo a la unidad funcional. Básicamente lo que hace el software Simapro es
clasificar las entradas y salidas en un algoritmo de cálculo con un método de evaluación de
impactos, luego caracteriza midiendo así la agresividad de una sustancia con respecto a otra de
referencia (factores de caracterización) y así dejar todo en una sola unidad y por último calcula el
impacto generado con dicha entrada/salida.
Una vez se detectaron los datos y el ICV procedemos a introducir dichos datos en el software.
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Figura 11. Interfaz gráfica para el ICV (introducir datos para el análisis)
Ya introduciendo los datos y utilizando el software para realizar el cálculo nos arroja
automáticamente un diagrama de árbol como lo muestra la figura 12.
Figura 11. Diagrama de árbol o de red del proceso de fundición.
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En este diagrama se analiza y observa las etapas del proceso y su contribución en cuanto a
impacto ambiental por la producción de 1 kg de material por pieza terminada, el color rojo hace
referencia a impactos negativos mientras que el verde hace referencia a impactos positivos, como
se ve en el diagrama de red.
4.5 Evaluación de impacto.
Una vez construido el análisis de inventario se realizó una matriz de aspectos e impactos
ambientales teniendo en cuenta los resultados del software Simapro, para distinguir las etapas
del proceso que generan contaminación y que pueden ser reestructurados en la empresa Metal
Green SAS.
Los datos de inventario se transforman en indicadores sobre los impactos potenciales al
medio ambiente, salud humana y disponibilidad de recursos naturales.
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Figura 12. Análisis de impacto ponderación utilizando el método EDIP 2003
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Figura 13. Análisis de impacto normalización utilizando el método EDIP 2003
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Aspecto ambiental Emisiones de SO2 y NOx
Categoría de impacto acidificación
Resultados del ICV 0,46 kg SO2/500 kg 1,36 kg NOX /500 kg
Modelo de caracterización muestreo isocinético realizado en 2012
Importancia ambiental La acidificación de las aguas de lagos, ríos y
mares dificulta el desarrollo de vida acuática.
Igualmente, afecta a la vegetación produciendo
daños importantes en las zonas forestales.
Aspecto ambiental Consumo de energía eléctrica
Categoría de impacto Calentamiento global
Resultados del ICV 172,9 kw/h x 500 kg de piezas (horno)
39,54 kw/h x 2000 kg de arena preparada (brazo
mezclador continuo)
Modelo de caracterización Muestras de consumo de energía eléctrica
tomadas por metal Green SAS 2016
Importancia ambiental Para obtener electricidad en las centrales
térmicas o termoeléctricas, se utilizan los
combustibles fósiles como el carbón, el petróleo
y el gas natural; los cuales se pueden emplear
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directamente, quemándolos para producir calor
y movimiento. Estos combustibles se agotarán a
mediano plazo y su uso produce la emisión de
gases que contaminan la atmósfera.
Aspecto ambiental Consumo de energía eléctrica
Categoría de impacto Uso y agotamiento de suelo
Resultados del ICV 1793 kg arena de circuito (arenas especiales
autofraguantes)
200 kg área sílice
Modelo de caracterización Mediciones hechas por el personal de metal
Green SAS
Factor de caracterización
Resultado de indicador
Importancia ambiental Cambios en la morfología del suelo, cambios en
la vegetación y fuentes hídricas por explotación
minera.
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Aspecto ambiental Consumo de energía eléctrica
Categoría de impacto Generación de escoria
Resultados del ICV 48 kg de escoria x 500 kg de material
15 kg de polvo de pulido x 500 kg de
material
Modelo de caracterización Cuantificación de residuos por el personal
de metal Green SAS
Importancia ambiental Alteración de la estructura del suelo y calidad
del aire en el área de producción.
La tabla relacionada al uso de agua se desprecia pues el proceso al utilizar catalizadores de alta
eficiencia disminuye el uso del agua drásticamente haciendo que este sea mínimo y no cause
efectos negativos de gran impacto ambiental en el proceso.
4.6 contribución de impactos en las etapas del proceso.
En esta tabla graficada por el software se evidencia los impactos derivados de las etapas
del proceso de fundición.
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Figura 12. Contribución de cada etapa del proceso
En la figura 12 se puede observar la tabla donde encontramos la contribución y grado de
influencia en el proceso, respecto a sus etapas podemos observar que las número 1 (producción
del molde), la etapa 2, (preparación del metal), la etapa 3 (Desmolde) y etapa 4 (acabados), cada
una de estas esta constituidas por sub-procesos que influyen en mayo o en menor medida,
podemos ver cada una catalogada con distinta puntuación Pt (punto eco indicador).
Como se puede ver en la figura 12 todas las etapas y sub- etapas del proceso producen
impactos al medio ambiente, unas mayores y otras a las que se les puede dar poca relevancia,
pero a partir de esta información se puede deducir que todas estas pueden ser reestructuradas
para mejorar el desempeño ambiental del proceso en general.
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5. Estrategias
De acuerdo al análisis de ciclo de vida en simapro para la empresa metal Green SAS
los aspectos a tener en cuenta son el consumo de energía eléctrica, las emisiones
producidas por el material en fundición y la producción de escoria o desechos
derivados del proceso por ello se decidió buscar estrategias y para solucionar dichos
impactos.
Se debe implementar un sistema de filtro extractor de campana en la parte donde la
colada llega a los moldes pues los filtros poseen elevada eficiencia en la reducción del
flujo de gases. Otra de las ventajas radica en la cantidad de modelos que existen
siendo muchos de ellos de máxima potencia y capaces de remover y disminuir el nivel
de contaminación en el ambiente. Dentro de las desventajas que podemos destacar
encontramos que los precios tienden a ser elevados, al tratarse de un elemento de
máxima importancia
Para disminuir el consumo de energía eléctrica se pueden controlar los tiempos de
funcionamiento de los hornos de inducción 5m de fabricación turca pues estos son los
principales consumidores de energía del proceso y siempre trabajar con el máximo de
carga para hacer más eficiente la producción, también se debe tener en cuenta el
consumo de energía del brazo mezclador continuo Rapid Sand 2000 pues el segundo
consumidor de energía del proceso de fundición.
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Para disminuir el impacto ambiental en cuanto al uso de minerales se debe elegir y
hacer un filtro, introducir los requisitos ambientales dentro del proceso de selección de
proveedores, de manera que metal Green pueda tener influencia en el desempeño
ambiental de los mismos mediante la revisión de los permisos, licencias ambientales y
la evaluación periódica de su gestión ambiental. Esta mejora no solo se puede
implementar con la arena sílice y autofraguantes sino con las demás materias primas
de origen mineral.
Se debe hacer especial control y centrarse en la contaminación atmosférica, ruido,
consumo de energía y residuos sólidos y dejar en segundo plano los vertidos líquidos
pues estos se evidencio que este aspecto es poco significativo.
Se busca como estrategia para mejorar la inspección y mejoramiento continuo, se
recomiendan procedimientos para mejorar continuamente los procesos, sin embargo,
requiere de un alto grado de compromiso entre las partes involucradas (operarios,
administrativos y gerencia). Con este sistema de inspección, se logran detectar a
tiempo cualquier falla o mal funcionamiento que se pudiera tener.
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6. Limitaciones del análisis de ciclo de vida.
En el análisis de las entradas y las salidas del proceso productivo, debido a sus
especificidades, ya que se fabrican diferentes piezas durante dicho proceso, lo que
dificulta la identificación de los aspectos ambientales relacionados con la pieza en
estudio.
En la etapa de recopilación de los datos “la calidad de los datos es media” por la
incertidumbre en la información recopilada a través de entrevistas realizada a los
operarios o supervisores de planta, además de los supuestos requeridos en algunas partes
del proceso productivo.
En el cálculo de las emisiones, ya que se fabrican diferentes piezas durante dicho
proceso, lo que dificulta la identificación de los aspectos ambientales relacionados con la
pieza en estudio.
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7. Conclusiones
El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) es un proceso para evaluar, de la forma más objetiva
posible, las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad identificando
y cuantificando el uso de materia y energía y los vertidos al entorno, en esta ocasión se
utilizó un software especializado (simapro 8.2.3) en su versión más actual.
Para cumplir con el objetivo general de la investigación se determinaron los impactos
ambientales del proceso, basándose en las guías planteadas por las normas NTC-ISO
14040:2007 y NTC-ISO 14044:2007. Se usaron las cuatro etapas que definen un estudió
de ACV: definición de objetivo y alcance, análisis de inventario, evaluación de impacto
ambiental e interpretación
A diferencia de otras empresas de fundición, las cuales funden todo tipo de chatarra sin
seleccionar; Metal Green SAS funde materia prima seleccionada y además cuenta con
procesos de recepción de chatarra y selección de proveedores, asegurando de esta manera
un proceso más limpio y un producto de óptima calidad evitando así emisiones y escoria
que afectan de manera negativa el medio ambiente.
De acuerdo al análisis de ciclo de vida realizado para la colada de 500 kg para fabricar
filtro de 2’’ los aspectos más significativos son el consumo de energía eléctrica, Las
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emisiones de NOx, SO2 y material particulado derivadas del proceso de fundición son
muy bajas ya que la materia prima se funde en un horno de inducción eléctrica y el
consumo de arenas sintéticas.
Interpretando la magnitud de los impactos ambientales de la industria, puede entenderse
la gran preocupación del sector siderúrgico mundial por el consumo de recursos
energéticos y el Potencial de Calentamiento Global del proceso, siendo estos impactos los
de mayores magnitudes que produce la industria siderúrgica.
Debido a que no se abarco el ciclo de vida de la puerta al cajón, no se puede abarcar
totalmente los impactos producidos para el proceso de fundición, pues no se tiene
detalladamente el destino final de las piezas ni su impacto desde la extracción de materias
primas.
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8. Recomendaciones
Se recomienda a la gerencia de la empresa apoyar procesos de recolección de datos
continua para controlar debidamente los impactos de los procesos de manufactura de la
misma y así poder emprender acciones de mejoramiento del desempeño ambiental de
cada producto.
El modelo de gestión ambiental aplicando el principio de sostenibilidad utiliza la
metodología del Análisis de Ciclo de Vida. Este modelo se puede profundizar realizando
una transversalidad con la norma ISO 26000 de Responsabilidad Social Empresarial.
Realizar más esfuerzos para diseñar y fabricar productos a partir de materiales reciclados,
esto debe seguir tomando fuerza, tomando en cuenta los beneficios que ello trae para el
medio ambiente, independiente del material seleccionado.
Se debe a tener a consideración hacer un estudio sobre la disposición final de las piezas y
su estimado de vida útil para poder hacer un análisis de ciclo de vida mucho más amplio
y completo.
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