Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación bimestral de divulgación externa

NOTAS núm. 139, NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2012, artículo 2
Ecoeficiencia en el sector transporte
LÓPEZ Guadalupe, MENDOZA Fernando y TÉLLEZ Rodolfo

Introducción.

La ecoeficiencia se define como una estrategia ambiental con carácter preventivo y de integración, enfocada hacia procesos productivos, productos y servicios, a fin de reducir costos, mejorar prácticas administrativas y de operación, incentivar innovaciones tecnológicas y reducir los riesgos relevantes al ser humano y al medio ambiente a través de una serie de herramientas aplicables a diferentes necesidades y objetivos a implementar en una empresa o sector para el mejoramiento de los recursos, beneficios económicos y minimización de impactos ambientales.

Surge a raíz de las políticas medioambientales a nivel mundial, junto a nuevos conceptos que tienen el principal objetivo de reducir los impactos negativos en los procesos que los generan. Las herramientas en las que se basa permiten obtener y combinar información, para la toma de decisiones sobre cambios en la operación sin poner en riesgo atributos igual de importantes como lo son la calidad y la seguridad. Las metodologías de ecoeficiencia para ser aplicadas de manera eficiente o correcta, requieren de práctica en los procesos por intervenir y una gran cantidad de información para el análisis detallado.

Existe además una estrecha relación entre la ecoeficiencia y el desarrollo sustentable. El desarrollo sustentable busca responder a las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de satisfacer estas necesidades en generaciones futuras, el beneficio económico y social con el menor deterioro ambiental posible. Dentro de los sistemas productivos, la satisfacción de necesidades y la relación que tienen con la limitación del medio para cumplirlas es considerada un elemento de primer orden en el diseño de estrategias ambientales en las empresas e instituciones, por lo que la ecoeficiencia es una estrategia empresarial aplicada para alcanzar el objetivo general del desarrollo sustentable.

Las herramientas que pueden emplearse para aplicar la ecoeficiencia son variadas; pueden ir desde análisis de ciclo de vida, análisis de riesgo, ecomapas, ecobalances, ecodiseño, mapas de cadenas de valor, benchmarking, políticas de producción (como Producción más Limpia – P+L) hasta instrumentos de gestión como lo son las auditorias ambientales.

Estas herramientas pueden clasificarse en tres grupos principales para facilitar su aplicación; se clasifican según su función:

1. de acuerdo con el objetivo que  buscamos alcanzar, relacionado con el ciclo de la gestión medioambiental:

a)     apoyo a la gestión de la empresa,

b)     diagnóstico ambiental de procesos y productos,

c)      priorización de temas o

d)     mejoramiento de productos o procesos.

2. Al tema de análisis. Estas pueden ser enfocadas:

a)     al entorno,

b)     a la totalidad del desempeño de la empresa,

c)      a la cadena de producción,

d)     al proceso y

e)     al producto.

3. Al tipo de resultados:

a)     Cuantitativas, que pueden ser de datos absolutos o relativos y

b)     las cualitativas, que solo identifican el impacto pero no lo cuantifican.

Esta clasificación ayuda a conocer cómo y bajo qué condiciones podemos emplear una herramienta.

Figura 1. Ciclo de mejora continua.

Actualmente estas metodologías se han llevado acabo en procesos del sector transporte en distintas maneras, desde el análisis del consumo de energéticos, comparación entre métodos de construcción, rediseño, alternativas de mantenimiento en la operación de carreteras, comparación y elección de materias para la construcción en base a su extracción, sustitución de insumos, entre otros.

Ecoeficiencia aplicada.

Caso: Reducción de Gases de Efecto Invernadero

Se han empleado diferentes metodologías de ecoeficiencia para evaluar el impacto ambiental en la construcción y operación de carreteras, una de ellas es el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en la construcción de caminos. Este análisis se basa en el cálculo de gases de efecto invernadero (GEI) y la reducción que se puede lograr sustituyendo materiales o en la identificación de alternativas para el ahorro de combustible o la reducción de GEI (Tabla 1). Para el caso de la construcción de un terraplén se hace el análisis entre dos prácticas estructuralmente equivalentes: la sustitución de materiales hallados en el trazo, del tipo suelo tolerable y en 45 cm de espesor, por materiales procedentes de un banco a 10 Km de distancia del suelo seleccionado, y a esa distancia pueden ser depositados los materiales sobrantes. Con la mejora del suelo se evalúa el incorporar 3% de cal apagada o el empleo de cemento para obtener suelo estabilizado S-EST I.

 

 

En este tipo de análisis se emplea un indicador de equivalentes de dióxido carbono (Kg de CO2 eq). Se calcula el uso de maquinaria, tipo, horas de trabajo, transporte, emisiones en la extracción de los materiales, entre otros y se suman para contabilizar los GEI generados en términos de Kg de CO2 eq.  

Un ACV recopila las emisiones totales, incluyendo emisiones en subsistemas para que el subsistema principal no tenga mayores emisiones a costa de otros. Los valores parciales a veces pueden llevar a concluir que una opción es viable si no se consideran todas las variables implicadas. En este caso la cal y el cemento generan volúmenes significativos de CO2 en su producción, estos valores son incluidos en el análisis para su uso en la estabilización del suelo.

 

El ACV revela que la alternativa de estabilización in situ produce un impacto ambiental, referido ha GEI generados, hasta seis veces mayor si se estabiliza con cal apagada (23,22 Kg eq CO2 por m2) que el uso de materiales de préstamo (3,9 Kg eq CO2 por m2), y hasta cuatro veces más (15,30 Kg eq CO2 por m2) si se estabiliza con cemento.

Estrategias energéticas y de reducción de GEI

Se ha encontrado [Archondo, 1994] que el consumo de combustible se incrementa de acuerdo al estado superficial del pavimento, este último determinado con el índice de rugosidad internacional (IRI).

Este caso es una evaluación de dos planes de mantenimiento en una red carretera, uno es el tradicionalmente llevado a cabo para un periodo de catorces años, y el otro es la propuesta de recortar el ciclo de mantenimiento a mitad de tiempo, es decir siete años. Evitando el deterioro del pavimento, se evitara también la generación de emisiones (GEI) por el aumento de la quema de combustible.

En este análisis se establece IRI menor a 2,5 como condiciones “buenas”, entre 2,5 a 3,5 como “aceptables”, y menores a 3,5 como “malas” o “pobres”.  Con la función de IRI respecto al tiempo (Ec. 1) donde IRI es el índice de rugosidad y “EDAD” es el numero de años de la carpeta asfáltica, a los catorce años se espera se tenga un IRI de cerca 2,5 y en un escenario de siete años un IRI de 1,5.

D(IRI) = 0,0499e 0.0849*EDAD IRI = 0,9595e0.0662*EDAD    (Ec. 1)

Teniendo en cuenta que el consumo de combustible para un TDPA en catorce años es de 66.941 litros, ahorrar 36,46 litros, significa 0,326% de combustible. Estos litros se convierten a 580 Kg de CO2 eq, para lo que un TDPA de 10.000 se convierten en 5.803 ton de CO2 eq, 11.605, para uno de 20.000, y así subsecuentemente (Tabla 3).

 

El llevar a IRI mayores a 3.5 una red de 2.150 Km, en ciclos de siete años y no de catorce, como se hace actualmente, lleva a ahorros anuales del 0,2% en el consumo de combustible;  en el análisis se llegan a ahorrar 66.000.000 litros de combustible, lo que se traduce en la no emisión de 200.000 toneladas de CO2. Por el lado económico,  hay un incremento en el costo del mantenimiento del camino, sin embargo, la mejora en los caminos reduce el mantenimiento en los vehículos (partes, llantas y mano de obra); beneficio que va de manera directa a los propietarios de vehículos. Adicionalmente, la mejora del IRI lleva a decrementos en los índices de accidentes en carreteras, en lesiones y mortalidad en los caminos.

Mezclas asfálticas Calientes Vs Tibias

El tercer caso es la comparación de la evaluación ambiental de una mezcla caliente y una tibia de asfalto, en procesos a escala industrial mediante el análisis de ciclo de vida. Se consideraron los impactos simultáneos de la utilidad de los procesos involucrados para las mezclas de asfalto calientes (HMA) (160°C) y las mezclas tibias (WMA) (<100°C). Los resultados comparativos obtenidos se hicieron sobre la energía (en Joules) empleada  y los GEI (en kg de CO2 eq.) generados, de los dos métodos de asfalto HMA y WMA; se incluyeron los mismos flujos de materiales e iguales condiciones de transporte (distancia de 40km); las cantidades, origen de los agregados y del asfalto son iguales para ambos casos, teniendo como fuente de energía la misma planta industrial y equipo empleado para los trabajos sobre el camino.

Figura 2. Emisiones GEI y Figura 3. Consumo de energía.

Los datos obtenidos nos proporcionan una justificación para el cambio de metodología sobre aplicar mezcla de asfalto en caliente (HMA) (160°C) a la utilización de mezclas de asfalto en tibio (WMA) (<100°C) para la pavimentación de proyectos en carreteras, lo que nos muestra ahorros cerca del 47% en energía y 44% en GEI, ambos en planta.

Calculadora de GEI y huella de carbono.

Las calculadoras de GEI (en eq. de CO2) son sistemas y hojas de cálculo que emplean factores de emisión determinados con metodologías definidas para la estimación de volúmenes de CO2 eq. de una o un conjunto de actividades. Existe una diversidad de estas calculadoras, su validación generalmente esta dada por la entidad u organismo que la sustenta. Estas calculadoras permiten dar una idea de todas las emisiones generadas por una persona o una pequeña organización durante un periodo de tiempo. Con el resultado, se logra una visualización de lo que se genera en GEI y la llamada huella que deja un proceso, persona o actividad. El objetivo del cálculo es compensar el impacto negativo sobre el planeta incorporando actividades y hábitos sustentables; la huella de carbono representa una medida fundamental que contribuye a la toma de decisiones de prácticas sustentables y estrategias de reducción más eficaces en la lucha contra el calentamiento.

En la evaluación de un proyecto de ampliación de 119 Km de carretera se empleó una calculadora de GEI para carreteras llamada CHANGER, (por sus siglas en inglés: Calculator for Harmonised Assessment and Normalisation of Greenhouse-gas Emissions for Roads), desarrollada por la Federación Internacional de Carreteras (International Road Federation, IRF). Las mejoras tienen expectativas de vida útil de doce años en un tramo de 110 Km, con especificaciones de sub- base granular (GSB), mezcla húmeda (WMM) y espesores variantes en el pavimento, y mejoras de drenaje;  una demanda de pasajeros esperada de 137.816.047, y de carga de 77.120.411 toneladas.  Considerando las distintas etapas involucradas en el proyecto (ampliación del derecho de vía, remoción de material, construcción de sub-base granular (GSB) y las opciones de pavimento  elegidas: mezcla húmeda (WMM, por sus siglas en inglés),  mezcla asfáltica o de  concreto, y las obras complementarias para las distintas partes en lo largo del tramo.

En este análisis se realizó en sub actividades donde se contemplaron los equipos (excavadora, niveladora, rodillo, riego, etc.), las horas de uso y el combustible utilizado en la construcción del terraplén usando suelo de banco de préstamo, la construcción usando suelo del mismo sitio, la construcción de la subrasante usando materiales de un banco de préstamo, y las actividades de remoción y recompactación (Tabla 4).

 

En suma las emisiones en CO2 eq generadas en este proyecto de ampliación son 52.083 toneladas de CO2 eq. Este resultado debe integrarse al proceso de construcción y su consideración en la evaluación de los impactos ambientales para la consideración de las medidas de mitigación correspondientes a la magnitud del impacto que se genera en el ambiente en este tipo de proyectos; actualmente se cuenta con metodologías y herramientas que posibilitan este tipo de evaluaciones.

Conclusiones.

La práctica actual debe considerar todos los impactos ambientales e integrarlos al proceso de construcción, mantenimiento y operación de los proyectos carreteros para implementar las medidas de mitigación correspondientes.

Las evaluaciones sobre el ahorro energético, mejoras de mantenimiento, sustitución de materiales, análisis de emisiones generadas por actividades dentro de un proyecto carretero, implementar mejoras en los diseños de pavimentos, el optar por prácticas ambientalmente más amigables, rediseño, evaluaciones comparativas para materiales o métodos, o un sencillo análisis sobre las actividades adjuntas a un proceso principal como un conjunto de éste son evidencia de la contribución del sector hacia un desarrollo sustentable.

El análisis de los proyectos que actualmente se desarrollan a nivel mundial, empleando herramientas informáticas para las evaluaciones ambientales, está ayudando a generar bases de datos y ajustar las metodologías de ecoeficiencia para ser más precisa en el cálculo de emisiones, gastos y generación de índices ambientales. Existe aún un gran campo de mejora para dichas herramientas; sin embargo, lo generado a la fecha representa un gran avance en el tema.

Sin dejar de ser eficientes en otros aspectos igualmente importantes, como lo son la calidad de ingeniería y la seguridad vial, el Sector Transporte está en la tendencia mundial de ser cada vez  más eficiente, y mas sustentable al implementar técnicas de análisis para disminuir los impactos ambientales y la reducción de GEI.

Esperamos que el presente trabajo coadyuve a la generación de investigaciones referidas a los análisis de ecoeficiencia en procesos productivos del sector transporte y en análisis de proyectos, con la finalidad de encaminar esfuerzos a la sustentabilidad ambiental.

Bibliografía.

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 El resto de la bibliografía y mayor información sobre ecoeficiencia puede ser consultada en la Publicación Técnica No. 351.

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