Huella ecológica de los sistemas de embotellado: Lecciones del ciclo de vida
22 Aug 2022
Para impulsar la evolución de los productos en línea con sus objetivos climáticos y proporcionar también a los fabricantes datos de sostenibilidad, GEA está generando datos sobre el impacto medioambiental de sus máquinas realizando los análisis del ciclo de vida del producto (ACV). Como siguiente paso, los análisis ACV se integrarán en el proceso de diseño de todos los nuevos productos para optimizar tanto la sostenibilidad como la transparencia para los clientes. GEA fue una de las primeras empresas del sector en realizar estos ACV en un sistema de llenado de bebidas.
En el camino hacia la consecución de su objetivo climático de emisiones netas cero para 2040, GEA se centrará en la reducción de sus emisiones de Alcance 3 a lo largo de la cadena de valor, ya que estas representan la mayor parte de las emisiones de CO2e de la empresa. Como primer paso, GEA planea reducir las emisiones de alcance 3 en un 18% para 2030 con respecto a los niveles de 2019. La clave para ello será reducir la huella de carbono de sus máquinas durante la fase de uso. Esto se aplica a la ingeniería y a la fabricación en su conjunto, que contribuyen de forma importante en el camino hacia las emisiones netas cero con las tecnologías actuales y las innovaciones futuras. Si podemos mejorar continuamente la eficiencia de funcionamiento de los equipos, ayudaremos a los clientes a ahorrar energía térmica, electricidad y recursos.
Un primer paso en este camino es garantizar la transparencia: “Hemos observado un número creciente de solicitudes de los clientes para obtener información detallada sobre el impacto medioambiental de los equipos de GEA, no solo en la fase de uso, sino a lo largo de toda la vida útil del producto”, afirma Donato De Dominicis, vicepresidente de GEA Filling and Packaging, con sede en Sala Baganza (Italia). Como primer proveedor de sistemas de llenado, GEA inició su cooperación con la Universidad de Parma en mayo de 2021. El objetivo era proporcionar a los clientes las cifras de consumo de dos de los sistemas de llenado aséptico más importantes de GEA e impulsar el progreso hacia los ambiciosos objetivos climáticos de la propia empresa. “Queríamos un análisis riguroso de los números, un conocimiento detallado de la huella de nuestros sistemas de llenado. Y el análisis ACV es el marco más completo para medir el impacto medioambiental”, afirma Paolo Abelli, director de I+D de GEA Filling and Packaging. Por supuesto, realizar un ACV de acuerdo con las principales normas internacionales no es algo baladí. Hacerlo bien significa cumplir estrictamente las normas de la serie ISO 14040, así como las reglas específicas de cada industria y tipo de máquina. “El ACV se basa en un proceso muy burocrático, se puede decir que es una ciencia en sí misma, por lo que GEA buscó expertos externos para empezar”, añade Abelli.
Dra. Nadine Sterley, Directora de Sostenibilidad, GEA
“El análisis ACV es una poderosa herramienta para identificar los puntos calientes de la huella ambiental, priorizar las mejoras de sostenibilidad en nuestro proceso de diseño y mejorar la transparencia para nuestros clientes”. Dra. Nadine Sterley, Directora de Sostenibilidad, GEA
Dra. Nadine Sterley, Directora de Sostenibilidad, GEA
Aprendiendo los fundamentos del ACV con CIPACK
GEA recurrió al Centro Interdepartamental de Envasado (CIPACK) de la Universidad de Parma, especializado en investigación básica y aplicada en el campo del envasado y el embotellado, especialmente en aplicaciones farmacéuticas y alimentarias. Barbara Bricoli, directora de innovación en I+D, GEA Filling and Packaging, explica: “La Universidad de Parma nos apoyó en la modalidad de recogida de datos de acuerdo con las normas de la categoría de productos ‘Bebidas y Llenado’ (PCR) y las normas de envío de datos al software”. Para el análisis ACV, los investigadores de Parma trabajaron con uno de los principales programas de evaluación de impacto, que cumple con el formato de informe de declaración ambiental del producto (DAP).
En el ACV se evaluaron los dos principales sistemas de llenado por soplado aséptico de GEA: el sistema ABF 2.0, con esterilización en seco de la preforma, y el ECOSpin2 Zero, con esterilización en húmedo de la botella. “Se trata de máquinas grandes y complejas con múltiples módulos, como sopladoras, llenadoras, hornos y muchos otros componentes”, explica Bricoli. “El ACV consideró cada una de ellas por separado y calculó el consumo de cada parte, lo que permitió realizar un análisis general preciso”.
Punto de partida: consumo de energía y de recursos en la fase de uso
El alcance del ACV abarcó las tres fases principales del ciclo de vida del producto para cada unidad:
- Producción de la máquina (incluyendo la extracción de materias primas)
- Fase de uso (consumo durante los ciclos de funcionamiento, limpieza y esterilización)
- Eliminación final (tras una vida útil de 15 años)
Para cada una de estas fases, el ACV determinó el impacto medioambiental de las máquinas en siete categorías de impacto diferentes1:
- Acidificación: la acidificación del agua, el suelo y el aire se debe a sustancias acidificantes, como el ácido nítrico, el ácido sulfúrico, el dióxido de azufre, el cloruro de hidrógeno, el ácido sulfúrico, el hidrógeno, el ácido fosfórico, etc., en kg de SO2 eq
- Eutrofización: el término indica el crecimiento excesivo de organismos vegetales que modifican el equilibrio ecológico del medio acuático, en kg de PO4
- Calentamiento global: el aumento de la temperatura media de la Tierra debido a las actividades humanas que liberan gases de efecto invernadero, como el CO2, a la atmósfera. Estos gases, que permanecen atrapados en la capa más baja de la atmósfera, actúan como una barrera para la radiación solar reflejada desde la superficie terrestre, cuya energía se convierte en calor. Esto hace que la temperatura media global aumente, en kg de CO2 eq
- Oxidación fotoquímica: este fenómeno se debe a los óxidos de nitrógeno y a los hidrocarburos que, por efecto de las reacciones fotoquímicas inducidas por los rayos del sol, conducen a la oxidación del monóxido de nitrógeno (NO), que se convierte en nitrógeno (NO2), y a la formación de ozono (O3) y de otros compuestos químicos con efectos tóxicos para el ecosistema y la salud humana, en kg de NMVOC (compuestos orgánicos volátiles no metánicos).
- Agotamiento abiótico, elementos: esta categoría se refiere al agotamiento de elementos, como los metales, y la unidad de medida es kg Sb eq.
- Agotamiento abiótico, combustibles fósiles: el agotamiento de los combustibles fósiles, en MJ.
- Escasez de agua: en m3 eq.
- Agotamiento de la capa de ozono: adelgazamiento de la capa de ozono, esta categoría de impacto es opcional, pero fue considerada en el análisis, en kg de CFC-11 eq.
“Proporcionamos los datos principales para el estudio, incluyendo un análisis de inventario de todos los componentes y materiales de la máquina, así como datos sobre el consumo durante la fase de uso”, explica Bricoli. “El impacto al final de la vida útil se calculó basándose en un escenario de desechado de máquinas utilizando los datos de eliminación europeos”.
En el ACV se descubrió que el 95% del impacto medioambiental de las máquinas, como media en todas las categorías de impacto, se debe al consumo de energía y recursos durante la fase de uso. Solo en una categoría de impacto –el agotamiento abiótico de elementos– la fase de extracción y producción de materias primas tuvo un impacto del 46% o uno o más puntos porcentuales. “Dada la gran cantidad de acero que se utiliza para fabricar las máquinas, fue algo sorprendente descubrir que los materiales utilizados en la fabricación tienen un impacto medio inferior al 4% del total”, afirma Bricoli. “Esto hace que la evaluación de la fase de uso sea aún más interesante, porque es claramente donde nosotros y nuestros clientes tenemos la mayor ventaja para reducir el impacto medioambiental de nuestras máquinas de llenado en el futuro”.
El 95% del impacto medioambiental de las máquinas, como media en todas las categorías de impacto, se debe al consumo de energía y recursos durante la fase de uso. Visión del ACV por GEA Filling & Packaging
Visión del ACV por GEA Filling & Packaging
Los ajustes técnicos reducen el 30% de las emisiones de CO₂e
Al profundizar en la fase de uso, el estudio descubrió que, en casi todas las categorías de impacto, había tres formas de consumo de recursos que tenían el mayor impacto: la energía eléctrica, el vapor de proceso y el aire comprimido. En términos de calentamiento global, estos tres consumos representan por sí solos el 76% de las emisiones totales de CO2e del ABF 2.0. “Dado el enfoque de GEA en las emisiones de Alcance 3, las emisiones de CO2e son nuestra área de acción prioritaria, y los resultados del ACV proporcionan un mapa bastante claro sobre cómo avanzar con mayor eficacia”, dice Bricoli.
Como primer paso, el ACV ayudó a GEA a identificar y poner en práctica tres logros rápidos para reducir aún más la huella climática de sus sistemas de llenado.
- Al recuperar el condensado adicional, se redujeron las necesidades de vapor del proceso durante la fase de uso, disminuyendo así el consumo de electricidad en el proceso de calentamiento.
- Al recircular el aire del soplador, se redujeron aún más las necesidades de aire comprimido y de energía eléctrica.
- Los clientes pueden optar ahora por utilizar la microfiltración en lugar de UHT para producir agua estéril, lo que reduce la energía eléctrica necesaria para calentar el agua en la máquina.
“En conjunto, estas tres medidas suponen una reducción del 30% de las emisiones de CO2 durante la fase de uso de la máquina”, afirma Paolo Abelli. “Algunos clientes seguirán prefiriendo la comodidad del proceso UHT sobre la microfiltración, pero lo importante es la transparencia que conseguimos con el ACV, y que nuestros clientes tengan ahora la posibilidad de tomar decisiones basadas en números reales”.
Para el equipo de I+D de GEA, la claridad proporcionada por el ACV ha acelerado el desarrollo de sus máquinas.
“Actualmente estamos explorando otras formas de recuperar energía, por ejemplo, del horno de soplado u otros procesos de calentamiento. Y hemos iniciado la colaboración con otras unidades de GEA para mejorar aún más la recuperación de energía eléctrica en nuestro sistema. Las cifras que tenemos del ACV realmente ayudan a enfocar y alinear este trabajo de colaboración dentro de GEA”.
“Este primer análisis ACV nos ha permitido realizar algunos ajustes específicos en dos de nuestros sistemas de llenado para conseguir mejoras significativas en las emisiones de emisiones de CO2e, pero esto es realmente solo el principio”, Barbara Bricoli, Directora de Innovación en I+D, GEA Filling and Packaging
Barbara Bricoli, Directora de Innovación en I+D, GEA Filling and Packaging
Enseñar a un hombre a pescar
Como resultado de su primera colaboración con la Universidad de Parma, GEA dispone ahora de las herramientas y los conocimientos necesarios para realizar otros análisis ACV para otros productos de su gama. “Cada vez hay más interés por parte de todos –de los consumidores finales, de los clientes de GEA, de los proveedores y, por supuesto, dentro de GEA– en poder cuantificar el impacto medioambiental de los procesos de fabricación y de los productos finales para que todos podamos tomar decisiones informadas sobre qué comprar o, en nuestro caso, cómo diseñar las máquinas más eficientes y sostenibles”, afirma Jannik Desel, director de proyectos de sostenibilidad de GEA. “Hasta ahora, hemos podido ofrecer estimaciones aproximadas sobre la huella medioambiental de nuestras máquinas, pero disponer de la capacidad del ACV nos permitirá lograr un análisis mucho más profundo, y unas cifras precisas y procesables sobre nuestras máquinas”.
La herramienta actual de Desel ofrece una visión gráfica de las emisiones de un producto determinado para identificar rápidamente los mayores contribuyentes al calentamiento global, entre otras categorías de impacto, y priorizar las medidas para mejorar el rendimiento medioambiental. Pero al igual que su colega de I+D, Bricoli, se apresura a señalar que esto es solo el principio. “En términos de lograr una imagen clara y precisa de las huellas medioambientales en el lado de los proveedores, las cosas están en su infancia”, dice Desel. “Hasta ahora nos hemos basado mucho en los promedios de la industria, pero queremos movernos rápido para mejorar esto”.
GEA ha iniciado colaboraciones con proveedores para profundizar en la huella de CO2 de sus equipos y ha comprobado que contar con la capacidad de los análisis ACV ayuda a dirigir este proceso. “Las empresas de toda la cadena de suministro están empezando a tomar medidas para entender y reducir su huella medioambiental, pero también se puede ver que es un área de esfuerzo nueva, por lo que hay una cierta falta de experiencia y claridad sobre cómo hacerlo”, dice Desel.
“Disponer de la capacidad de los ACV nos permite tomar la iniciativa con los clientes y proveedores, y ayudar a guiar este proceso de colaboración para crear productos de menor impacto en todo el ciclo de vida”. Jannik Desel, director de proyectos de sostenibilidad, GEA
Jannik Desel, director de proyectos de sostenibilidad, GEA
Análisis del ciclo de vida en el proceso de diseño de GEA
Desel, bajo el mando de la directora de sostenibilidad de GEA, Nadine Sterley, encabeza ahora el esfuerzo de GEA por establecer una experiencia de ACV internos para que GEA pueda integrar los análisis de impacto del ciclo de vida en el proceso de desarrollo de cada producto. “Nuestros colegas en Italia merecen el crédito por haber dado el primer paso para establecer la capacidad de los ACV dentro de GEA”, dice Sterley. “Como demuestran los resultados, el ACV es una poderosa herramienta para identificar los puntos conflictivos de la huella climática, priorizar las mejoras de sostenibilidad en nuestro proceso de diseño y mejorar la transparencia para nuestros clientes.”
