huella de carbono de placas aislantes de...
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Huella de carbono de placas aislantes de EPS.
Informe 2012
ii
Elaborado por Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) Calzada de los Jinetes 22-B, Colonia Las Arboledas, C.P. 54020 Tlalnepantla, Estado de México Tel/Fax: +52 55 26 02 96 94 www.centroacv.mx Este reporte se imprimió en papel ecológico XEROX: Papel Blanco, 75 g/m2
Autores Juan Pablo Chargoy Amador Amalia Sojo Benítez Nydia Suppen Reynaga Estatus de publicación Privado Palabras clave Placas EPS, aislamiento térmico, huella de carbono, vivienda Solicitado por Asociación Nacional de la Industria Química (AN IQ) Ángel Urraza 505, Col. Del Valle, C.P. 03100, México, D.F. 52 30 51 00 http://www.aniq.org.mx/ Directora General CADIS: Nydia Suppen Reynaga
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Contenido
Contenido i
Índice de Tablas iii
Índice de Figuras iii
Acrónimos iv
1. Aspectos generales 1
1.1 Antecedentes del estudio 1
1.2 Análisis de Ciclo de Vida (ACV) 1
1.3 Estudios de ACV sobre aislantes para edificaciones 3
1.4 Descripción de la placa aislante de EPS 5
1.5 Acciones de mitigación de emisiones para la edificación sustentable en México 5
2. Objetivo del estudio 7
3. Alcance del estudio 8
3.1 Definición del sistema - producto y límites del sistema 8
3.2 Funciones de los sistemas analizados 9
3.3 Unidad funcional 9
3.4 Reglas de corte 10
4. Análisis de Inventario de Ciclo de Vida 11
4.1 Recopilación de datos de análisis de inventario 11
4.2 Procedimientos de recolección de datos 11
4.3 Descripción cualitativa y cuantitativa de la placa aislante de EPS 11
4.4 Fuentes de información 16
4.5 Procedimientos de cálculo 17
4.5.1 Cálculo de ganancia de calor 17
4.5.2 Cálculo de consumo eléctrico 19
4.5.3 Cálculo de cantidad de placa 19
4.5.4 Suposiciones 19
4.5.5 Limitaciones 21
4.6 Validación de datos 21
ii
4.6.1 Análisis de calidad de datos 21
4.6.2 Tratamiento de datos faltantes 22
4.7 Procedimientos de asignación 22
5. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV) 23
5.1 Método de evaluación de impacto 23
5.2 Categoría de impacto analizada 23
5.3 Discusión de resultados 24
5.3.1 Huella de carbono de la placa de EPS 24
5.3.2 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 1 25
5.3.3 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 1 26
5.3.4 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 2 27
5.3.5 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 2 28
5.3.6 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 3 29
5.3.7 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 3 30
5.3.8 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 4 31
5.3.9 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 4 32
6. Interpretación 33
6.1 Análisis de sensibilidad 33
7. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones 35
8. Bibliografía 37
9. Anexos 39
Anexo A. Glosario 39
Anexo B. Características de las viviendas 41
iii
Índice de Tablas
Tabla 1. Estudios de ACV y HC relacionados con aislante térmicos para edificaciones. 4
Tabla 2. Resistencia térmica definida para techos y muros de acuerdo a la NMX-C-460-ONNCCE-
2009. 5
Tabla 3. Principales flujos de referencia de una vivienda ubicada en la zona 1 con y sin aislamiento.
10
Tabla 4. ICV promedio de las materias primas para la producción de placa EPS. 13
Tabla 5. ICV promedio para la producción de placa de EPS. 13
Tabla 6. ICV promedio del transporte de materias primas de la placa de EPS hacia la planta
productiva. 13
Tabla 7. ICV promedio de emisiones y residuos de la producción de la placa de EPS. 14
Tabla 8. ICV promedio del transporte de residuos de la producción de la placa de EPS. 14
Tabla 9. ICV para el transporte de la placa de EPS a la vivienda donde se instalará. 15
Tabla 10. Ganancia de calor y consumo eléctrico de una vivienda con y sin aislamiento. 15
Tabla 11. Capacidad seleccionada para los equipos de aire acondicionado en cada zona térmica. 16
Tabla 12. Resumen de resultados para las cuatro zonas analizadas. 32
Índice de Figuras
Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto. 2
Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida. 2
Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de EPS. 8
Figura 4. Etapas de ciclo de vida de la placa de EPS. 12
Figura 5. Huella de carbono de la placa de EPS sin considerar la etapa de uso. 24
Figura 6. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Coatzacoalcos.
25
Figura 7. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Coatzacoalcos. 26
Figura 8. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Monterrey. 27
Figura 9. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Monterrey. 28
iv
Figura 10. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Puebla. 29
Figura 11. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Puebla. 30
Figura 12. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en Toluca. 31
Figura 13. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Toluca, considerando que
al aislar la vivienda no se requiere equipo de calefacción. 32
Figura 14. Análisis de sensibilidad variando las horas de uso de los dispositivos. 33
Figura 15. Análisis de sensibilidad variando horas de uso manteniendo la misma capacidad del
equipo de enfriamiento. 34
Acrónimos
ACV – Análisis de Ciclo de Vida
ANIQ – Asociación Nacional de la Industria Química
CADIS – Centro de Análisis de Ciclo de Vida y Diseño Sustentable
CEV – Código de Edificación de Vivienda
CONAVI – Comisión Nacional de Vivienda
EICV – Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida
EPS – Expandable Polystyrene (Poliestireno Expandido)
FIDE - Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica
HC – Huella de carbono
ICV – Inventario de Ciclo de Vida
IPCC – Intergovernmental Panel for Climate Change (Panel Intergubernamental de Cambio Climático)
NAMA – Nationally Appropriate Mitigation Actions (Acciones Nacionalmente Apropiadas para la Mitigación)
NOM - Norma Oficial Mexicana
NMX - Norma Mexicana
PCG – Potencial de Calentamiento Global
PU – Poliuretano
PROFECO - Procuraduría Federal del Consumidor
PRONASE - Programa Nacional de Aprovechamiento Sustentable de Energía
REEE - Relación de Eficiencia Energética Estacional
SAM – Sesión de Análisis Multicriterio
SENER - Secretaria de Energía
1
1. Aspectos generales
1.1 Antecedentes del estudio
Las edificaciones ocasionan importantes impactos ambientales tanto en la obtención de
materiales para la construcción como durante su uso, estos impactos tienen asociado un alto
consumo energético, principalmente por el uso de aparatos electrodomésticos, dentro de los
cuales resalta el uso de aire acondicionado para mantener una temperatura confortable al
interior.
En México existe una importante área de oportunidad para la disminución del consumo eléctrico,
en el año 2009 se emitió la NMX-C-460-ONNCCE-2009 que establece los valores de resistencia
térmica que debe cumplir la envolvente de las viviendas para mantenerse aisladas térmicamente y
así disminuir su consumo de energía. Una opción para conseguir este asilamiento es mediante la
colocación de placas aislantes de Poliestireno Expandible (EPS) en la envolvente de la vivienda.
Con el fin de conocer los impactos ambientales asociados, tanto a la placa como al ahorro
energético, la Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ) solicitó al Centro de Análisis de
Ciclo de Vida y Diseño Sustentable (CADIS) el cálculo de la huella de carbono de dicho producto, el
cual se realizó durante el segundo semestre del 2011 bajo los lineamientos de la norma NMX-SAA-
14040-IMNC-2008. La huella de carbono mide el impacto de los gases de efecto invernadero en kg
de CO2 equivalente (eq) considerando el ciclo de vida de un producto o servicio.
Un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) identifica y cuantifica los materiales y energía usados, así como
las emisiones y desechos generados en cada etapa relacionada al ciclo de vida de un producto. De
este modo se cuantifican de forma sistémica los impactos ambientales, como calentamiento global
o acidificación.
1.2 Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
En la Figura 1 el área verde representa la naturaleza, dentro de ella se encuentra inmerso el ciclo
de vida del producto (se considera producto a cualquier bien o servicio). En cada una de las etapas
de ciclo de vida se suele extraer materia y energía de la naturaleza (representada mediante las
flechas verde claro) y generar emisiones hacia la naturaleza (ilustradas con las flechas verde
oscuro). Al final de su vida útil, los materiales de los productos pueden ingresar de nuevo a la
etapa de producción cuando estos se disponen adecuadamente.
2
Figura 1. Esquema del ciclo de vida de un producto.
Un ACV identifica y cuantifica los materiales y energía usados, así como las emisiones y desechos
generados en cada etapa relacionada al ciclo de vida de un producto. De este modo se cuantifican
de forma sistémica los impactos ambientales, por ejemplo, calentamiento global o acidificación
(Goedkoop, Oele, Schryver, & Vieira, 2008).
De acuerdo a la norma NMX-SAA-14040-IMNC-2008, un ACV tiene cuatro fases (Figura 2):
definición de objetivo y alcance, análisis de inventario, evaluación del impacto e interpretación,
siendo un proceso iterativo entre las cuatro fases.
Figura 2. Fases de un Análisis de Ciclo de Vida.
3
La primera fase, definición de objetivo y alcance, permite establecer claramente lo que se
estudiará y lo que se incluirá en el estudio (unidad funcional, límites del sistema, limitaciones,
entre otros), en términos de la función que desempeñe el sistema del producto que se analizará
(IMNC, 2008).
La segunda, el análisis de inventario, involucra recolección de datos y procedimientos de cálculo
para cuantificar las entradas (energía y materia prima) y las salidas (productos, subproductos y
desechos, así como emisiones al aire, descargas al agua y desechos al suelo) (IMNC, 2008).
Posteriormente, en la evaluación del impacto se toman los resultados del análisis de inventario
para clasificarlos y cuantificar su efecto en categorías de impacto ambiental, por ejemplo, los
datos de emisiones provocadas por la quema de un combustible se pueden asociar a efectos en la
categoría de impacto de calentamiento global, cuantificados en kilogramos de CO2 equivalente
(IMNC, 2008).
La cuarta fase de un ACV es la interpretación, en la que los resultados obtenidos en la evaluación
de impactos deben analizarse, para llegar a recomendaciones y argumentos de decisión
entendibles, completos y acordes con la primera fase (IMNC, 2008).
1.3 Estudios de ACV sobre aislantes para edificaciones
En la Tabla 1 se presenta una revisión de estudios de ACV y huella de carbono (HC) sobre aislantes
térmicos para edificaciones. Se encontraron análisis de diversos materiales como EPS, espuma de
poliuretano, lana mineral, entre otros. En la Tabla se muestra la unidad funcional definida para
cada uno de ellos, las categorías de impacto evaluadas, así como los principales resultados.
El estudio Neopor in wall insulation for MASDAR EPD Scheme, an LCA undertaken by BASF Eco-
Efficiency analiza desde la obtención de materia prima hasta la disposición final del material
aislante, incluyendo la reducción del consumo de energía para enfriamiento durante la etapa de
uso. El resto de los estudios se enfocan en la producción y no toman en cuenta el uso, ya que fijan
un valor de resistencia térmica para los materiales comparados, de modo que la reducción del
consumo energético es la misma.
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Tabla 1. Estudios de ACV y HC relacionados con aislante térmicos para edificaciones.
Título Autor y año Lugar Unidad funcional Categorías de impacto
analizadas Resultados
A comparative LCA of
Building Insulation
Products
Sustainable
Development
Group of
AkzoNobel, 2011
Europa
Proveer 5 m2K/W de
resistencia térmica para el
aislamiento térmico de un
edificio
Uso de combustibles fósiles,
calentamiento global,
acidificación, formación de
oxidantes fotoquímicos,
eutrofización y uso de suelo
Se analizaron los aislantes Biofoam, espuma de
EPS, espuma de PUR y lana mineral. Los
aislantes con mejor perfil ambiental resultaron
Biofoam y la espuma de EPS. La lana mineral
mostró los mayores impactos potenciales.
El mayor impacto potencial de la espuma de
EPS es en la categoría de formación de
oxidantes fotoquímicos
Environmental
Product Declaration
for PU Boards
PU EUROPE, 2011 Bruselas,
Bélgica
1 m2 de un panel aislante de
PU de un grosor de 3 cm, una
conductividad térmica de
0.03 W/mK, una densidad de
32 kg/m3 y una resistencia
térmica R=1 m2K/W
Acidificación, eutrofización,
calentamiento global,
disminución de la capa de
ozono, formación de oxidantes
fotoquímicos
La fase de obtención de materias primas y
producción del panel aislante provocan el
mayor impacto potencial del ciclo de vida del
producto
Life Cycle
Assessment (LCA)
Insulation System
Thermowhite®
compared to a
conventional EPS
insulation
Perlt y
Obersteiner, 2011
Viena,
Austria
Construcción de 1 m2 de piso
con aislante térmico con la
misma conductividad térmica
Acidificación, eutrofización,
calentamiento global,
disminución de la capa de
ozono, formación de oxidantes
fotoquímicos, toxicidad
humana
Se analizaron paneles de EPS convencionales y
el producto Thermowhite, el cual es un aislante
producido con EPS reciclado. En todas las
categorías de impacto Thermowhite resultó
con un mejor perfil ambiental
Neopor in wall
insulation for
MASDAR EPD
Scheme, an LCA
undertaken by BASF
Eco-Efficiency Final
Report
Vadas, Eichhorn,
D'Souza, 2011
Abu Dhabi,
Emiratos
Árabes
Construcción de 100 m2 de
muro aislado con Neopor en
Masdar, Abu Dhabi durante
40 años
Uso de combustibles fósiles,
calentamiento global,
acidificación, formación de
oxidantes fotoquímicos,
disminución de la capa de
ozono
Neopor es un aislante térmico fabricado con
EPS. El potencial de uso de combustibles
fósiles y el potencial de calentamiento global
son las categorías que contribuyen de manera
significativa al impacto
From Materials to
Eco-Materials: Life-
Cycle Environmental
Approach for
Insulation Products
in Building
Applications
DeBenedetti,
Maffia y Rossi,
2007
Torino, Italia
Un panel de EPS con
resistencia térmica R= 1
m2K/W, área de 1 m2, grosor
de 40 mm, densidad de 25
kg/m3 y conductividad
térmica de 0.04 W/Mk
Calentamiento global,
acidificación, eutrofización,
disminución de la capa de
ozono, formación de oxidantes
fotoquímicos
Se analizaron las fases de obtención de
materias primas y producción. El menor
impacto corresponde al potencial de
disminución de capa de ozono en ambas fases,
en cuanto al potencial de eutrofización y
acidificación la fase de obtención de materias
primas provoca el mayor impacto, en el caso
del potencial de formación de oxidantes
fotoquímicos la producción genera el mayor
impacto, en cuanto al potencial de
calentamiento global las dos fases tienen un
impacto similar
Product Category Rules(PCR) for Preparing an Environmental Declaration (EPD) for Product Group Insulation Materials
PCR Working Group Norwegian EDP Foundation y SINTEF Byggforsk, 2007
Oslo, Noruega
1 m² de material aislante de un grosor que provea la resistencia térmica R = 1 m2K/W y con una vida útil promedio de 60 años
Cambio climático, disminución de la capa de ozono, acidificación, eutrofización, formación de oxidantes fotoquímicos
El documento es una guía para realizar el ACV requerido para una Declaración ambiental de Producto de materiales aislantes. La unidad funcional y las categorías de impacto que se deben incluir son las mencionadas en las columnas anteriores de esta tabla
EPS. The
Environmental Truth.
Results of the Life
Cycle Assessment
European
Manufacturers of
EPS (EUMEPS),
2002
Europa 1 kg de material aislante de
EPS
Reducción de recursos
abióticos, calentamiento
global, disminución de la capa
de ozono, toxicidad humana,
ecotoxicidad acuática,
formación de oxidantes
fotoquímicos, acidificación,
eutrofización, uso de suelo
La reducción de recursos abióticos es el mayor
impacto potencial del producto, seguida de la
formación de oxidantes fotoquímicos y el
calentamiento global
5
1.4 Descripción de la placa aislante de EPS
La placa aislante analizada en este estudio se produce en México, es fabricada a partir de perlas
de EPS provenientes del mismo país, las cuales se someten a un proceso de expansión y
posteriormente se moldean en placas de diferente grosor. Es posible incorporar una estructura
metálica a la placa para dar mayor soporte, en este caso se le denomina panel aislante.
La placa se coloca en muros y techos con la finalidad de aislar de manera térmica y acústica las
edificaciones. La placa evita la transferencia de calor al interior del edificio cuando la temperatura
exterior es mayor a la del interior; en el caso contrario, cuando la temperatura exterior es menor,
la placa contribuye a mantener el calor dentro del edificio. De este modo, el confort térmico se
alcanza con mayor facilidad dentro de los inmuebles, por lo que se debiera reducir el consumo
eléctrico derivado del uso de aire acondicionado.
En la Tabla 2 se presenta la resistencia necesaria para aislar térmicamente una vivienda, la cual se
establece en la norma NMX-C-460-ONNCCE-2009 para las diferentes zonas térmicas de la
república mexicana.
Tabla 2. Resistencia térmica definida para techos y muros de acuerdo a la NMX-C-460-ONNCCE-2009.
Zona térmica
Clima
Techos (m2K/W) Muros (m
2K/W)
Mínima Habitabilidad Ahorro de
energía Mínima Habitabilidad
Ahorro de energía
1 Cálido húmedo 1.40 2.10 2.65 1.00 1.10 1.40
2 Cálido seco 1.40 2.10 2.65 1.00 1.10 1.40
3 Templado 1.40 2.30 2.80 1.00 1.23 1.80
4 Semifrío 1.40 2.65 3.20 1.00 1.80 2.10
1.5 Acciones de mitigación de emisiones para la edificación sustentable en México
Según el documento Supported NAMA for Sustainable Housing in Mexico, se estima que México
requerirá entre 800 mil y un millón de viviendas nuevas al año en las décadas venideras. Se calcula
que tan sólo entre 2011 y 2020 se tendrá una emisión de 33 Mt de CO2 debido al sector de la
vivienda en México. Es así que el gobierno mexicano ha iniciado diversos programas para la
eficiencia energética en dicho sector. Entre las estrategias claves se encuentra la implementación
de las Acciones Nacionalmente Apropiadas para la Mitigación (NAMA, por sus siglas en inglés) en
dicho sector (CONAVI, SEMARNAT, 2011).
El programa NAMA estima que con instalación de aislamiento térmico adecuado, dispositivos y
electrodomésticos con consumo eficiente de energía, así como con la incorporación de
bioclimática en el diseño, entre otras mejoras de ahorro, se puede evitar la emisión de entre 1 y 3
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t de CO2 al año en una vivienda de 40 m2, de acuerdo a la zona térmica en la que se encuentre
(CONAVI, SEMARNAT, 2011).
La Comisión Nacional de Vivienda (CONAVI) ha desarrollado el Código de Edificación de Vivienda
(CEV) en el que se incluyen medidas de eficiencia energética y una sección sobre sustentabilidad
en el sector de la edificación de viviendas. Sin embargo, los códigos y estándares de edificación
están establecidos a nivel estatal y municipal, de modo que CONAVI, al ser una comisión federal
no puede forzar a la adopción e implementación de las recomendaciones del CEV, por lo que este
documento es útil sólo como modelo (CONAVI, SEMARNAT, 2011).
En México, las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) son obligatorias, mientras que las Normas
Mexicanas (NMX) son voluntarias. El Programa Nacional de Aprovechamiento Sustentable de
Energía (PRONASE) publicado en 2009, establece que para el 2012 todas las NOM aplicables al
sector de vivienda deben ser requisito de los códigos de edificación municipales, así como el uso
de aislamiento térmico en las zonas térmicas pertinentes. Algunas de las NOM aplicables son
(CONAVI, SEMARNAT, 2011):
NOM-018-ENER-1997, Aislantes térmicos para edificaciones. Características, límites y
métodos de prueba
NOM-020-ENER-2011, Eficiencia energética en edificaciones.- Envolvente de edificios para
uso habitacional
NOM-028-ENER-2010, Eficiencia energética de lámparas para uso general. Límites y
métodos de prueba
NOM-011-ENER-2002, Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central
paquete o dividido. Límite, métodos de prueba y etiquetado
Otras Normas Oficiales relacionadas con eficiencia energética de electrodomésticos
A pesar de estas iniciativas, existe una baja tasa de adopción de estos estándares en los códigos de
edificación municipales y estatales. Aun cuando las medidas de eficiencia son incluidas, el
monitoreo y verificación es insuficiente (CONAVI, SEMARNAT, 2011).
7
2. Objetivo del estudio
El objetivo del estudio es calcular la huella de carbono de la placa de EPS usada para aislar una
vivienda de interés social y compararla con el consumo eléctrico requerido para mantener el
confort térmico de una vivienda sin aislante.
8
3. Alcance del estudio
3.1 Definición del sistema - producto y límites del sistema
Un sistema-producto es un “conjunto de procesos unitarios con flujos elementales y flujos de
producto, que desempeña una o más funciones definidas y que sirve de modelo para el ciclo de
vida del producto” (IMNC, 2008). La Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de
EPS.Figura 3 muestra el sistema - producto establecido para la placa de EPS en este estudio, se
observa que dentro de los límites del sistema se considera:
Obtención de materias primas: producción de resina de EPS y diferentes sustancias
químicas necesarias en la fabricación de la placa.
Transporte: traslado de materias primas hacia la planta productiva y traslado de la placa
desde la fábrica hacia la vivienda donde se instalará.
Producción: el consumo de energía eléctrica, gas y agua, así como la generación desechos
y sus transporte al sitio de disposición.
Uso: el consumo eléctrico requerido para mantener el confort térmico en el interior de la
vivienda durante un año.
Figura 3. Límites del sistema considerados para la placa de EPS.
El sistema – producto descrito anteriormente es comparado en este estudio con el consumo
eléctrico anual de una vivienda sin aislamiento térmico, requerido para mantener el confort
térmico en el interior.
9
3.2 Funciones de los sistemas analizados
Para validar la definición de la unidad funcional ANIQ y CADIS realizaron una Sesión de Análisis
Multicriterio (SAM) el día 3 de junio de 2011 de 8 a 15 hrs. en las instalaciones de la ANIQ, a la cual
asistieron productores de resina EPS, transformadores de esta materia prima en placas y
académicos relacionados con el estudio de plásticos.
En cuanto a la función del producto, el grupo experto acordó en consenso que aislar térmicamente
es la función que desean analizar.
3.3 Unidad funcional
Un concepto fundamental en el ACV es la unidad funcional: sirve como base para los cálculos de
los inventarios y los impactos ambientales, además permite comparar sistemas diferentes pero
con la misma función. La norma NMX-SAA-14040-IMNC-2008 establece que la unidad funcional es
“el desempeño cuantificado de un sistema para su utilización como unidad de referencia”. Con la
unidad funcional se cuantifican las funciones o propiedades obligatorias del sistema relacionadas
con su frecuencia de uso y vida útil.
Una vez definida la función de la placa de EPS, se le preguntó al grupo experto el tipo y tamaño de
construcción en el que se instalan las placas y que les interesaría evaluar, el periodo de tiempo
que se consideraría para el análisis, las especificaciones técnicas de la placa que se estudiará y en
qué zonas del país se desea realizar el análisis. El grupo experto acordó en consenso analizar una
vivienda de interés social con un área de 60 m2 de construcción durante un periodo de 1 año,
dejando fuera de los límites del sistema la fase de fin de vida. Para el resto de los criterios técnicos
se decidió que el estudio tomara en cuenta las especificaciones de la norma NMX-C-460-ONNCCE-
2009 Industria de la construcción –Aislamiento térmico– valor “R” para las envolventes de Vivienda
por zona térmica para la República mexicana - especificaciones y verificación. De este modo la
unidad funcional obtenida para el estudio sobre la huella de carbono de placas de EPS es:
Aislar térmicamente una vivienda de interés social (60 m2 de construcción)
con placa de EPS de acuerdo a las especificaciones de la
norma NMX-C-460-ONNCCE-2009 durante un año.
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El flujo de referencia es la cantidad de materia y/o energía requerida para las diferentes
operaciones unitarias que componen un sistema-producto y que a su vez satisfacen la unidad
funcional.
Una vivienda de interés social de 60 m2 requiere aproximadamente 224 kg de placa de EPS para
ser aislada térmicamente de acuerdo a los parámetros de ahorro de energía de la NMX-C-460-
ONNCCE-2009. Según el panel del expertos, la vida útil de la placa es de 60 años, por lo que para el
cálculo anual se dividió la cantidad total de placa necesaria para aislara la vivienda entre su vida
útil. En la Tabla 3 se muestran los principales flujos de referencia calculados para la zona térmica 1.
Tabla 3. Principales flujos de referencia de una vivienda ubicada en la zona 1 con y sin aislamiento.
Entrada Con aislamiento Sin aislamiento
Placa EPS (kg/año) 3.64 0
Energía eléctrica (MWh/año) 0.88 3.28
3.4 Reglas de corte
En la aplicación del ACV se pueden utilizar criterios de corte para decidir qué entradas o salidas se
incluyen en el estudio. Para el presente cálculo de huella de carbono se evaluaron la totalidad de
flujos que reportaron las empresas en sus datos de inventario.
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4. Análisis de Inventario de Ciclo de Vida
Un Inventario de Ciclo de Vida (ICV) cuantifica todas las entradas y salidas del ciclo de vida del
producto: las cantidades de materia prima, energía, los recursos utilizados para el transporte y las
emisiones al aire, agua y suelo (IMNC, 2008).
4.1 Recopilación de datos de análisis de inventario
La metodología para el análisis de inventario es un proceso iterativo que consta de los siguientes
pasos: definición de objetivo y alcance, preparación para la recolección de datos, la recolección de
información, validación de datos, relación de datos a la unidad funcional, agrupación de datos y el
ajuste de las fronteras del sistema (IMNC, 2008).
4.2 Procedimientos de recolección de datos
Para la recolección de datos de la placa de EPS se diseñó un formato basado en su proceso de
fabricación. Esta investigación permitió elaborar un diagrama de flujo, en donde se identificaron
las entradas de materia y energía, así como las diferentes emisiones generadas. A partir de la
colaboración con la ANIQ y sus socios, se obtuvo información sobre los procesos, consumos de
materia prima y energía, descargas al agua, emisiones al aire, residuos sólidos generados,
consumo de combustibles y tipo de transporte utilizado.
4.3 Descripción cualitativa y cuantitativa de la placa aislante de EPS
En la Figura 4 se muestra es el diagrama de flujo de las etapas del ciclo de vida que se analizaron
en este estudio. En el diagrama se identifican las principales entradas de materia y energía y las
salidas al aire, agua y suelo. También se indica el transporte requerido con la letra “T” y se
describe la secuencia de procesos unitarios involucrados en la producción de la placa de EPS.
12
Figura 4. Etapas de ciclo de vida de la placa de EPS.
Debido a que los datos del inventario provienen de diversas empresas asociadas a la ANIQ, se
calculó un promedio ponderado de acuerdo a la producción de cada una. En la Tabla 4 se muestra
el ICV promedio de las materias primas requeridas para la fabricación de una tonelada de placa.
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Tabla 4. ICV promedio de las materias primas para la producción de placa EPS.
Materias primas 1 ton Entradas Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos
Perla EPS 0.58 ton Perla poliestireno expandible, MX Datos proveedor
Lámina de acero galvanizado 0.43 ton Galvanized steel sheet, at plant/RNA USLCI
Pigmento 35.92 g Titanium dioxide, production mix, at plant/RER U Ecoinvent
En la Tabla 5 se registra el ICV promedio de combustibles, energía y agua necesarios para la
producción de una tonelada de placas aislante.
Tabla 5. ICV promedio para la producción de placa de EPS.
Producción 1 ton Entradas Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos
Consumo energía eléctrica 214 kWh Mix Electricidad Mexico MX/U CADIS
Consumo gas natural 51 m3 Natural gas, at long-distance pipeline/RER U Ecoinvent
Consumo agua 1,076 m3 Water, process, unspecified natural origin/m3 Sustancia SP
En la Tabla 6 se presentan las distancias promedio que deben trasladarse las diferentes materias
primas hacia la planta productiva, así como el cálculo de las toneladas-kilómetro
correspondientes.
Tabla 6. ICV promedio del transporte de materias primas de la placa de EPS hacia la planta productiva.
Transporte materiales 1 ton Entradas Distancia (km) Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos
Perla EPS 101 58.59 tkm Transport, lorry >16t, fleet average/RER U Ecoinvent
Lámina de acero galvanizado 180 77.58 tkm Transport, lorry 3.5-16t, fleet average/RER U Ecoinvent
Pigmento 180 0.006 tkm Transport, lorry 3.5-16t, fleet average/RER U Ecoinvent
En la Tabla 7 se muestran las emisiones al suelo, agua y aire generados por la producción de una
tonelada de placa aislante. Se consideró que la cantidad de residuos sólidos es la diferencia entre
el total de materia prima que se introduce al proceso y la cantidad de producto que se obtiene. En
la Tabla 8 se describe el transporte de los residuos hacia el sitio de disposición.
14
Tabla 7. ICV promedio de emisiones y residuos de la producción de la placa de EPS.
Residuos y emisiones 1 ton Salidas Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos
Emisiones al suelo
Residuos peligrosos 7.82E-03 g Disposal, hazardous waste, 0% water, to underground deposit/DE U Ecoinvent
Residuos sólidos 11.30 kg Disposal, municipal solid waste, 22.9% water, to sanitary landfill/CH U Ecoinvent
Papel 0.14 kg Disposal, paper, 11.2% water, to sanitary landfill/CH U Ecoinvent
Acero 0.09 kg Se vende como chatarra
Plásticos 0.47 kg Disposal, plastics, mixture, 15.3% water, to sanitary landfill/CH U Ecoinvent
Emisiones al agua
Agua residual 0.33 m3 Waste water/m3 Sustancia SP
SST 11.62 mg Undissolved substances Sustancia SP
DBO 15.12 mg BOD5, Biological Oxygen Demand Sustancia SP
Grasas y aceites 3.88 mg Oils, unspecified Sustancia SP
P 0.02 mg Phosphorus, total Sustancia SP
Ar 1.51E-05 mg Arsenic Sustancia SP
Cd 0.01 mg Cadmium Sustancia SP
CN 6.19E-04 mg Cyanide Sustancia SP
Cu 0.01 mg Copper Sustancia SP
Cr 2.85E-03 mg Chromium Sustancia SP
Hg 3.02E-05 mg Mercury Sustancia SP
Ni 3.38E-03 mg Nickel Sustancia SP
Zn 0.06 mg Zinc Sustancia SP
Emisiones al aire
CO2 0.05 kg Carbon dioxide, fossil Sustancia SP
NOX 0.57 kg Nitrogen oxides Sustancia SP
SOX 0.30 kg Sulfur oxides Sustancia SP
VOC 0.19 kg VOC, volatile organic compounds Sustancia SP
Tabla 8. ICV promedio del transporte de residuos de la producción de la placa de EPS.
Transporte residuos 1 ton Entradas Distancia (km) Cantidad Unidad Nombre del flujo Base de datos
Residuos peligrosos 40 3.13E-7 tkm Transport, lorry 3.5-7.5t, EURO3/RER U Ecoinvent
Residuos sólidos 30 0.34 tkm Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U Ecoinvent
Papel 30 4.23E-3 tkm Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U Ecoinvent
Plásticos 30 0.01 tkm Transport, municipal waste collection, lorry 21t/CH U Ecoinvent
Acero 20 1.83E-3 tkm Transport, van <3.5t/RER U Ecoinvent
15
En la Tabla 9 se presenta la cantidad proporcional de placa necesaria para aislar una vivienda de
60 m2 durante un año, considerando una vida útil de 60 años y cumpliendo las especificaciones de
la NMX-C-460-ONNCCE-2009. También se muestra la distancia promedio que debe transportarse
la placa desde la fábrica hasta cada una de las ciudades representativas de las zonas térmicas de la
república mexicana. Cabe mencionar que las empresas productoras se encuentran en la zona
centro del país.
Tabla 9. ICV para el transporte de la placa de EPS a la vivienda donde se instalará.
Ubicación Cantidad de
placa (kg) Distancia
promedio (km) tkm
Coatzacoalcos 3.64 551.5 2.01
Monterrey 3.64 961.1 3.50
Puebla 3.83 80.6 0.31
Toluca 3.83 160.3 0.61
En la Tabla 10 se reporta el resultado del cálculo de la ganancia de calor de las viviendas en las
diferentes ciudades representativas con y sin aislamiento. Con esta cifra se realizó el cálculo del
consumo eléctrico anual para mantener el confort térmico en cada caso, considerando la
capacidad de los equipos de aire acondicionado necesaria para extraer la ganancia de calor
calculada para cada caso y el uso de seis horas al día. En la Tabla 11 se muestra la capacidad
elegida.
Cabe mencionar que en Toluca la ganancia resulta negativa, lo cual indica que la vivienda se enfría
en lugar de calentarse. Se considera que en el caso de la vivienda sin aislamiento se requiere un
calefactor con 1,456 W de potencia y con aislamiento no se necesitan dispositivos eléctricos para
calentar la vivienda.
Tabla 10. Ganancia de calor y consumo eléctrico de una vivienda con y sin aislamiento.
Ubicación Ganancia de calor (W) Consumo eléctrico (MWh/año)
Con Sin Con Sin
Coatzacoalcos 1,154.9 4,049.9 0.88 3.28
Monterrey 1,079.9 3,178.7 0.88 2.63
Puebla 186.4 595.7 0.22 0.66
Toluca - 59.3 - 220.9 0 1.31
16
Tabla 11. Capacidad seleccionada para los equipos de aire acondicionado en cada zona térmica.
Zona
Capacidad del dispositivo
Con Sin
BTU/h W BTU/h W
1 4,000 1,172 15,000 4,393
2 4,000 1,172 12,000 3,515
3 3,000 293 1,000 879
4.4 Fuentes de información
Las fuentes de información consultadas en este estudio se enlistan a continuación:
Empresas productoras de resina de EPS pertenecientes a la ANIQ quienes proporcionaron
información de la obtención de dicha materia prima.
Socios ANIQ productores de placa y panel de EPS, los cuales brindaron datos referentes a
su proceso de producción, entradas de materia y energía y salidas al aire, suelo y agua.
NOM-020-ENER-2011, de donde se obtuvo el procedimiento para el cálculo de la ganancia
de calor de una vivienda; además, se tomaron los datos reportados en los anexos para la
temperatura promedio equivalente del techo, muros (en diferentes orientaciones) y
partes transparentes, del factor de ganancia solar, del factor de corrección por sombreado
exterior y datos sobre conductividad o resistencia térmica de diversos materiales de
construcción.
NOM-011-ENER-2002, de la que se tomó el valor mínimo de la Relación de Eficiencia
Energética Estacional (REEE).
El CEV de CONAVI, del cual se tomaron las recomendaciones de orientación de la vivienda
y tipo de ventana de cada clima analizado.
El plano de una vivienda de interés social GEO de 60 m2 de construcción, del cual se
tomaron las dimensiones de la vivienda (Morillón, 2008). En el Anexo B se muestran los
datos utilizados para cada caso.
El sitio en internet del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), donde se
consultó la capacidad de los diferentes equipos de aire acondicionado y calefactores que
cuentan con este sello.
El sitio de internet de la Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO), en donde
también se consultaron las marcas de aire acondicionado y calefactores más usadas, así
17
como sus capacidades.
El Estudio sobre tarifas eléctricas y costos de suministro (2008) de la Secretaria de Energía
(SENER) para determinar las horas de uso de los equipos de aire acondicionado.
4.5 Procedimientos de cálculo
4.5.1 Cálculo de ganancia de calor
En las siguientes ecuaciones se describe el procedimiento de cálculo para la ganancia de calor a
través de la envolvente de una vivienda establecido en la NOM-020-ENER-2011.
p Ganancia de calor a través de la envolvente del edificio habitacional proyectado (W)
pcGanancia de calor por conducción a través de las partes opacas y no opacas de la envolvente del edificio para uso habitacional proyectado (W)
psGanancia de calor por radiación solar a través de las partes no opacas de la envolvente del edificio para uso habitacional proyectado (W)
i son las diferentes orientaciones: par la NOM 1 es techo, 2 es norte, 3 es este, 4 es sur, 5 es oeste y 6 es superficie inferior
pci ganancia de calor por conducción a través de la componente con orientación i (W)
J son las diferentes porciones que forman la parte de la componente de la envolvente
Kj coeficiente global de transferencia de calor de cada porción, determinado según el Apéndice B (W/m² K)
Aij área de la porción j con orientación i (m²)
tei valor de la temperatura equivalente promedio, para la orientación i, determinada según la tabla 1 de la NOM, (°C)
T valor de la temperatura interior del edificio para uso habitacional, que se obtiene de la tabla 1 de la NOM (°C)
K coeficiente global de transferencia de calor de cada porción de la envolvente de superficie a superficie (W/m² K)
R
18
R aislamiento térmico total de una porción de la envolvente de superficie a superficie (m² K/W)
Hi conductancia superficial interior (W/m² K)
He conductancia superficial exterior (W/m² K)
N número de capas que forman la porción de la envolvente
L espesor de cada uno de los materiales que componen la porción de la envolvente (m)
coeficiente de conductividad térmica (W/m K)
I son las diferentes orientaciones: En la NOM 1 es techo, 2 es norte, 3 es este, 4 es sur, 5 es oeste
psiganancia de calor por radiación solar a través de las porciones no opacas de la envolvente del edificio para uso habitacional proyectado (W)
J son las diferentes porciones transparentes que forman la parte de la componente de la envolvente
Aij área de la porción transparente j con orientación i (m²)
CSj coeficiente de sombreado del vidrio de cada porción transparente, según la especificación del fabricante, con valor adimensional entre cero y uno
FGi ganancia de calor solar por orientación, determinada según la tabla 1 del apéndice A de la NOM(W/m²)
SEij factor de corrección por sombreado exterior para cada porción transparente, determinado según el elemento utilizado para sombrear en la tabla 2, 3, 4 y 5 de la NOM con valor adimensional entre cero y uno
R
19
4.5.2 Cálculo de consumo eléctrico
El cálculo del consumo eléctrico debido al uso de aire acondicionado y calefactor se describe en las
siguientes ecuaciones:
REEE Relación Eficiencia Energética Estacional
Wt Enfriamiento total de un equipo en Watts térmicos transferidos del interior al exterior en un año
We Potencia suministrada al equipo en Watts eléctricos en el mismo lapso de tiempo
4.5.3 Cálculo de cantidad de placa
Para calcular la cantidad de placa que se requiere para cumplir con la unidad funcional se
realizaron las siguientes operaciones:
Se consideró el grosor necesario para cumplir con los requerimientos de la NMX-C-460-ONNCCE-
2009 y una densidad de 19.1 kg/m3, según especificaciones técnicas de los socios ANIQ. Se divide
entre 60 para hacer el cálculo de la cantidad anual, de acuerdo al periodo de tiempo definido en la
unidad funcional.
4.5.4 Suposiciones
Se consideró que en todos los casos las ventanas cuentan con volado con
extensión lateral hasta los límites de la ventana de 40 cm de longitud.
Se supuso que las viviendas están orientadas según recomendaciones de la
sección de sustentabilidad del CEV.
Se supuso un coeficiente de sombreado de 0.3 para el cálculo de la ganancia por
radiación, de acuerdo a información de productores de vidrio.
𝑊𝑒 = 𝑊𝑡
𝑅𝐸𝐸𝐸
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 𝑊𝑒 ∗ 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 𝑎𝑙 𝑎ñ𝑜
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 ∗ 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 𝑎𝑙 𝑎ñ𝑜
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 =á𝑟𝑒𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑐𝑢𝑏𝑟𝑖𝑟 ∗ 𝑔𝑟𝑜𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎
60 𝑎ñ𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑑𝑎 ú𝑡𝑖𝑙
20
Se supuso que los muros se componen de la siguiente manera: aplanado de
mortero en el exterior, placa de EPS (en el caso de vivienda con aislamiento), block
de concreto, aplanado de mortero en el interior, azulejo (en algunos casos) y un
aplanado de yeso como acabado final.
Se supuso que el techo se compone de la siguiente manera: aplanado de mortero
en el exterior, placa de EPS (en el caso de vivienda con aislamiento), concreto y
aplanado de yeso en el interior como acabado final.
Se consideraron seis horas de uso del equipo de aire acondicionado, según el
estudio de SENER mencionado anteriormente. Se consideró el mismo número de
horas en el caso de uso de calefactor.
Se supuso que los equipos de aire acondicionado se usan los 365 días del año en
las zonas 1,2 y 3; mientras que en la zona 4 el calefactor se usa solamente 150
días. Es importante aclarar que las temperaturas empleadas para el cálculo de la
ganancia de calor fueron tomadas de la NOM-020-ENER-2011, las cuales son un
promedio de las diferentes temperaturas del día y de las estaciones del año.
Se consideró la REEE mínima (2.93) citada en la NOM-011-ENER-2002 para el
cálculo del consumo eléctrico.
Se supuso una potencia de 1,456 Wh para el calefactor en el caso de la zona
térmica 4, de acuerdo a los datos publicados por PROFECO.
Se supuso que se hace uso de equipos de aire acondicionado en la zona térmica 3
(clima templado), aunque en viviendas de interés social no se cuenta con este tipo
de dispositivos.
Se supuso que en el caso de la zona térmica 4, no se requieren dispositivos
eléctricos de calefacción en el caso de que la vivienda esté aislada térmicamente.
Se supuso que en las zonas térmicas 1, 2 y 3, solamente se usan dispositivos de
aire acondicionado para mantener el confort térmico dentro de la vivienda, de
modo que no se toman en cuenta otros aparatos como ventiladores o
calefactores.
21
4.5.5 Limitaciones
La principal limitación del estudio es la consideración sobre las horas de uso de los equipos de aire
acondicionado y calefacción, ya que no se cuenta con información más específica sobre los hábitos
de uso de estos dispositivos que representen de una manera más detallada y representativa el
tiempo que se mantienen encendidos dichos equipos a lo largo de un año.
Otra limitación está relacionada con los datos de temperaturas tomados de la NOM-011-ENER-
2011, ya que son promedios del comportamiento de esta propiedad a lo largo del año y no datos
mensuales o estación climática.
4.6 Validación de datos
Mediante un análisis de calidad de datos se realiza una validación cualitativa de los mismos,
revisando que se cumplan los requisitos de calidad establecidos para el estudio.
4.6.1 Análisis de calidad de datos
Tiempo
Los datos provenientes de los socios ANIQ corresponden al 2010.
Cobertura geográfica
La información fue recopilada en el centro de la república mexicana.
Tecnología El proceso de producción analizado se considera como tecnología promedio.
Precisión Los datos obtenidos fueron puntuales, por lo que no es posible calcular la varianza.
Integridad Se verificó que los flujos de referencia abarcan la integridad de las entradas y salidas definidas por los límites del sistema.
Representatividad Los datos reflejan la situación actual de la placa de EPS en México.
Coherencia La metodología ACV fue aplicada consistentemente en todas las fases del estudio.
Reproducibilidad Se presenta la información necesaria para reproducir los resultados del estudio.
Fuentes de información
Se emplearon fuentes de información confiables y reconocidas.
Incertidumbre La principal causa de incertidumbre se encuentra en las suposiciones realizadas.
22
4.6.2 Tratamiento de datos faltantes
Se realizaron las suposiciones anteriormente mencionadas para cubrir los datos faltantes. Se
buscaron fuentes de información que proporcionaran alguna referencia para suponer los datos de
la mejor manera.
4.7 Procedimientos de asignación
Dentro de la metodología del ACV, la asignación consiste en dividir los flujos de entrada o de salida
de un sistema de acuerdo a la parte proporcional que corresponde a la unidad funcional. En este
estudio se realizaron procedimientos de asignación másica para el cálculo de consumo eléctrico,
de gas, agua y generación de desechos sólidos y emisiones en el inventario de la producción de la
placa de ESP, debido a que la información de estas entradas y salidas se encontraba agregada para
toda la planta productiva en algunos casos. También, se realizó la asignación de la cantidad de
placa que corresponde a un año, tomando en cuenta la vida útil del material aislante.
23
5. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV)
La evaluación de impactos asocia los resultados del análisis de inventario a diferentes categorías
de impacto, y cuantifica su efecto en impactos ambientales potenciales. De acuerdo a la norma
NMX-SAA-14044-IMNC-2008 se hace notar que:
“Los resultados de la Evaluación de Impactos de Ciclo de Vida (EICV) son expresiones relativas y no
predicen los impactos reales en los puntos finales de categoría, ni se sobrepasan los umbrales, los
márgenes de seguridad ni los riesgos”.
5.1 Método de evaluación de impacto
Para este estudio se usó el método de evaluación de impacto del Panel Intergubernamental del
Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) en SimaPro 7.2.
5.2 Categoría de impacto analizada
Debido a que se usó el método IPCC, solamente se evalúo la categoría de Potencial de
Calentamiento Global (PCG), en la cual se mide el impacto de los gases de efecto invernadero en
kg de CO2 equivalente (eq).
24
5.3 Discusión de resultados
5.3.1 Huella de carbono de la placa de EPS
En la Figura 5 se muestra la huella de carbono de la placa aislante de EPS considerando un sistema
desde la cuna hasta la puerta del fabricante, es decir, solamente se toman en cuenta la obtención
de materias primas, el transporte de estos materiales hacia la fábrica y la producción de la placa;
dejando fuera el transporte al sitio de instalación y el uso durante un año. Se analizó la cantidad de
promedio de placa de EPS correspondiente a un año (3.73 kg). Se observa que la mayor parte de
la huella (95%) corresponde a la obtención de la resina de EPS, los pigmentos y el acero (en caso
de que se trate de un panel). La huella de carbono promedio de la placa de EPS, desde la cuna
hasta la puerta del fabricantes, es de 12.27 kg CO2 eq al año.
Figura 5. Huella de carbono de la placa de EPS sin considerar la etapa de uso.
25
5.3.2 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 1
En la Figura 6 se muestra la distribución de la huella de carbono de la placa de EPS en las etapas
del ciclo de vida que se analizaron en este estudio. Para esta zona térmica se eligió la ciudad de
Coatzacoalcos como ciudad representativa del clima cálido húmedo. Se observa que el 97.0% de la
huella de carbono corresponde a la fase de uso (412 kg CO2 eq), mientras que el resto de las
etapas del ciclo de vida analizadas representan el 3.0% (12.7 kg CO2 eq). La huella de carbono
total para la placa instalada en la zona térmica 1 es de 425 kg CO2 eq al año.
Figura 6. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Coatzacoalcos.
26
5.3.3 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 1
En la Figura 7 se muestra la comparación entre la huella de carbono correspondiente al consumo
eléctrico de una vivienda sin aislamiento durante un año en la zona térmica 1 y la huella de la
placa de EPS instalada en la misma vivienda. Se observa que existe una reducción de la huella de
carbono en un 72%, a pesar de que se requiere la obtención de materias primas, transporte y
producción del material aislante.
Figura 7. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Coatzacoalcos.
27
5.3.4 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 2
En la Figura 8 se muestra la distribución de la huella de carbono de la placa de EPS en las etapas
del ciclo de vida que se analizaron en este estudio. Para esta zona térmica se eligió la ciudad de
Monterrey como ciudad representativa del clima cálido seco. Se observa que el 96.9% de la huella
de carbono corresponde a la fase de uso (412 kg CO2 eq), mientras que el resto de las etapas del
ciclo de vida contribuyen en un 3.1% (13.0 kg CO2 eq). Es importante recalcar que solamente se
está tomando en cuenta el consumo de energía debido al uso aire acondicionado, ya que este tipo
de clima es extremoso y en ciertas temporadas se pueden alcanzar temperaturas bajas. La huella
de carbono total para la placa instalada en la zona térmica 2 es de 425 kg CO2 eq al año.
Figura 8. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Monterrey.
28
5.3.5 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 2
En la Figura 9 se muestra la comparación entre la huella de carbono del consumo eléctrico de una
vivienda sin aislamiento térmico durante un año en la zona térmica 2 y la huella de la placa de EPS
instalada en la misma vivienda. Se observa que existe una reducción de la huella de carbono en un
65%.
Figura 9. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Monterrey.
29
5.3.6 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 3
En la Figura 10 se muestra la distribución de la huella de carbono de la placa de EPS en las etapas
del ciclo de vida que se analizaron en este estudio. Para esta zona térmica se eligió la ciudad de
Puebla como ciudad representativa del clima templado. Se observa que el 89.0% de la huella de
carbono corresponde a la fase de uso (103 kg CO2 eq), mientras que la obtención de materias
primas, el transporte y producción conforman el 11.0 % (12.7 kg CO2 eq). Es importante aclarar
que este escenario está planteado bajo la suposición de que las viviendas de interés social cuentan
con dispositivos de aire acondicionado en regiones con este tipo de clima. También se recalca que
solamente se toma en cuenta el uso de equipos de enfriamiento, excluyendo los aparatos para
calefacción. La huella de carbono total para la placa instalada en la zona térmica 3 es de 116 kg
CO2 eq al año.
Figura 10. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en una vivienda ubicada en Puebla.
30
5.3.7 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 3
En la Figura 11 se muestra la comparación entre la huella de carbono del consumo eléctrico de
una vivienda sin aislamiento térmico durante un año en la zona térmica 3 y la huella de la placa de
EPS instalada en la misma vivienda. Se observa que existe una reducción de la huella de carbono
en un 63%.
Figura 11. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Puebla.
31
5.3.8 Huella de carbono de la placa de EPS en la zona térmica 4
En la Figura 12 se muestra la distribución de la huella de carbono de la placa de EPS en las etapas
del ciclo de vida que se analizaron en este estudio. Para esta zona térmica se eligió la ciudad de
Toluca como ciudad representativa del clima semifrío. Es importante aclarar que en este clima la
temperatura exterior es menor que la del interior de la vivienda, lo que ocasiona una pérdida de
calor representado por una ganancia negativa. Por esta razón, es necesario calentar el interior en
vez de enfriarlo. Debido a que la pérdida de calor de la vivienda aislada con placas de EPS es
pequeña, se está considerando que no se requieren dispositivos de calentamiento para conseguir
el confort térmico. De acuerdo a lo anterior, la huella de carbono total para la placa instalada en la
zona térmica 4 es de 12.7 kg CO2 eq al año.
Figura 12. Huella de carbono de la placa de EPS instalada en Toluca.
32
5.3.9 Comparación con y sin aislamiento en la zona térmica 4
En la Figura 13 se compara la huella de carbono de la placa contra el consumo de energía de un
calefactor encendido durante seis horas al día.
Figura 13. Comparación de la huella de carbono con y sin aislamiento en Toluca, considerando que al aislar la vivienda no se requiere equipo de calefacción.
A continuación se muestra un resumen de los principales resultados obtenidos en el estudio, en la
Tabla 12.
Tabla 12. Resumen de resultados para las cuatro zonas analizadas.
Ubicación Ganancia de calor (kW/año)
Consumo eléctrico (MWh/año)
Huella de carbono (ton CO2 eq/año)
Con Sin Con Sin Con Sin
Coatzacoalcos 1.15 4.05 0.88 3.28 0.43 1.54
Monterrey 1.08 3.18 0.88 2.63 0.43 1.23
Puebla 0.19 0.60 0.22 0.66 0.12 0.31
Toluca - 0.06 - 0.22 - 1.31 0.01 0.61
33
6. Interpretación
La interpretación es la cuarta fase del ACV, en ella se analizan los resultados obtenidos en la
evaluación de impactos, para llegar a recomendaciones y argumentos de decisiones entendibles,
completas y acordes con el objetivo y alcance (IMNC, 2008).
6.1 Análisis de sensibilidad
El análisis de sensibilidad es importante para la interpretación de resultados, ya que permite
observar de qué manera cambian los resultados al variar datos del proceso. En la Figura 14 se
observa la variación de la huella de carbono del sistema analizado (placa instalada y consumo
eléctrico) con y sin asilamiento térmico, de acuerdo a las horas de uso de los dispositivos. Se
observa que al incrementar las horas de uso, la huella de carbono aumenta de manera
proporcional.
Figura 14. Análisis de sensibilidad variando las horas de uso de los dispositivos.
34
En el análisis para la zona 4 solamente aparece la variación de la huella con respecto a la vivienda
sin aislante, ya que se está considerando que no se requieren equipos de calefacción si se instalan
placas de EPS.
En las zonas 1,2 y 3 con vivienda aislada térmicamente, se está considerando un equipo de aire
acondicionado con menor capacidad, debido a que el calor que se requiere extraer es menor. En el
caso de que se instalen placas aislantes de EPS y se conserve el mismo equipo con la misma
capacidad, el tiempo requerido para alcanzar el confort térmico será menor. Por esto, en la Figura
15 muestra la variación de la huella de carbono con diferentes horas de uso, pero manteniendo la
misma capacidad de los equipos de enfriamiento.
Figura 15. Análisis de sensibilidad variando horas de uso manteniendo la misma capacidad del equipo de enfriamiento.
35
7. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones
Conclusiones
La mayor porción del PCG de la etapa de obtención de materias primas se debe a la
producción de la resina de EPS. Esta etapa del ciclo de vida es la que contribuye más a la
huella de carbono, considerando el análisis desde la cuna hasta la puerta del fabricante.
En la etapa de transporte tanto de materias primas como de la placa terminada, la quema
de combustibles fósiles provoca el PCG. Estas etapas de ciclo de vida son las que menos
contribuyen a la huella de carbono.
El PCG de la etapa de producción se debe principalmente al consumo de energía eléctrica.
El consumo de energía eléctrica para mantener el confort térmico dentro de la vivienda
contribuye en mayor proporción a la huella de carbono de la placa de EPS.
El uso de placas aislantes de EPS en las viviendas incrementa el confort térmico dentro de
éstas.
La huella de carbono del consumo de energía para mantener el confort se reduce
aproximadamente en 75%, cuando se instalan placas de EPS como aislante térmico y se
remplaza el equipo de aire acondicionado por uno menor capacidad.
Las limitaciones asociados a la interpretación de resultados
Los datos de la temperatura para las diferentes componentes de la envolvente de la vivienda en
sus diversas orientaciones son promedios reportados por la NOM-011-ENE, de modo que la
variación de temperatura a lo largo de día y a través de las diferentes estaciones del año no se
toman en cuenta.
Las horas de uso de los dispositivos de enfriamiento y calefacción se supusieron de acuerdo al
estudio Tarifas eléctricas y costos de suministro de SENER, dicho valor que interviene en el cálculo
de consumo eléctrico. Información sobre los hábitos de uso de estos equipos darían más certeza a
los resultados del estudio.
La suposición sobre el uso de equipos de aire acondicionado y calefactores en las zonas térmicas 3
y 4, limitan los resultados del estudio a los casos en los que se cumplan dichas condiciones. Si la
vivienda no cuenta con estos dispositivos no existirá un consumo eléctrico asociado, por lo que la
huella de carbono sería la correspondiente a las materias primas, transporte de materiales,
producción y transporte de la placa de EPS.
36
Recomendaciones
Promover la instalación de placas aislantes de EPS en las viviendas, ya que disminuyen el consumo
energético debido al uso de equipos de aire acondicionado y/o calefacción y por consiguiente
reducen las emisiones de CO2 eq asociadas a dicho consumo.
Promover la selección de equipos de aire acondicionado con la capacidad apropiada para cada
caso, con lo que es posible tener un consumo más eficiente de energía y menos emisiones de CO2
eq.
37
8. Bibliografía
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CONAVI, SEMARNAT. (2011). Supported NAMA for Sustainable Housing in Mexico. Recuperado el
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marco de referencia. México, D.F.: IMNC.
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directrices. México, D.F.: IMNC.
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38
SENER. (2011). NOM-020-ENER-2011, Eficiencia energética en edificaciones.- Envolvente de
edificios para uso habitacional. D.F.
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9. Anexos
Anexo A. Glosario
Análisis de Ciclo de Vida. Identifica y cuantifica los materiales y energía usados, así como las
emisiones y desechos generados y los impactos ambientales potenciales de un sistema - producto,
en cada etapa relacionada al ciclo de vida.
Análisis de inventario de ciclo de vida. Fase del análisis de ciclo de vida que implica la recopilación
y la cuantificación de entradas y salidas para un sistema - producto a través de su ciclo de vida.
Análisis de sensibilidad. Procedimiento para evaluar la variación de impactos potenciales debida
a cambios en las variables que definen el sistema-producto.
Asignación. Se refiere a la distribución de las entradas, salidas y cargas ambientales cuando en un
mismo proceso se produce más de un producto / servicio, de acuerdo a la parte proporcional que
corresponde a la unidad funcional.
Cambio climático. Categoría de impacto que mide el fenómeno de afectación de los patrones del
clima, atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la
atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad del clima observada durante periodos de
tiempo comparables a través de la emisión de gases efecto invernadero . Los gases que
contribuyen son dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O), metano (CH4) y cloroflurocarbonos
(CFC).
Carga evitada. Materiales, energías, emisiones o desechos que se evitaron o no se utilizaron en el
sistema-producto y que son restados de las cargas asignadas.
Caracterización. Cálculo de la fase de la EICV que convierte el resultado del análisis de
inventario de ciclo de vida a unidades comunes.
Categorías de impacto. Clases que representan los problemas o preocupaciones ambientales
hacia los cuales se deben asignar los resultados del análisis de inventario del ciclo de vida.
Ciclo de Vida. Etapas consecutivas e interrelacionadas de un sistema-producto, desde la obtención
de la materia prima hasta su disposición final.
Entrada. Flujo de producto, de materia o de energía que entra en un proceso unitario.
Evaluación del impacto ambiental de ciclo de vida (EICV). Fase del análisis de ciclo de vida donde
se toman los resultados del análisis de inventario, para clasificarlos y cuantificar su efecto en
categorías de impacto ambiental
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Flujo de referencia. Cantidad que describe el rendimiento del sistema - producto para cumplir la
función expresada mediante la unidad funcional.
Impacto ambiental. Es cualquier alteración al medio ambiente de uno o mas de sus componentes
provocado por acciones humanas o de la naturaleza.
Límites del sistema. Especificación de los proceso unitarios que son parte de un sistema –
producto de acuerdo a los objetivos y alcance.
Metodos de evaluación de impacto. Evalúan los impactos ambientales a través de modelos
matemáticos que reflejan el mecanismo ambiental, mediante el cual una sustancia contribuye a
una categoria de impacto.
Mecanismo ambiental. Sistema de procesos físicos, químicos y biológicos para una categoría de
impacto dada, que vincula los resultados del análisis de inventario de ciclo de vida con los efectos
provocados por las diferentes entradas y salidas, expresasos en indicadores de categorias de
puntos medios(impactos) o finales (daños).
Producto. Cualquier bien o servicio.
Proceso unitario. Componente más pequeño de un sistema-producto para el cual se cuantifican
datos de entrada y salida.
Reglas de corte. Criterios para decidir qué entradas o salidas se incluyen en el estudio.
Salida. Flujo de producto, de materia o de energía que sale de un proceso unitario.
Sistema - producto. Conjunto de procesos unitarios, que desempeñan una o más funciones
establecidas dentro de los límites del sistema.
Unidad funcional. Es la unidad de referencia para los cálculos de las entradas, salidas e impactos
ambientales que cuantifica el desempeño (función) de un sistema-producto.
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Anexo B. Características de las viviendas
Dimensiones del terreno
Frente 6.00 m
Fondo 10.00 m
Área 60.00 m2
Dimensiones de la vivienda (dos pisos)
cocina, sala,
comedor Escalera
Frente (m) 2.85 2.54
Fondo (m) 8.65 2.17
área (m2) 24.7 5.51
Área por piso (m2) 30.16
Orientación seleccionada de acuerdo al CEV
Ubicación Orientación fachada más larga Orientación ventanas
Coatzacoalcos Noreste Noreste
Monterrey Sureste Sureste
Puebla Sur Sur, evitar Norte y Oeste
Toluca Sur Sur, evitar Norte y Oeste
En la siguiente Tabla se muestran los espesores seleccionados y las propiedades térmicas de los
materiales considerados para construir la envolvente de la vivienda, de acuerdo a la NMX-C-460-
ONNCE-2009, NOM-020-ENER-2011 y a especificaciones técnicas de productores de placas de EPS.
Material Espesor R
(m) (W/mK) (m2K/W)
aplanado mortero y cal 0.02 0.872 0.0229
block concreto 0.2 - 0.1800
aplanado mortero 0.02 0.698 0.0287
aplanado yeso 0.01 - 0.0570
Vidrio 0.04 1.16 0.0345
Fierro 0.02 52.3 0.0004
Madera 0.02 0.163 0.1227
azulejo cerámico 0.05 1.047 0.0478
Placa EPS 0.06 - 1.76
Placa EPS 0.08 - 2.35
Placa EPS 0.10 - 2.94
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En la Tabla se registran las medidas de los muros que forman la envolvente de la vivienda. Se
consideró que los muros 6, 12 y 16 tienen azulejo cerámico debido a que están en el baño o
cocina. El área del techo se calculó de acuerdo a las dimensiones citadas anteriormente. Además,
se tomaron en cuenta una puerta delantera (madera) y otra trasera (metal) de 2 m2 cada una.
Componentes de la envolvente
MURO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
largo (m) 2.85 2.98 2.54 2.17 1.09 1.09 2.54 2.54 3.60 2.05 0.80 0.80 0.80 8.65 2.05 2.05 6.60
alto (m) 5.95 5.95 5.19 2.69 2.50 2.50 2.69 2.50 5.95 5.95 2.00 0.69 3.26 3.26 2.00 0.69 2.69
área (m2) 16.96 17.73 13.18 5.84 2.71 2.71 6.83 6.35 21.42 12.20 1.60 0.55 2.61 28.20 4.10 1.41 17.75
ventana 1
W ancho (m) 1.61 0.00 0.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
H alto (m) 2.21 0.00 0.55 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
área (m2) 3.55 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.72 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ventana 2
W ancho (m) 1.29 0.00 0.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.61 1.29 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
H alto (m) 1.17 0.00 0.55 0.00 0.00 0.00 0.00 0.55 1.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
área (m2) 1.50 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 1.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Puerta
ancho (m) 0.00 0.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
alto (m) 0.00 2.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
área (m2) 0.00 2.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00