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Huella Hídrica en el contexto de la evaluación del impacto ambiental del ciclo de vida (ACV)

Huella Hídrica en el contexto de la evaluación del impacto ambiental del ciclo de vida (ACV). Anne-Marie Boulay , M.Sc.A . Candidata a Doctorado Agua y Ciclo de Vida CIRAIG – Ecole Polytechnique de Montreal. Plan. 1- Introducción y definiciones

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Huella Hídrica en el contexto de la evaluación del impacto ambiental del ciclo de vida (ACV)

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  1. Huella Hídrica en el contexto de la evaluación del impacto ambiental del ciclo de vida (ACV) Anne-Marie Boulay, M.Sc.A. Candidata a Doctorado Agua y Ciclo de Vida CIRAIG – EcolePolytechnique de Montreal

  2. Plan 1- Introducción y definiciones 2- PNUMA / SETAC - Grupo de Trabajo sobre el Uso del Agua en la ACV 3- Marco 4- Inventario - Definiciones - Métodos - Recomendaciones -Bases de Datos 5- Puntomedio- Definiciones- Métodos- Recomendaciones 6- Punto final- Definiciones- Métodos- Recomendaciones 7- Ejemplos - Generales - Cálculos 8- Conclusión

  3. Cafe como ejemplo de ACV 1 taza de cafe en casa © Quantis

  4. emisiones de gases DE efecto invernadero(CO2, N2O, etc.) CO2 N2O CH4 CFC © Quantis

  5. Uso de agua © Quantis

  6. InclusiÓn del uso del agua indirecta Irrigación Agua evaporada Huella hidrica indirecta desde los ingredientes crudos Huella hidrica indirecta de la producción electrica Contaminacióndelagua Water pollution © Quantis

  7. Definiciones Uso consumante Proceso Uso degradativo Uso de agua “in-stream” Uso de agua “off-stream”

  8. Definiciones Agua verde (humedad del suelo) Lluvia Agua superficial (aguaazul) Agua subterránearenovable (aguaazul) Agua subterráneafósil (no-renovable)

  9. Definiciones • Calidad del aguaconjunto de parámetros considerados para caracterizar las propiedades químicas, físicas y biológicas del agua • Funcionalidad del agua relaciona la calidad con los usuarios para quien el agua puede ser usado • Valor ecológico del aguarelación física y dependencia de los ecosistemas del agua dulce • Tasa de renovabilidad del aguatasa natural en la que se recarga el recurso. • Mecanismos de compensaciónuso de las tecnologías backup por los usuarios humanos privados de agua para satisfacer sus necesidades (ex: desalinacion) Kounina et al, 2011

  10. Punto Medio vs Punto Final Inventario « Que ? » « Donde ? » « Cuanto? » Punto medio - problemas « Es un problemapotencial? » « Existe escasez en el área? » Punto final – Daño « Impactos sobre humanos, ecosistemas y recursos ? » Informes y Comunicación « Una nota en litros equivalente?» © Quantis

  11. Modelización ambiental certidumbre significación Inventario Modelización

  12. Iniciativa de ciclo de vida PNUMA/SETAC • Initiacivainternacionalpara ACV • Grupo WULCA: Uso de aguaen ACV • Fase 1: Propuesto un marco para evaluar el agua en la ACV (Bayart et al., 2009) • Fase 2: Revisión de los diferentes métodos (2011)  Recommendacionespara: • Científicos • Practicantes (incl. industria)

  13. MARCO PNUMA/SETAC Inventario Sujeto a proteger Punto Medio Punto final Todas las categorias de impactos Compensación 1 6 Privación del aguaparausoshumanos Salud humana NOTA: Esos impactos en los ecosistemas solo vienen del cambio de disponibilidad de agua funcional para ecosistemas. Los impactos directos de los contaminantes estan incluidos en otros partes de los modelos ACV. 4 1 Cambio de la disponibilidad de agua para Usos humanos Privación del aguaparaecosistemas Uso de agua Calidad de los ecosistemas Ecosistemas 5 8 4 1 Privación del aguaparageneracionesfuturas Recursos naturales Generaciones futuras 1 2

  14. MetodologÍas: clasificaciÓn Inventario (contabilidad) Databases Methods Quantis Chapagain Hoekstra WBCSD Quantis Ecoinvent Boulay Vince GaBi Bayart WFN Mila-I-Canals Peters Punto Medio (problemas) Frischknecht RidouttPfister Hoekstra Veolia Pfister Boulay Salud humana Recorsos Ecosistemas Bayart Mila-I-Canals Mila-I-Canals Punto Final (daño) Salud humana Ecosistemas Recorsos Pfister MaendlyHumbert Pfister Pfister Verones Motoshita Boesch Van Zelm Verones (ground) Motoshita Payet Boulay Motoshita Kounina et al, 2011

  15. Inventario Datos necesarios para evaluar los impactos asociados con el uso de agua Volumen de agua usado Y que mas? • Tiene que diferenciar 1- Retiros 2- Uso degradativo y 3- Uso consuntivo

  16. métodos de inventario Difieren en sus objetivos y nivel de detalle. Algunas: • Definen categorías de agua para considerar la calidad (Vince 2007; Bayart 2008; Boulay et al. 2011a) • Son herramientas de inventario para organizaciones (Hoekstra et al. 2011; WBCSD 2010) • Integran efectos del uso directo del agua y del uso del suelo en la disponibilidad de agua (Milài Canals et al. 2009) • Proveen modelos hidrológicos detallados y clasificación de los datos de uso del agua en sectores específicos (por ejemplo, sector australiano de carne roja) (Peters et al. 2010)

  17. Recomendaciones Inventario • Pueden ser utilizados como indicador de inventario (Hoekstra et al 2011;. WBCSD 2010), pero la correlación entre los resultados del inventario y el impacto relacionado con el uso del agua no está probado y puede inducir a error • Boulay et al. (2011a) ofrecen el método de inventario más extenso que puede ser aplicado directamente en los métodos de evaluación de impacto (excepto van Zelm,2010) Kounina et al, 2011

  18. Inventario – Categorias de agua (Boulay et al, 2011a) : Functional X: Non-functional

  19. Inventario – Categorias de agua (Boulay et al, 2011a)

  20. Inventario – Categorías de agua(Boulay et al, 2011a) Calidad del aguaentrando – Clasificaciónmundial Basado en base de datos Gemstat

  21. Recomendaciones - Inventario • Volumen y calidad del agua entrando • Volumen y calidad del agua saliendo • Localización geográfica • Tipo de recurso (superficial, subterránea,...) • Tipo de descarga (superficial, mar, etc.) • Diferenciar recurso de agua subterránea renovable o fósil

  22. bases de datos • Ecoinvent and GaBi • Bases de datos bien establecidos - flujos primarios de agua diferenciados según su origen • Ecoinvent: extracción de agua, pero no descarga  evalúa los retiros de agua - no el consumo. Gabi: el agua de entrada y salida, pero sólo por sistema de primer plano, falta los de fondo (por ejemplo, la minería) • Water Footprint database • Evalúa los flujos de inventario de consumo y de degradación de los cultivos y los productos derivados de cultivos, animales de granja y productos de origen animal de acuerdo con el método WFN (Hoekstra et al. 2011) • Base de dato de calidad de agua: Gemstat • Base de datos de Agua (Quantis 2011)

  23. Crear una base de dato de agua •  Evalúa juegos completos de los flujos de inventario Base de datos Full and neutral inventory 4’000+ procesos Inventario cubriendo todas las categorias de agua Cubre operaciones directas, upstream y downstream Regionalisado Cross-benefits from different sectors Datos de sectores especificos Plataforma de intercambio Integra data de empresas A la vanguardia en el agua

  24. Marco PNUMA/SETAC Inventario Sujeto a proteger Punto Medio Punto final Todaslascategorias de impactos Compensación 6 Privacion de agua para usos humanos Salud humana 1 Cambio de la disponibilidad de agua para Usos humanos Privacion de aguaparaecosistemas Uso de agua Calidad de los ecosistemas Ecosistemas 1 Privacion de agua para generaciones futuras Recursos naturales Generaciones futuras 1

  25. PuntoMEdio • Punto medio general a las tres vías de impactos o específicos para una vía • La mayoría de los métodos se relacionan con índice de escasez de agua sobre la base del consumo o la extracción de agua

  26. Métodos de puntomedio • 1- Indices de escasez : • Razón retiro-a-disponibilidad (Pfister et al. 2009; Ridoutt and Pfister 2010b; Frischknecht et al. 2006; Veolia 2011) o • Razón consumo-a-disponibilidad (Boulay et al.2011b; Hoekstra et al. 2011).  Se utiliza como un factor de caracterización (CF) para el uso del agua en ACV para evaluar el impacto de • Extracción de agua (Pfister et al. 2009; Ridoutt and Pfister 2010b; Frischknecht et al. 2006; Veolia 2011), • Consumo de agua (Boulay et al. 2011b; Hoekstra et al. 2011) • Degradación de agua (Hoekstra et al. 2011; Veolia 2010; Boulay et al. 2011b).

  27. Metodos de puntomedio • 2- Indicadores específicos del punto medio Vías de impacto: •  Disminución de la disponibilidad de agua dulce para los usuarios humanos(Bayart 2008) •  Cambios en la disponibilidad de agua dulce para los ecosistemas que conducen a impactos en los ecosistemas de agua dulce (Milà i Canals et al. 2009) •  Cambios en la disponibilidad de aguas subterráneas que causan el agotamiento de agua dulce(Milà i Canals et al. 2009).

  28. Métodos de puntomedio • Método de Huella Hídrica Hoekstra et al.’s (2011) • Marcos fácilmente transmisibles - que se utiliza para sensibilización • Aborda un inventario limitado de tipos de agua ("verde, azul y gris") y de usos • No provee la base necesaria para el inventario preciso para todos los métodos de punto final en ACV • El nuevo método incluyendo la Evaluación de la Sostenibilidad (sin aditionar) se puede utilizar como un método de punto medio (FC aún no disponible)

  29. Recomendaciones – Puntomedio • Utilizar la información de los índices de escasez para: 1- identificar las prioridades ambientales relacionadas con el uso de consumo del agua, o 2- interpretar en paralelo con los indicadores de daño (punto final) para proveer una imagen completa de los impactos relacionados con el uso del agua. Kounina et al, 2011

  30. MARCO PNUMA /SETAC Inventario Sujeto a proteger Punto Medio Punto final Todas las categorias de impactos Compensación 1 Privación del aguaparausoshumanos Salud humana 4 Cambio de la disponibilidad de agua para Usos humanos Privación del aguaparauso en ecosistemas Uso de agua Calidad de los ecosistemas Ecosistemas 5 Privación del aguaparageneracionesfuturas Recursos naturales Generaciones futuras 2

  31. Punto final • Existen varios métodos que reportan resultados en unidades compatibles: se puede utilizar en combinación • 3 categorias de punto final: • Salud humana • Ecosistemas • Recorsos • Una via de impactos alternativa: compensación

  32. ¿Quées la compensación? Inventario Sujeto a proteger Punto medio Punto Final Todaslascategorías de impactos Compensación $ £ € Privación del aguaparausoshumanos Salud humana Cambio de la disponibilidad de agua para Usos humanos Privación del aguaparaecosistemas Uso de agua Calidad de los ecosistemas Ecosistemas Privación del aguaparageneracionesfuturas Recursos naturales Generaciones futuras

  33. Salud humana • Depende del nivel de desarrollo humano y del bienestar económico(Boulay et al. 2011b; Bayart 2008). • Compensación • Privación para: uso doméstico (higiene e ingestión), agricultura y pesca • depende de la cantidad de agua consumida y la escasez de agua de la zona afectada • El uso del agua en última instancia lleva a un impacto global sobre la salud humana, por lo general expresado en años de vida perdida (DALY)

  34. MétodosSaludhumana • Cadenas causa-efecto abordadas • Falta de agua potable para higiene e ingestión (propagación de enfermedades transmisibles) (Motoshita et al. 2010b; Boulay et al. 2011b) • Escasez de agua para irrigación resultando en desnutrición (Pfister et al. 2009; Motoshita et al. 2010a; Boulay et al. 2011b) • Escasez de agua para pesca de agua dulce resultando en pérdida de productividad y oferta de alimentos (Boulay et al. 2011b)

  35. Ecosistemas • Alcances de los métodos desarrollados son complementarios • Evaluación completa: usando métodos de forma simultánea e identificar vías de impacto faltando • Impacto final sobre la calidad del ecosistema se expresan en la fracción potencialmente de desaparición de las especies (PDF) en la superficie o volumen determinado durante un tiempo determinado (PDF•m2•y or PDF•m3•y)

  36. Métodos Ecosistemas • Disminución de la biodiversidad terrestre, debido a la reducción de la disponibilidad de agua dulce (Pfister et al. 2009) • Disminución de la biodiversidad acuática debido a la generación de energía hidroeléctrica (Maendly and Humbert Submitted) • Desaparición de especies de plantas terrestres debido a la extracción de aguas subterráneas y la reducción correspondiente de la tabla de agua (van Zelm et al. 2010) • Efectos del consumo de agua en las especies de peces de agua dulce (Hanafiah et al. 2011) • Efectos de la contaminación térmica en los ecosistemas acuáticos (Verones et al. 2010)

  37. Recorsos • El uso excesivo de las masas de agua renovable depende de la tasa de renovabilidad del agua • Vía de impacto llevando al agotamiento del agua subterránea fósil todavía no está cubierta y debe ser abordado en los métodos futuros, así como incluida en el inventario

  38. Métodos RecUrsos • Cuantifica el impacto en la disponibilidad futura de agua dulce 1- Cantidad de energía necesaria para la desalinización de agua de mar para compensar la fracción de agotamiento del agua dulce (Pfister et al. 2009) • 2- Contenido de energía del recurso agua dulce(Boesch et al. 2007).

  39. recomendaciones – punto final • Salud humana: • Comparación de los métodos necesarios  prevista para 2012 • nuevo método de mecanismo de compensación  comparación con métodos consecuenciales más tradicional y expansión de sistema y evaluación de la inclusión de la adaptación / compensación en general en AICV • Calidad del ecosistema • Alcances de los métodos son complementarios • Suma de los indicadores refleja el impacto total • Una evaluación completa debe utilizar todos los métodos al mismo tiempo e identificar las vías de impactos que faltan • Recursos • Vía de impacto para el agotamiento del agua subterránea fósil debe ser abordado en futuros métodos • Impactos debido consumo de diferentes tipos de agua sobre la tasa de renovabilidad debe ser distinguido en la evolución de método en el futuro Kounina et al, 2011

  40. diferenciación espacial • Diferentes escalas para: • Datos diferentes: la pertinencia y las bases de datos • Diferentes vías de impacto • Territorio político (para el desarrollo socio-económico) e hidrológico • Como mínimo: Cuenca principal

  41. UNEP/SETAC Recomendaciones Criterios Vias de impactos de puntomedio y final para la categoríaSalud Humana tienequeincluir: • Escasez de agua • Funcionalidades del agua • Calidad del agua • Nivel de desarrollo humano • Mecanismos de compensación Vías de impactos de puntomedio y final para la categoríaCalidad de ecosistemastienequeincluir: • Escasez de agua • Calidad del agua •  Valor ecológico del agua Vías de impactos de puntomedio y final para la categoríaRecursostienequeincluir: • Tasa de renovación Kounina et al, 2011

  42. EjemplosGenerales

  43. escasez de agua vs evaluación completa CH DE CH CH DE DE All impacts © Quantis

  44. regionalización de los impactos Risks associated with water use: Water pollution Ground water over exploitation Reduced availability for nutrition Risks associated with water use: Water rights Water pollution Ground water over exploitation Risks associated with water use: Water pollution Ground water over exploitation River drying Risks associated with water use: Water pollution Greenhouse gases emissions Greenhouse gases emissions (from deforestation) Water use (inventory) (m3) Scarcity weighted water use (using water stress index) (m3-eq) Impacts on human health (DALY) Impacts on ecosystem quality (PDF-m2-y) In process of being published. Please contact Quantis before citing any results from this method. © Quantis

  45. Estudio de caso: Huella hídrica de Intel © Quantis

  46. Importancia de evaluar los impactos/riesgos © Quantis

  47. Intel estudio de caso: fabricación - uso directo de agua © Intel and Quantis

  48. Ejemplo Cálculos

  49. Ejemplocompleto: Producción de cartón en Cape town (SA) • Inventario: Proceso: “Corrugated board base paper, kraftliner, at plant” Datos de inventario:

  50. Punto MedioWater Stress Indicator (WSI) WSI = (0.32*1)+(0.79*50.81)-(0.79*13.70)-(36.43*0) WSI = 29.6 m3equi. de aguaportonelada de carton producida

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