Percepções do Uso de Diferentes Métodos de AICV: Uma Comparação Baseada no Aquecimento Global

III Congresso Brasileiro em Gestão do Ciclo de Vida de Produtos e Serviços “Novos desafios para um planeta sustentável” 03 a 06 de setembro de 2012 Maringá – PR - Brasil

Percepções do Uso de Diferentes Métodos de AICV: Uma Comparação Baseada no Aquecimento Global G. M. ZANGHELINI1; E. CHERUBINI1; B. M. GALINDRO1; S. R. SOARES1. 1

Grupo de Pesquisa em Avaliação do Ciclo de Vida (CICLOG); Departamento de Engnharia Sanitária e Ambiental, Centro Tecnológico, Campus Universitário, Trindade. Florianópolis - SC – Brasil. [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]

Com a evolução da Metodologia de Análise do Ciclo de Vida ao longo dos anos, diversos métodos de avaliação de impactos foram criados, compreendendo cada qual suas próprias características de identificação e classificação das entradas e saídas dos sistemas de produto. Estes métodos podem variar os modelos de caracterização, as categorias de impacto disponíveis para a avaliação e o alcance final dos resultados. Desta forma, um mesmo sistema de produto pode gerar resultados singulares dependendo do método, o que demonstra a importância de compreender e dominar as minúcias e detalhes de cada um. O principal objetivo deste estudo foi realizar uma análise crítica com relação aos resultados e as diferenças conceituais entre quatro dos métodos mais utilizados recentemente nas Análises de Ciclo de Vida pelo Grupo de Pesquisa em Avaliação do Ciclo de Vida, o ReCiPe Midpoint Hierarchist, o CML2000 Baseline, EDIP2003 e o GHG Protocol. Para tanto, realizou-se a análise de um processo elementar real, por meio do software SimaPro 7.3., baseado em um inventário de dados primários para a mesma categoria de impacto, o Aquecimento Global. Desta forma, em posse dos resultados, pôde-se encontrar variações em torno de 2% das emissões finais. Aparentemente, pequena, esta variação pode representar um valor significativo na comparação entre sistemas concorrentes, ou quando na extrapolação de dados.

1. Introdução A Análise do Ciclo de Vida (ACV) de produtos e serviços historicamente surgiu a partir da metade do século XX em decorrência principalmente dos problemas de escassez de recursos e das peocupações inerentes. Esta metodologia foi moldada de forma a fornecer aos interessados informações para a tomada de decisões, buscando a diminuição dos impactos ambientais associados a melhor eficiência dos sistemas e a otimização dos processos (DE HAES et. al., 2002; CHEHEBE, 2002; CURRAN,1996). Com a evolução das análises e em virtude da necessidade de garantir a integridade dos resultados criaram-se as normas, hoje compostas pela NBR ISO 14040 e NBR ISO 14044. Estas mesmas normas apontam, que uma ACV deve compreender quatro etapas principais: 1) Definição de Objetivo e Escopo; 2) Análise de Inventário de Ciclo de Vida ; 3) Avaliação de Impactos de Ciclo de Vida e, 4) Interpretação (ABNT 2009). Este artigo aborda mais especificamente os métodos de avaliação utilizados na terceira etapa, que compreende o estudo da significância dos impactos ambientais potenciais associados ao

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inventário. Os métodos de avaliação de impacto foram criados com o objetivo de facilitar a avaliação da extensa lista de emissões, recursos consumidos e demais itens, normalmente resultado do inventário. Vários foram desenvolvidos por diversas entidades, seguindo-se as recomendações das normas, de modo a refletir o interesse e as necessidades do criador, envolvendo por exemplo, as categorias de impacto de interesse, os modelos de caracterização, o grau de subjetividade e a comunicabilidade dos resultados. Para este estudo, utilizaram-se os métodos: o ReCiPe Midpoint Hierarchist, o CML2000 Baseline, EDIP2003 e o GHG Protocol, enquanto que a categoria escolhida para a comparação foi o Aquecimento Global. O método ReCiPe foi criado através de uma contribuição mútua entre orgãos holandeses: National Institute for Public Health; Environment e Institute of Environmental Sciences da Universidade de Leiden; Departamento de Ciências Ambientais da Radboud University Nijmegen; e a organização independente para consultorias CE Delft. Este método possui uma abordagem tanto midpoint quanto endpoint. O modelo de caracterização para a análise midpoint do Aquecimento Global é baseado no relatório do Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) de 2007, que indica em uma tabela as diversas emissões e o potencial de aquecimento global (PAG) de cada uma delas, compilando o resultado para o indicador da categoria, kg de CO2 equivalente. A versão Hierarchist representa uma análise média, sem ser otimista e nem pessimista (GOEDKOOP et al, 2008). O CML2000 Baseline é um método de avaliação com abordagem restrita midpoint, criado pela faculdade de ciências do Institute of Environmental Sciences da Universidade Holandesa de Leiden, e, para a categoria de aquecimento global, baseia-se no relatório do IPCC para caracterizar as entradas e saídas do inventário, em um horizonte de 100 anos (UNIVERSITEIT LEIDEN, 2011). Enquanto que o método chamado de EDIP 2003, foi desenvolvido pelo Institute for Product Development (IPU), da Universidade Técnica da Dinamarca, a partir de uma atualização do ja existente EDIP 1997. Trata-se de um método com orientção midpoint. (WENZEL, HAUSCHILD e ALTING, 1997). O GHG Protocol, aplica o PAG para um horizonte de 100 anos, caracterizando o inventário para CO2 equivalente como os demais, baseado nos fatores do relatório do IPCC do ano de 2007 (GHG PROTOCOL, 2011).

2. Metodologia Para alcançar o objetivo proposto para este estudo, realizou-se a Avaliação de Impacto de Ciclo de Vida (AICV) por meio de quatro métodos de avaliação de impactos ambientais, representando aqueles de maior emprego nos estudos recentes do Grupo de Pesquisa em Avaliação do Ciclo de Vida (CICLOG): o ReCiPe Midpoint Hierarchist, o CML2000 Baseline, o EDIP 2003 e por fim, o GHG Protocol. Optou-se por restringir a análise a uma categoria de impacto, o Aquecimento Global, em todos os métodos, por representar um maior interesse das partes e por trabalhar o resultado em um indicador de fácil entendimento. Como o objetivo deste estudo foi evidenciar as diferenças entre os métodos, aplicou-se um Inventário de Ciclo de Vida (ICV) idêntico a todos, previamente levantado pelo CICLOG compreendendo a produção de farelo de soja brasileiro e o seu transporte da região centro-oeste até o estado de Santa Catarina, a unidade funcional representada por 1000 kg do farelo transportado. A inserção dos fluxos de entradas e saídas deste sistema de produto foi realizada com o auxílio do software SimaPro 7.3. classroom. Mais detalhadamente, o sistema de produto

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escolhido compreendeu parte da cadeia produtiva de suínos de Santa Catarina, envolvendo uma grande região produtora de soja no Brasil, o centro-oeste representada pelo município de Rondonópolis (MT) e o município catarinense de Concórdia, centro de atividade de suinocultura. O farelo, um co-produto da produção e beneficiamento da soja é utilizada como base para a ração dos animais e é obtida a partir da secagem da torta remanescente do processo de obtenção do óleo. Para esta secagem atribuiu-se uma matriz composta por quatro fontes energéticas: eletricidade, gás natural, carvão e óleo, todos aplicados a um forno industrial. Para a criação do cenário assumiu-se o farelo de soja transportado por meio de caminhão carreta e a distância de 1800 km entre os municípios.

3. Resultados A análise dos resultados apresentou uma variação considerável entre os métodos conforme Figura 1. O GHG Protocol e o ReCiPe Midpoint Hierarchist apresentaram-se muito próximos em seus valores, variando apenas 0,5 kg de CO2 equivalente para o sistema de produto analisado, sendo estes os menores valores, enquanto que o CML 2000 Baseline demonstrou um valor acrescido de 20 kg desta emissão equivalente representando uma variação percentual de 1% se comparado ao menor valor (GHG Protocol). Seguindo a mesma linha de raciocínio, o método EDIP 2003 apresentou um acréscimo de aproximatamente 2% se comparado ao resultado do GHG Protocol, ou em valores absolutos, 37 kg de CO2 equivalente emitido a mais.

Aquecimento Global

Kg de CO2 equivalente

1940 1920 1900 1880 1860 1840

1928 1909 1892

1891

1820 1800

CML 2000 Baseline ReCiPe Midpoint Hierarchist

EDIP 2003

GHG Protocol

Figura 1. Resultado da ACV segundo os quatro métodos aplicados ao mesmo sistema de produto.

Verificando as contribuições das duas principais etapas deste sistema de produto, a produção de farelo de soja (1 tonelada) e seu transporte da região centro-oeste até o estado de Santa Catarina, pode-se concluir que a maior variação dos resultados esta compreendida na produção de soja. A contribuição do transporte para o impacto final pouco se altera dentre os métodos possuindo uma amplitude máxima de 1,3 kg de CO2 eq. entre o maior e o menor emissor, EDIP 2003 e GHG Protocol respectivamente. Enquanto isso, o processo de fabricação do farelo de soja (incluido todo o cultivo e posterior processamento), apresenta a variação de até 2%, relativa aos

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35 kg de CO2 emitido a mais pelo sistema de produto na análise por meio do método EDIP 2003 se comparada ao resultado do GHG Protocol (Figura 2).

Aquecimento Global

1800

Kg de CO2 equivalente

1600 1400 1200 1000 1692

800

1709

1675

1674

600 400 200 217

217

218

217

0 CML 2000 Baseline

ReCiPe Midpoint Hierarchist Transporte de Carreta (32ton/EUR)

EDIP 2003

GHG Protocol

Farelo de Soja Final BR U

Figura 2. Resultado da ACV segundo os quatro métodos por principais etapas do sistema de produto.

4. Discussões As diferenças entre os resultados descritos no item 3 deste artigo são de ordem de até 2% para uma mesma análise (sistema de produto). Este percentual representa uma variação de até 38 kg de CO2 equivalente emitido comparando-se os métodos de resultado mais crítico com o menos crítico para esta ACV. Esta variação apesar de representar uma pequena fração do total emitido, pode acabar induzindo à escolha para o de “melhor” desempenho ambiental, tratando-se de idêntico sistema de produto analisado. Esta diferença fica mais evidente a medida que se extrapola os limites do sistema, para por exemplo, uma produção geográfica (estado de Mato Grosso) ou temporal (produção anual de uma empresa do ramo) do farelo se soja. Por exemplo, aplicando o montante final exportado pelo Brasil da safra de 2010/2011 de farelo de soja, de 14100 toneladas (ANEC, 2012), obtêm-se da diferença percentual de 2%, um valor absoluto de 512 toneladas de CO2 equivalente da variação entre a análise com o método EDIP 2003 e com o GHG Protocol. Analisando o inventário de substâncias caracterizadas pelos métodos de avaliação, encontrou-se uma grande diferença na quantidade listada de cada um. O CML2000 Baseline compilou ao todo 53 substâncias totalizando o emitido demonstrado na Figura 1. Para o mesmo sistema de produto o ReCiPe caracterizou 95 substâncias. O EDIP 2003 apresentou 150 substâncias caracterizadas cujo somatório perfez os 1928 kg de CO2 equivalente emitido. Enquanto que o método GHG Protocol classificou 92 substâncias caracterizadas para o indicador da categoria. Esta variação na identificação e classificação das substâncias causadoras de impacto para a categoria analisada é um dos motivos da diferença nos resultados mesmo analisando um mesmo sistema. Outro causador são os fatores de caracterização que cada método utiliza para transformar os valores identificados do inventário no indicador de impacto ambiental do Aquecimento Global, CO2 equivalente emitido (em kg). A Tabela 1 apresenta as principais emissões desta ACV, já caracterizadas para o indicador. Pode-se notar que as duas principais substâncias, o Dióxido de Carbono emitido oriundo da

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transformação da terra e da queima de combustível fóssil possuem mesmo fator de caracterização e aparecem nos quatro métodos, de forma idêntica. A partir da terceira principal substância emitida, já existe variação entre os fatores de caracterização. Enquanto os métodos ReCiPe e GHG Protocol utilizam um fator de caracterização de 298 kg de CO2 para cada kg de N2O emitido, os métodos CML 2000 Baseline e EDIP2003 aplicam um fator de 296 kg, resultando em um diferença entre os métodos de 0,7 kg de CO2 equivalente emitido. Esta mesma situação ocorre para a quinta substância, na qual os métodos CML 2000 Baseline e EDIP2003 aplicam um fator de 23 enquanto que os demais um fator de 25 para cada kg de metano emitido. Esta diferença no fator de caracterização reflete no resultado final, na qual os dois métodos com maior fator de caracterização acabam por emitir 3,37 kg de CO2 eq. a mais que o CML 2000 e o EDIP2003. Tabela 1. Principais substâncias emitidas e sua contribuição para a emissão por cada método (caracterizado em CO2 equivalente). Substância Dióxido carbono, transf. terra Dióxido carbono, fóssil Óxido Nitroso Dióxido de Carbono, biogênico Metano, fóssil Monóxido carbono, fóssil Hexano Metano, biogênico Monóxido carbono, biogênico Dióxido carbono, no ar (uptake) Outras substâncias TOTAL

CML 2000 B. 1198,46 542,82 103,27 38,78 21,84 2,34 1,62 1909

ReCiPe 1198,46 542,82 103,97 42,15 2,57 1,87 1892

EDIP2003 1198,46 542,82 103,27 38,78 27,83 5,54 2,34 8,63 1928

GHG Protocol 1198,46 542,82 103,97 73,63 42,15 2,92 2,79 -77,3 1,87 1891

No método GHG são considerados as emissões de monóxido e dióxido de carbono biogênico, enquanto nos demais métodos apenas o metano biogênico é contabilizado. No entanto, como o GHG considera que parte do carbono é fixado (uptake) nas plantas e árvores quando estão em crescimento, no balanço total o método apresenta valores mais baixos que os demais. O monóxido de carbono originado pela queima de combustíveis fósseis (sexta principal emissão) é classificado apenas pelo CML e pelo EDIP acrescentando ao impacto final 22 kg e 28 kg de dióxido de carbono equivalente, respectivamente, a diferença nos valores absolutos está associada aos fatores de caracterização, 1,57 kg para o CML e 2 kg para o EDIP. E este é o principal motivo para que os dois métodos sejam o de maior impacto final, embora utilizem fatores de caracterização mais baixos para CH4 e N2O. Quando analisados os altos valores de emissão para o método EDIP 2003 (Figura 1) ainda deve ser levado em consideração que o mesmo caracteriza mais substâncias que os demais métodos, como pode ser observado na Tabela 1).

5. Conclusões Fica evidente, através das questões abordadas na discussão deste artigo, que a principal fonte da variação dos resultados dentre os métodos abordados não são os fatores de caracterização que

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cada um usa, e sim, as substâncias que cada um compreende ou não. Apesar de alguns fatores de caracterização se diferenciarem uns dos outros, esta variação é pequena, sendo que as três principais contribuições deste sistema de produto para a categoria de impacto analisada são praticamente idênticas (inferior em apenas 0,7 kg equivalente emitido pelo método EDIP2003). Neste sentido, torna-se imprescindível, quando na análise comparativa entre sistemas de produto, que a mesma seja baseada no mesmo método, ou que o método seja descrito com detalhes, listando-se principalmente as substâncias envolvidas na categoria de impacto e os fatores de caracterização utilizados. Da mesma forma, é importante criar uma visão criteriosa quanto às ACVs comparativas empregadas em marketing, seja entre sistemas de produto concorrentes, ou mesmo entre cenários de um mesmo sistema, que demonstre melhoria e/ou evolução ambiental.

Referências ABNT NBR ISO 14040: Gestão ambiental – Avaliação do ciclo de vida – Princípios e estrutura. Rio de Janeiro, 2009. 21 p. ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS EXPORTADORES DE CEREAIS (ANEC). Estatísticas: Evolução das Exportações. Acesso em 10 de fev. de 2012. Disponível em http://www.anec.com.br/links.html. DE HAES, U; FINNVEDEN, G; GOEDKOOP, M; HAUSCHILD, M; HERTWICH, E.G; HOFSTETTER, P; JOLLIET, O; KLÖPFFER, W; KREWITT, W; LINDEIJER, E; MÜLLERWENK, R; OLSEN, S.I; PENNINGTON, D. W; POTTING, J; STEEN, B. Life-Cycle Impact Assessment: Striving Toward Best Practice. Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), Pensacola, USA. 2002. 272 pag. CHEHEBE, J. R. B. Análise do Ciclo de Vida de Produtos: Ferramenta Gerencial da ISO 14000. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2002. 104 p. CURRAN, M. A. Environmental Life-Cycle Assessment. McGraw-Hill, Nova York. 1996. GOEDKOOP, M. J. et al. ReCiPe 2008, A life cycle impact assessment method which comprises harmonised category indicators at the midpoint and the endpoint level; First edition Report I: Characterisation; 6 January 2009, disponível em http://www.lcia-recipe.net. Acesso em 29/03/2012. GHG PROTOCOL. Product Life Cycle Accounting and Reporting Standard. E-reader version. Wold Resource Institute. 154 p. 2011. Disponível em http://www.ghgprotocol.org/. IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp. UNIVERSITEIT LEIDEN. CML-IA Characterisation Factors. Março de 2011 Disponível em http://cml.leiden.edu/software/data-cmlia.html. Acesso em 03/04/2012. WENZEL, H; HAUSCHILD, M; ALTING, L. Environmental assessment of products Vol. 1 Methodology, tools and case studies in product development. Massachussets: Kluwer Academic Publishers, 1997. 543 p.