analisis del ciclo de vida ingenieria

7/22/2019 Analisis Del Ciclo de Vida Ingenieria

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Anlisis del Ciclo de Vida

Definic in de Anlisis del Cic lo de Vid a

Las definiciones ms utilizadas para el ACV, son las siguientes:

Norma ISO 14040: el Anlisis de Ciclo de Vida es una tcnica para determinar los aspectos

ambientales e impactos potenciales asociados a un producto: compilando un inventario de las

entradas y salidas relevantes del sistema, evaluando los impactos ambientales potenciales

asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e

impacto en relacin con los objetivos del estudio

Norma espaola UNE 150-040-96: El Anlisis de Ciclo de Vida es una recopilacin y evaluacin

de las entradas y salidas de materia y energa, y de los impactos ambientales potenciales

directamente atribuibles a la funcin del sistema del producto a lo largo de su ciclo de vida

Consejo Nrdico de Ministros: El Anlisis de Ciclo de Vida es un proceso para evaluar las cargas

ambientales asociadas a un sistema de produccin o actividad, identificando y cuantificando las

cantidades de materia y energa utilizados, y los residuos generados, y evaluando los impactos

ambientales derivados de estos.

El ACV permite obtener un modelo simplificado de un sistema de produccin y de los impactos

ambientales asociados; sin embargo, no pretende entregar una representacin total y absoluta de

cada interaccin ambiental. A pesar de postular una cobertura sobre todo el ciclo de vida de un

producto, en muchos casos resulta difcil abarcar todas las actividades desde la cuna a latumba,

por lo que se debe definir claramente el sistema requerido para que el producto cumpla con una

determinada funcin.

Ciclo de vida de un produc to

La vida de un producto empieza en el diseo y desarrollo del producto y finaliza al final-de-vida de

las actividades (reutilizacin, reciclaje, etc.) a travs de las siguientes etapas:

Adquisicin de materias primas: Todas las actividades necesarias para la extraccin de las

materias primas y las aportaciones de energa del medio ambiente, incluyendo el transporte previo

a la produccin.


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Proceso y fabricacin: Actividades necesarias para convertir las materias primas y energa en el

producto deseado. En la prctica esta etapa se compone de una serie de sub-etapas con

productos intermedios que se forman a lo largo de la cadena del proceso.

Distribucin y transporte: Traslado del producto final al cliente.

Uso, reutilizacin y mantenimiento: Utilizacin del producto acabado a lo largo de su vida en

servicio.

Reciclaje: Comienza una vez que el producto ha servido para su funcin inicial y

consecuentemente se recicla a travs del mismo sistema de producto (ciclo cerrado de reciclaje) o

entra en un nuevo sistema de producto (ciclo de reciclaje abierto).

Gestin de los residuos. Comienza una vez que el producto ha servido a su funcin y se devuelve

al medio ambiente como residuo.

Brev e res ea de l ACV

En los ltimos aos se ha desarrollado un enfoque sistmico para el anlisis de los impactos

ambientales asociados a procesos y productos. Los procesos industriales no slo generan

residuos, sino que tambin consumen recursos naturales, requieren infraestructura de transporte,

utilizan insumos qumicos, agua y energa, y generan productos que deben ser transportados,

consumidos y, en algunos casos, reutilizados antes de su eliminacin final


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Cargas ambientales de un sistema de produccin

En cada una de estas instancias se generan impactos ambientales diversos, los que deben ser

tomados en consideracin cuando se desea evaluar el efecto de un proceso sobre el medio

ambiente. El anlisis del c iclo de vi da (ACV) consiste en evaluar cada uno de los efectos

ambientales generados a lo largo de la vida del producto, vale decir, desde las fuentes de recursos

primarios (desde su cuna), hasta el consumo y disposicin final (hasta su tumba).Ello permite

identificar los impactos sobre los diferentes compartimentos ambientales ms all de los lmites de

la planta productiva. Dichos impactos inducidos pueden, en muchos casos, ser de mayor

relevancia que aquellos ocasionados directamente por el proceso de manufactura del producto.

Por ejemplo, la sobre-explotacin y una gestin inadecuada del recurso forestal pueden degradar

significativamente la calidad del suelo, con los consiguientes impactos negativos sobre la tasa de

renovabilidad del recurso y sobre la calidad de las aguas superficiales, debido al arrastre de

sedimentos y material orgnico disuelto derivados de procesos erosivos.

El anlisis del ciclo de vida fue originalmente desarrollado en la dcada del 70 a raz de la crisis

energtica. Inicialmente, se limit a simples balances de materia y energa a lo largo del proceso

de generacin y consumo energtico, con vistas a identificar oportunidades de ahorro de energa a

travs de la cadena de produccin y consumo. Dada la estrecha relacin existente entre el

consumo energtico, el consumo de recursos materiales y las emisiones de residuos, no fue difcil

evolucionar hacia el ACV tal como se le conoce en la actualidad.


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En la medida que el requerimiento de minimizacin de consumo de recursos y de generacin de

emisiones se generaliz en el mundo industrializado, la herramienta de ACV fue madurando

progresivamente. El gran salto metodolgico fue dado a comienzos de la presente dcada, con las

contribuciones de la EPA-EEUU, e instituciones ambientales europeas, tales como la BUWAL-

Suiza, el CML-Holanda, el IVL-Suecia, entre otros.

En su forma actual, el ACV constituye una herramienta de gestin ambiental y diseo de procesos

menos contaminantes. Ha sido incorporado en el desarrollo de los sistemas de ecoetiquetado, en

la formulacin de guas para el desarrollo de productos ambientalmente favorables y en las

normas ISO. Las normas ISO poseen varios estndares asociados a la conduccin de ACV:

Norma ISO 14040: presenta los principios generales y requerimientos metodolgicos del ACV de

productos y servicios.

Norma ISO 14041: gua para determinar los objetivos y alcances de un estudio de ACV y para

realizar el anlisis de inventario.

Norma ISO 14042: gua para llevar a cabo la fase de evaluacin de impacto ambiental de un

estudio de ACV.

Norma ISO 14043: gua para la interpretacin de los resultados de un estudio de ACV.

Norma ISO 14048: entrega informacin acerca del formato de los datos que sirven de base para

la evaluacin del ciclo de vida.

Norma ISO 14049: posee ejemplos que ilustran la aplicacin de la gua ISO 14041.

Junto al ACV existe un conjunto de herramientas complementarias que permiten evaluar las cargas

ambientales, con diferente resolucin y con distintos lmites del sistema estudiado. Algunas de

stas se describen a continuacin:

Evaluacin de impacto ambiental: herramienta para la toma de decisiones que incluye la

identificacin, cuantificacin y valoracin de los impactos ambientales asociados a un proyecto

Evaluacin de tecnologas: herramienta de diseo de procesos menos contaminantes, cuyo

objetivo es evaluar comparativamente diferentes opciones tecnolgicas, sobre la base de sus

atributos ambientales, tcnicos, econmicos, sociales, etc.

Anlisis de riesgos: evala posibles accidentes, considerando la probabilidad de ocurrencia y las

consecuencias sobre las personas, las instalaciones y el medio ambiente. Permite identificar y

evaluar medidas de prevencin y control.


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Anlisis de intensidad de recursos: evala la cantidad de materiales y energa que se utiliza en

un sistema de produccin asociado a un producto o servicio, a lo largo de su ciclo de vida.

Trabaja sobre el total de materia y energa, sin especificar la naturaleza y composicin

especfica.

Evaluacin de desempeo ambiental: es una herramienta interna que provee al sistema de

gestin con informacin ambiental objetiva y verificable sobre el desempeo de una

organizacin. Se debe seleccionar indicadores ambientales adecuados para describir la

interaccin con el medio ambiente. Se aborda en las normas ISO 14031

La siguiente tabla muestra las aplicaciones de un ACV:

Aplicaciones Anlisis y Valoracin

Minimizacin de residuos

Cambios en las materias primas

Modificacin de equiposNuevas tecnologas de procesoTecnologas Limpias (BATs)

Diseo de Productos

Nuevos materialesNuevos procesos de fabricacinNuevas caractersticas de usoNueva presentacinEcoetiqueta

Proyectos y procesosCaractersticas propiasAlternativasOpciones de mejora

Materias primas

Opciones de mejoraCambios de fabricacin

Cambios de usoNuevos combustibles

Consecuencia:

MENOR IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE

Las tcnicas especficas para el anlisis del ciclo de vida de un producto o proceso an se

encuentran en pleno desarrollo. Aspectos tales como el modelamiento y anlisis de los flujos de

materia y energa a travs del ciclo de vida, y su relacin con los diferentes compartimentos

ambientales, representan un gran desafo de investigacin.

La Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), la ISO, agencias ambientales y

agrupaciones industriales diversas, han desarrollado y propuesto diferentes enfoques para la

realizacin del ACV. En tal sentido, se hace necesario un consenso entre todas las partes

interesadas para que la informacin que se obtenga de los ACV sea comparable sobre una base

comn. Al respecto, el Journal of Life Cicle Analysis y el Journal of Cleaner Production se han


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especializado en la publicacin de artculos sobre diferentes aspectos del ACV, constituyendo un

foro internacional de reconocido prestigio para la discusin de las herramientas metodolgicas y

resultados de estudios especficos.

Meto do log a del Anlis is d el Cicl o d e Vida

En su expresin ms general, el anlisis del ciclo de vida consiste de 4 componentes:

Marco del Anlisis del Ciclo de Vida

a) Definicin de objetivos y alcance: Se debe precisar los objetivos que motivan el estudio, as

como los lmites del sistema a analizar e identificar los componentes del ciclo de vida (ej.

extraccin, transporte, almacenamiento, produccin, consumo, reciclaje, disposicin final de

residuos, etc).

b) Anlisis de inventario: se desarrolla aqu los balances de materia y energa a travs de los

diferentes componentes del ciclo de vida.

c) Evaluacin de los impactos ambientales potenciales: debe considerar la salud y seguridad

de las personas, y las cargas ambientales. Se debe identificar y caracterizar, previamente, los

compartimentos ambientales a incluir en el anlisis y su relacin con las etapas del ciclo de vida

del producto.

d) Interpretacin: en base al anlisis anterior, se debe identificar y evaluar medidas de

mejoramiento que permitan reducir aquellos impactos de mayor relevancia


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Ciclo de Vida de un Producto

a) Definicin de Objetivos y Alcance

El primer paso en el desarrollo de un ACV es la definicin de los objetivos del estudio. Se debe

especificar las razones que impulsaron el trabajo y la informacin que se espera obtener como

resultado. Debido a su naturaleza global, un ACV podra ser interminable y debe establecerse

lmites a su extensin. La definicin de los lmites del sistema a estudiar es una de las etapas


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crticas del ACV. Al respecto, se debe considerar los siguientes aspectos para definir el alcance del

ACV:

Funcin del sistema: Se deben describir las funciones que definen el sistema en estudio. Esto

es importante en aquellos casos donde el producto puede cumplir varias funciones. Por

ejemplo, un computador multimedia puede ser utilizado como procesador de informacin y,

adems, puede servir para comunicacin telefnica/fax. Si el ACV se realiza para comparar

ambientalmente varios sistemas, se debe garantizar que cumplan la misma funcin.

Unidad funcional: La unidad funcional se refiere a la base de clculo sobre la cual se

efectuarn los balances de materias y energa. En el caso de ACV comparativos, se debe

seleccionar una unidad funcional que refleje la funcin que interesa comparar. Por ejemplo, el

ACV para comparar dos tipos de detergentes puede considerar, como unidad funcional, el

lavado de 1000 kg de ropa de algodn.

Lmites del sistema: Se debe identificar el conjunto de procesos unitarios o subsistemas que

permiten producir el producto en estudio. Ello incluye la obtencin de los recursos primarios,

todos los procesos de fabricacin y transporte de los componentes del producto y sus materias

primas, adems de todas las fases del ciclo de vida del producto terminado. Es necesario

decidir qu procesos y etapas del sistema se van a incluir en el estudio, as como los criterios

que se utilizan para tal decisin y su compatibilidad con los objetivos del ACV. Por ejemplo, se

puede excluir del anlisis los componentes que se encuentren bajo un % lmite (ej. menor de

0,5% del peso del producto). Es importante establecer los lmites geogrficos de las actividadesa incluir en el ACV, ya que pueden ser afectadas por condiciones locales (ej. los sistemas de

generacin de energa elctrica, los sistemas de transporte, los sistemas de tratamiento y

disposicin de residuos).

b) Anlisis de Inventario

El anlisis de inventario es un balance de materia y energa del sistema, aunque puede incluir otros

parmetros, tales como: utilizacin del suelo, radiaciones, ruido, vibraciones, biodiversidad

afectada, etc. Comprende la recopilacin de los datos y la realizacin de los clculos adecuadospara cuantificar las entradas y salidas del sistema estudiado:

Entradas: son las materias primas y las fuentes de energa

Salidas: son las emisiones al aire, al agua y al suelo, y los productos


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Parte de los flujos materiales y energticos proceden de la naturaleza o se destinan a ella,

mientras que otros flujos tienen su origen o destino en la tecnosfera.1 Algunos ejemplos se

presentan en la siguiente tabla:

FLUJO DESTINO/ORIGEN MEDIO

Residuo lquido tratado Destino: Vertido al mar Natural

Combustible diesel Origen: Refinera de petrleo Tecnosfera

Agua de procesos Origen: Ro Natural

Residuos slidos Destino: Procesamiento de residuos Tecnosfera

Gases de incineracin de residuos slidos Destino: Emisin a la atmsfera Natural

Origen y destino de flujos materiales y energticos

El anlisis de inventario es un proceso iterativo, ya que la existencia de nuevos datos y el mayor

conocimiento obtenido durante el desarrollo del trabajo permiten redefinir con mayor precisin las

fases del ciclo o los flujos materiales y energticos.

El procedimiento recomendado para realizar el anlisis de inventario incluye las siguientes etapas:

Construccin del diagrama de flujo

Establecer la calidad de los datos (niveles de precisin requeridos)

Definir los lmites del sistema

Recoleccin de los datos y clculos de balances (Ecobalances)

Redefinicin de los objetivos y alcances

Una vez construido el diagrama de flujo, el sistema se subdivide en subsistemas y estos a su vez

en procesos unitarios, para facilitar los clculos de balance. Los balances de materia y energa se

deben ordenar en forma sistemtica, especificando las entradas y salidas, y sus destinos/orgenes,

tal como se muestra en la tabla siguiente:

ENTRADAS

Desde la Naturaleza Desde la Tecnosfera

Materias primas

1Tecnosfera, es el conjunto de los medios artificiales que soportan el desarrollo de la sociedad humana y que

evoluciona hacia una analoga de la biosfera con la que interacta. Los seres humanos actan sobre el

ambiente para satisfacer distintos tipos de necesidades y crear o fabricar paisajes agrarios, industriales, viales,

urbanos.


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Insumos

Agua

CombustiblesElectricidad

SALIDAS

Hacia la Naturaleza Hacia la Tecnosfera

Productos

Residuos atratamiento

Emisiones lquidas

Emisiones gaseosas

Emisiones slidas

Balanc e de m ateriales y energa en anlisis de in ven tario (Ecob alances )

Generalmente, se especifica las unidades de medida (ej., toneladas, kJ), los niveles de

incertidumbre de los datos y las fuentes. En el caso de los flujos energticos, se debe identificar las

cantidades de energa trmica y de combustible utilizado, y el consumo elctrico.

Es importante sealar que el consumo de combustible en el transporte depende del medio

utilizado, del tipo de combustible, de la carga y del recorrido. Por ejemplo, para transporte

mediante camiones en base a diesel, se considera un consumo especfico en el rango 0,8-2,2 (MJ

/km/ton), mientras que el transporte por ferrocarril elctrico presenta un consumo de 0,1-0,3 (MJ

/km /ton).

A pesar de que la definicin de los lmites del sistema es una decisin que se toma al inicio del

ACV, es esencial precisar tal definicin en el anlisis de inventario. Los lmites pueden ser fijados

de acuerdo a criterios de tipo geogrfico. Ello es importante, en la medida que al extender los

lmites geogrficos se pierde precisin y se incrementa la incertidumbre de los resultados. En

muchos ACV se prefiere fijar los lmites en reas donde se conozca la naturaleza de las

actividades incluidas en el estudio; por ejemplo, considerar solamente aquellas que se realizan

dentro del pas. La seleccin de tales fronteras de estudio puede afectar significativamente los

resultados del ACV. Por ejemplo, como ya se mencion, pueden existir grandes diferencias en los

consumos energticos y emisiones asociadas a sistemas de transporte alternativos, o a diversos

sistemas de generacin de energa elctrica (ej.: termoelctrica, hidroelctrica, nuclear). Al

respecto, se recomienda separar los resultados relativos a consumo elctrico y explicitar las

fuentes utilizadas.


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Junto a los lmites geogrficos, es importante definir los lmites temporales. Por ejemplo, en el caso

de los residuos depositados en vertederos, las emisiones gaseosas derivadas de la

descomposicin de los residuos dependen de la escala de tiempo considerada, ya que los

materiales poseen diferente estabilidad frente a la accin microbiana u otros agentes degradativos.

Estos aspectos metodolgicos an no han sido resueltos y se encuentran en plena evolucin.

Finalmente, se debe mencionar que existe controversia respecto a la inclusin de las emisiones y

los requerimientos materiales y energticos, asociados a la construccin de la infraestructura

productiva y a la fabricacin de los equipos utilizados en los procesos. En general, tales aspectos

ambientales se excluyen de los ACV de productos elaborados, a menos que se desee comparar

alternativas que presenten grandes diferencias en la intensidad de recursos infraestructurales y de

equipamiento.

Asignacin de Cargas Ambientales

En el caso de sistemas que desarrollan ms de una funcin o que fabrican ms de un producto, se

debe distribuir los aspectos ambientales entre los productos que genera. La asignacin de las

cargas ambientales a diferentes productos es necesaria en los siguientes casos:

Procesos con salidas mltiples, donde se generan diferentes productos, algunos de los cuales

cruzan los lmites del sistema.

Procesos con entradas mltiples, donde es difcil establecer relaciones de causalidad entre

entradas y emisiones.

Procesos con reciclo de lazo abierto, donde los residuos que salen de un sistema son utilizados

como materias primas para otro sistema, fuera de los lmites del sistema en estudio.

Tomemos como ejemplo, una refinera de petrleo que produce gasolinas de diferentes tipos,

petrleo combustible, diesel, gas licuado, etileno, propileno, etc., a partir de petrleo crudo Cul

de estos productos es el causante de las emisiones generadas durante el proceso (ej. SO2, CO

2)?

En este caso, las cargas ambientales deben distribuirse entre los productos de acuerdo a criterios

de asignacin claramente especificados.

Cuando no es posible establecer una relacin de causalidad, entre el producto y las cargas

ambientales, se debe recurrir a mtodos de asignacin basados en valor econmico, cantidad

fsica (ej. masa, concentracin) o una combinacin de ambos. Por ejemplo, las cargas ambientales

derivadas del proceso de refinacin de petrleo se pueden distribuir proporcionalmente a la masa

de productos generados, o proporcionalmente al valor comercial de cada producto.


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c) Anlisis de los impactos

Es un proceso cuantitativo y/o cualitativo mediante el que se caracterizan y evalan los efectos delas intervenciones medioambientales identificadas en el inventario. Tambin pueden incluir juicios y

aspectos sobre beneficios medioambientales relativos, as como una comparativa de los

inconvenientes de los diferentes sistemas.

La SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry, 1993) considera tres pasos en la

evaluacin de impactos:

1. Clasificacin. Es un paso cualitativo mediante el cual las entradas y salidas se asignan a

diferentes categoras de impacto basadas en el tipo de impacto esperado sobre el ambiente.

La asignacin ha de fundamentarse en el anlisis cientfico de los procesos medioambientales

relevantes y debe permitir responder a la pregunta: Cules son los impactos medioambientales

esperados de cada entrada y salida del sistema?.

El propsito principal de esta actividad es describir los efectos medioambientales potenciales de

las entradas y salidas, y decidir qu impactos medioambientales se consideran en la evaluacin.

Existen tres grandes categoras de impactos:

Recursos Naturales

Salud humana

Salud ecolgica

2. Caracterizacin.Es un paso cuantitativo en el que se evala la contribucin relativa de cada

entrada y salida en su categora de impacto asignado y se totalizan las contribuciones dentro de

cada categora.

La caracterizacin tambin se tiene que fundamentar en el anlisis cientfico de los procesos

medioambientales relevantes y tiene que permitir responder a las preguntas: Cul es la

contribucin potencial de una entrada o salida especfica a diferentes impactos medioambientales?

y cul es la contribucin potencial total del sistema a diferentes impactos medioambientales?.

3. Valoracin.: Es un paso que puede ser cualitativo o cuantitativo, y en el que se pondera la

importancia relativa de los diferentes impactos medioambientales. La valoracin puede no estar

necesariamente fundamentada en el anlisis cientfico, se pueden incluir valores de tipo tico,

socioeconmico, etc.


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La valoracin es una herramienta formal que transforma el perfil medioambiental (consistente en

un conjunto de "n" efectos cuantificados, describiendo el potencial del impacto sobre "n" problemas

tipo seleccionados) en un ndice medioambiental.

Un mtodo sencillo y rpido de aplicacin es el de aproximacin a los volmenes crticos, donde se

valora la cantidad de contaminante emitida al medio durante el ciclo de vida. El volumen crtico de

cada emisin es la dilucin necesaria de cada contaminante disuelto en aire o agua hasta su lmite

legal. Cada pas tiene sus propios lmites y los impactos en este caso no son comparables; adems

muchos contaminantes no tienen establecidos sus lmites ni se conocen sus consecuencias.

El mtodo de los ecopuntos est basado en el concepto de singularidad ecolgica. Los ecopuntos

evalan la contribucin de los diversos compuestos contaminantes a las diferentes categoras de

impacto consideradas: efecto invernadero, ozono estratosfrico, acidificacin, eutrofizacin, niebla

fotoqumica, metales pesados, sustancias carcingenas, radiaciones ionizantes, generacin de

residuos, residuos radiactivos y agotamiento de los recursos energticos. El impacto total ser la

suma de los ecopuntos asociados a todo el conjunto de sustancias emitidas consideradas bajo

cada categora de impacto.

Esta cuantificacin de los impactos en ecopuntos para cada categora y tecnologa es

extraordinariamente potente. A partir de esta informacin es posible deducir un buen nmero de

pautas y definir las acciones ms adecuadas al cumplimiento de los objetivos que se pretenden.

De forma esquemtica y a modo de ejemplo, puede indicarse que si se desea reducir la emisin de

sustancias generadoras de la lluvia cida, debera sealarse, dentro de una cierta ley deproporcionalidad, a aquellos sistemas energticos responsables de las emisiones que contribuyen

en mayor medida a tal impacto.

La siguiente figura representa en forma esquemtica los pasos seguidos para la obtencin de la

penalizacin de ecopuntos a partir del dao ocasionado por las diferentes sustancias de referencia:

cada una de las categoras de impacto sobre las que actan las distintas sustancias

contaminantes, supone un dao medioambiental que debe valorarse segn la probabilidad de

causar un deterioro del ecosistema y de provocar enfermedades importantes o incluso la muerte. El

resultado final, el dao medioambiental causado por cada sistema energtico y cada categora de

impacto considerada, se expresa en ecopuntos.

Los ecopuntos se calculan para cada sustancia emitida y categora de impacto, a partir de la

siguiente ecuacin:

Ecopuntos = CS x .FC x FN x FE

Donde::


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CS es la cantidad de sustancia emitida

FC es un factor de caracterizacin

FN es un factor de normalizacin

FE es un factor de evaluacin

Fuente: FUNIBER Captulo Herramientas de Gestin Ambiental

d) Interpretacin

La ltima etapa de un ACV y la menos desarrollada, es la de Evaluacin de Mejoras, donde se

identifican y evalan las opciones para reducir el impacto o las cargas ambientales del sistema en

estudio.

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