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Anne-Marie Boulay, M.Sc.A. Candidata a Doctorado Agua y Ciclo de Vida CIRAIG – Ecole Polytechnique de Montreal.

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1 Anne-Marie Boulay, M.Sc.A. Candidata a Doctorado Agua y Ciclo de Vida CIRAIG – Ecole Polytechnique de Montreal

2 1- Introducción y definiciones 2- PNUMA / SETAC - Grupo de Trabajo sobre el Uso del Agua en la ACV 3- Marco 4- Inventario - Definiciones - Métodos - Recomendaciones -Bases de Datos 5- Punto medio - Definiciones - Métodos - Recomendaciones 6- Punto final - Definiciones - Métodos - Recomendaciones 7- Ejemplos - Generales - Cálculos 8- Conclusión

3 1 taza de cafe en casa © Quantis

4 CO 2 N2ON2O CFC CH 4 © Quantis

5

6 Huella hidrica indirecta de la producción electrica Agua evaporada Irrigación Contaminación del agua Huella hidrica indirecta desde los ingredientes crudos Water pollution © Quantis

7 7 Uso de agua off-stream Uso de agua in-stream Uso degradativo Uso consumante Proceso

8 Lluvia Agua verde (humedad del suelo) Agua superficial (agua azul) Agua subterránea renovable (agua azul) Agua subterránea fósil (no-renovable)

9 Calidad del agua conjunto de parámetros considerados para caracterizar las propiedades químicas, físicas y biológicas del agua Funcionalidad del agua relaciona la calidad con los usuarios para quien el agua puede ser usado Valor ecológico del agua relación física y dependencia de los ecosistemas del agua dulce Tasa de renovabilidad del agua tasa natural en la que se recarga el recurso. Mecanismos de compensación uso de las tecnologías backup por los usuarios humanos privados de agua para satisfacer sus necesidades (ex: desalinacion) Kounina et al, 2011

10 Punto Medio vs Punto Final Punto final – Daño « Impactos sobre humanos, ecosistemas y recursos ? » Punto medio - problemas « Es un problema potencial? » « Existe escasez en el área? » Inventario « Que ? » « Donde ? » « Cuanto? » Informes y Comunicación « Una nota en litros equivalente ? » © Quantis

11 certidumbre significación ModelizaciónInventario

12 Initiaciva internacional para ACV Grupo WULCA: Uso de agua en ACV Fase 1: Propuesto un marco para evaluar el agua en la ACV (Bayart et al., 2009) Fase 2: Revisión de los diferentes métodos (2011) Recommendaciones para: –Científicos –Practicantes (incl. industria ) 12

13 Source: Bayart et al (2009) G ENERACIONES FUTURAS Privación del agua para generaciones futuras E COSISTEMAS Uso de agua Privación del agua para ecosistemas Privación del agua para usos humanos Salud humana Calidad de los ecosistemas Recursos naturales Punto finalPunto MedioInventario Todas las categorias de impactos Compensación Sujeto a proteger Cambio de la disponibilidad de agua para U SOS HUMANOS NOTA: Esos impactos en los ecosistemas solo vienen del cambio de disponibilidad de agua funcional para ecosistemas. Los impactos directos de los contaminantes estan incluidos en otros partes de los modelos ACV. 4 8

14 Ecoinvent Bayart Chapagain Hoekstra GaBi Inventario (contabilidad) WBCSD Peters Boulay Vince Mila-I-Canals Quantis DatabasesMethods WFN 14 Salud humana Ecosistemas Recorsos Frischknecht Punto Medio (problemas) Ridoutt Pfister Mila-I-Canals Hoekstra Veolia Pfister Bayart Boulay Salud humana Ecosistemas Recorsos Boulay Maendly Humbert Boesch Van Zelm Punto Final (daño) Pfister Motoshita Pfister Verones Motoshita Verones (ground) Payet Kounina et al, 2011

15 Datos necesarios para evaluar los impactos asociados con el uso de agua Volumen de agua usado Y que mas? Tiene que diferenciar 1- Retiros 2- Uso degradativo y 3- Uso consuntivo

16 Difieren en sus objetivos y nivel de detalle. Algunas: Definen categorías de agua para considerar la calidad (Vince 2007; Bayart 2008; Boulay et al. 2011a) (Vince 2007; Bayart 2008; Boulay et al. 2011a) Son herramientas de inventario para organizaciones (Hoekstra et al. 2011; WBCSD 2010)Hoekstra et al. 2011WBCSD 2010 Integran efectos del uso directo del agua y del uso del suelo en la disponibilidad de agua (Milà i Canals et al. 2009)Milà i Canals et al Proveen modelos hidrológicos detallados y clasificación de los datos de uso del agua en sectores específicos (por ejemplo, sector australiano de carne roja) (Peters et al. 2010)Peters et al. 2010

17 Pueden ser utilizados como indicador de inventario ( Hoekstra et al 2011;. WBCSD 2010 ), pero la correlación entre los resultados del inventario y el impacto relacionado con el uso del agua no está probado y puede inducir a error Hoekstra et al 2011;. WBCSD 2010 Boulay et al. (2011a) ofrecen el método de inventario más extenso que puede ser aplicado directamente en los métodos de evaluación de impacto (excepto van Zelm,2010 ) Boulay et al. (2011a) van Zelm,2010 Kounina et al, 2011

18 Quality12a2b2c2d345Rain Quality levelExcellentGoodAverageAvg-ToxAvg-BioPoorVery Poor Un- usable Contamina- tion Low microbial low toxic low microbial medium toxic Medium microbial medium toxic Low microbial high toxic High microbial low toxic High microbial medium toxic High microbial high toxic OtherN/A Dom 1 XXXXXXX Dom 2 XXXXX Dom 3 X Agri 1 X XXXX Agri 2 XX Fisheries XXX XXX Industry XXXXX Cooling X Recreation X XXXX Transport Hydro : Functional X: Non-functional

19 ParameterUnits 12a2b2c2d345 General parameters Faecal coliforms UFC/100ml Suspended solids mg/l Total dissolved solids mg/l …… Inorganics Arsenicmg/l Cadmiummg/l … Organics Benzenemg/l Atrazinemg/l …

20 Calidad del agua entrando – Clasificación mundial Basado en base de datos Gemstat

21 Volumen y calidad del agua entrando Volumen y calidad del agua saliendo Localización geográfica Tipo de recurso (superficial, subterránea,...) Tipo de descarga (superficial, mar, etc.) Diferenciar recurso de agua subterránea renovable o fósil

22 Ecoinvent and GaBi – Bases de datos bien establecidos - flujos primarios de agua diferenciados según su origen – Ecoinvent: extracción de agua, pero no descarga evalúa los retiros de agua - no el consumo. Gabi: el agua de entrada y salida, pero sólo por sistema de primer plano, falta los de fondo (por ejemplo, la minería) Water Footprint database – Evalúa los flujos de inventario de consumo y de degradación de los cultivos y los productos derivados de cultivos, animales de granja y productos de origen animal de acuerdo con el método WFN (Hoekstra et al. 2011)Hoekstra et al Base de dato de calidad de agua: Gemstat Base de datos de Agua (Quantis 2011)

23 Crear una base de dato de agua Full and neutral inventory Inventario cubriendo todas las categorias de agua Regionalisad o procesos Integra data de empresas Cross-benefits from different sectors Datos de sectores especificos Plataforma de intercambio A la vanguardia en el agua Base de datos Cubre operaciones directas, upstream y downstream Evalúa juegos completos de los flujos de inventario

24 Source: Bayart et al (2009) G ENERACIONES FUTURAS Privacion de agua para generaciones futuras E COSISTEMAS Uso de agua Privacion de agua para ecosistemas Privacion de agua para usos humanos Salud humana Calidad de los ecosistemas Recursos naturales Punto finalPunto MedioInventario Todas las categorias de impactos Compensación Sujeto a proteger Cambio de la disponibilidad de agua para U SOS HUMANOS

25 Punto medio general a las tres vías de impactos o específicos para una vía La mayoría de los métodos se relacionan con índice de escasez de agua sobre la base del consumo o la extracción de agua

26 1- Indices de escasez : – Razón retiro-a-disponibilidad (Pfister et al. 2009; Ridoutt and Pfister 2010b; Frischknecht et al. 2006; Veolia 2011) oPfister et al. 2009Ridoutt and Pfister 2010bFrischknecht et al. 2006Veolia 2011 – Razón consumo-a-disponibilidad (Boulay et al.2011b; Hoekstra et al. 2011).Boulay et al.2011b; Hoekstra et al Se utiliza como un factor de caracterización (CF) para el uso del agua en ACV para evaluar el impacto de – Extracción de agua (Pfister et al. 2009; Ridoutt and Pfister 2010b; Frischknecht et al. 2006; Veolia 2011),Pfister et al. 2009Ridoutt and Pfister 2010b Frischknecht et al. 2006Veolia 2011 – Consumo de agua (Boulay et al. 2011b; Hoekstra et al. 2011)Boulay et al. 2011b; Hoekstra et al. 2011) – Degradación de agua (Hoekstra et al. 2011; Veolia 2010; Boulay et al. 2011b).Hoekstra et al. 2011; Veolia 2010; Boulay et al. 2011b

27 2- Indicadores específicos del punto medio Vías de impacto: Disminución de la disponibilidad de agua dulce para los usuarios humanos(Bayart 2008)Bayart 2008 Cambios en la disponibilidad de agua dulce para los ecosistemas que conducen a impactos en los ecosistemas de agua dulce (Milà i Canals et al. 2009)Milà i Canals et al Cambios en la disponibilidad de aguas subterráneas que causan el agotamiento de agua dulce(Milà i Canals et al. 2009).Milà i Canals et al. 2009

28 Método de Huella Hídrica Hoekstra et al.s (2011)2011 – Marcos fácilmente transmisibles - que se utiliza para sensibilización – Aborda un inventario limitado de tipos de agua ("verde, azul y gris") y de usos – No provee la base necesaria para el inventario preciso para todos los métodos de punto final en ACV – El nuevo método incluyendo la Evaluación de la Sostenibilidad (sin aditionar) se puede utilizar como un método de punto medio (FC aún no disponible)

29 Utilizar la información de los índices de escasez para: 1- identificar las prioridades ambientales relacionadas con el uso de consumo del agua, o 2- interpretar en paralelo con los indicadores de daño (punto final) para proveer una imagen completa de los impactos relacionados con el uso del agua. Kounina et al, 2011

30 Source: Bayart et al (2009) G ENERACIONES FUTURAS Privación del agua para generaciones futuras E COSISTEMAS Uso de agua Privación del agua para uso en ecosistemas Privación del agua para usos humanos Salud humana Calidad de los ecosistemas Recursos naturales Punto finalPunto MedioInventario Todas las categorias de impactos Compensación Sujeto a proteger Cambio de la disponibilidad de agua para U SOS HUMANOS

31 Existen varios métodos que reportan resultados en unidades compatibles: se puede utilizar en combinación 3 categorias de punto final: – Salud humana – Ecosistemas – Recorsos Una via de impactos alternativa: compensación

32 G ENERACIONES FUTURAS Privación del agua para generaciones futuras E COSISTEMAS Privación del agua para ecosistemas Privación del agua para usos humanos Salud humana Calidad de los ecosistemas Recursos naturales Todas las categorías de impactos Compensación Cambio de la disponibilidad de agua para U SOS HUMANOS Source: Bayart (2008) Punto FinalPunto medioInventarioSujeto a proteger $ £ Uso de agua

33 Depende del nivel de desarrollo humano y del bienestar económico (Boulay et al. 2011b; Bayart 2008 ).Boulay et al. 2011b; Bayart 2008 – Compensación – Privación para: uso doméstico (higiene e ingestión), agricultura y pesca depende de la cantidad de agua consumida y la escasez de agua de la zona afectada El uso del agua en última instancia lleva a un impacto global sobre la salud humana, por lo general expresado en años de vida perdida (DALY)

34 Cadenas causa-efecto abordadas – Falta de agua potable para higiene e ingestión (propagación de enfermedades transmisibles) (Motoshita et al. 2010b; Boulay et al. 2011b)Motoshita et al. 2010bBoulay et al. 2011b – Escasez de agua para irrigación resultando en desnutrición (Pfister et al. 2009; Motoshita et al. 2010a; Boulay et al. 2011b)Pfister et al. 2009; Motoshita et al. 2010a; Boulay et al. 2011b) – Escasez de agua para pesca de agua dulce resultando en pérdida de productividad y oferta de alimentos (Boulay et al. 2011b)Boulay et al. 2011b

35 Alcances de los métodos desarrollados son complementarios Evaluación completa: usando métodos de forma simultánea e identificar vías de impacto faltando Impacto final sobre la calidad del ecosistema se expresan en la fracción potencialmente de desaparición de las especies (PDF) en la superficie o volumen determinado durante un tiempo determinado (PDFm 2 y or PDFm 3 y)

36 Disminución de la biodiversidad terrestre, debido a la reducción de la disponibilidad de agua dulce (Pfister et al. 2009)Pfister et al Disminución de la biodiversidad acuática debido a la generación de energía hidroeléctrica (Maendly and Humbert Submitted)Maendly and Humbert Submitted Desaparición de especies de plantas terrestres debido a la extracción de aguas subterráneas y la reducción correspondiente de la tabla de agua (van Zelm et al. 2010)van Zelm et al Efectos del consumo de agua en las especies de peces de agua dulce (Hanafiah et al. 2011)Hanafiah et al Efectos de la contaminación térmica en los ecosistemas acuáticos (Verones et al. 2010)Verones et al. 2010

37 El uso excesivo de las masas de agua renovable depende de la tasa de renovabilidad del agua Vía de impacto llevando al agotamiento del agua subterránea fósil todavía no está cubierta y debe ser abordado en los métodos futuros, así como incluida en el inventario

38 Cuantifica el impacto en la disponibilidad futura de agua dulce 1- Cantidad de energía necesaria para la desalinización de agua de mar para compensar la fracción de agotamiento del agua dulce (Pfister et al. 2009)Pfister et al Contenido de energía del recurso agua dulce(Boesch et al. 2007).Boesch et al. 2007

39 Salud humana: – Comparación de los métodos necesarios prevista para 2012 – nuevo método de mecanismo de compensación comparación con métodos consecuenciales más tradicional y expansión de sistema y evaluación de la inclusión de la adaptación / compensación en general en AICV Calidad del ecosistema – Alcances de los métodos son complementarios – Suma de los indicadores refleja el impacto total – Una evaluación completa debe utilizar todos los métodos al mismo tiempo e identificar las vías de impactos que faltan Recursos – Vía de impacto para el agotamiento del agua subterránea fósil debe ser abordado en futuros métodos – Impactos debido consumo de diferentes tipos de agua sobre la tasa de renovabilidad debe ser distinguido en la evolución de método en el futuro Kounina et al, 2011

40 Diferentes escalas para: – Datos diferentes: la pertinencia y las bases de datos – Diferentes vías de impacto Territorio político (para el desarrollo socio- económico) e hidrológico Como mínimo: Cuenca principal

41 Vias de impactos de punto medio y final para la categoría Salud Humana tiene que incluir: Escasez de agua Funcionalidades del agua Calidad del agua Nivel de desarrollo humano Mecanismos de compensación Vías de impactos de punto medio y final para la categoría Calidad de ecosistemas tiene que incluir: Escasez de agua Calidad del agua Valor ecológico del agua Vías de impactos de punto medio y final para la categoría Recursos tiene que incluir: Tasa de renovación Kounina et al, 2011

42

43 All impacts DE CH DE CH DE CH © Quantis

44 Water use (inventory) (m3) Scarcity weighted water use (using water stress index) (m3- eq) Risks associated with water use: Water rights Water pollution Ground water over exploitation Risks associated with water use: Water pollution Ground water over exploitation Reduced availability for nutrition Impacts on human health (DALY) Impacts on ecosystem quality (PDF-m2-y) Risks associated with water use: Water pollution Risks associated with water use: Water pollution Ground water over exploitation River drying Greenhouse gases emissions Greenhouse gases emissions (from deforestation) In process of being published. Please contact Quantis before citing any results from this method. © Quantis

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46

47 © Intel and Quantis

48 CÁLCULOS Ejemplo

49 Inventario: Proceso: Corrugated board base paper, kraftliner, at plant Datos de inventario: Tipo de agua Volumen por 1 tonelada de carton Surfacia50.81m3 Subtarreana0.32m3 Descarga (agua de refrigeración)13.70m3 Descarga (proceso)36.43m3 Emisiones al aguaMasaConcentración BOD5, Biological Oxygen Demand3.4kg93mg/l COD, Chemical Oxygen Demand12kg329mg/l TOC, Total Organic Carbon1.9kg52mg/l Nitrogen0.2kg5.5mg/l Phosphorus0.038kg1.04mg/l Suspended solids, unspecified2.3kg63mg/l

50 TypoCalidadVolumen (m 3 )α - indice de escasez (Boulay et al, 2011b) Entrando - subterránea Local (2a) Entrando SuperficialLocal (2d) Saliendo - refrigeración 2d Saliendo - proceso WSI = (0.32*1)+(0.79*50.81)-(0.79*13.70)-(36.43*0) WSI = 29.6 m 3 equi. de agua por tonelada de carton producida

51 Otros métodos no incluidos en ecosistemas: – Maendley y Humbert – biodiversidad acuática/hidroelectricidad – Hanafiah – especies de peces – Verones – agua de refrigeración (datos de temperatura faltando) – Van Zelm – agua subterránea (poco volumen) TipoCalidadVolumen (m 3 ) CF Salud Humana (Boulay et al) CF Ecosistemas (Pfister et al) CF Recursos (Pfister et al) Entrando - subterránea Local (2a) x Entrando Superficial Local (2d) x Saliendo - refrigeración 2d x Saliendo - proceso

52 Salud – DALY / tonelada carton Ecosistemas – m2-a / tonelada carton Recursos – R = 0 MJ / tonelada carton SH (DALY) = (0.32*1.72 x )+(2.76 x *50.81)-(2.76 x *13.70)-(36.43*0) E (m 2 -a) = (0.32*0.4282)+(0.4282*50.81)-(0.4282*13.70)-(0.4282*36.43) R (MJ) = 0

53 Impactos de produccion de 1 tonelada de carton

54 El desarrollo de los métodos relacionados al agua en ACV ha progresado mucho últimamente y todavía está en evolución El ACV es una herramienta completa para evaluar impactos ambientales; impacto del uso del agua y deben ser incluidos En un indicador independiente, el pensamiento de ciclo de vida debe ser usado y los resultados de una huella de agua debe incluir los aspectos regionales, aspectos de calidad y caracterización de impacto

55 Anne-Marie Boulay, Candidata a Doctorado CIRAIG – École Polytechnique de Montréal

56 Etiquetado ambiental de los productos Switcher huella de carbono - el cambio climático Huella hidrica – consumo de agua e impactos asociados © Quantis

57 Switcher Factory Cultivation © Quantis


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