evaluación del ciclo de vida

Un estudio de ACV comienza con una fase de definición de objetivos y alcance, que incluye la función del producto, la unidad funcional, el sistema del producto y sus límites, supuestos, categorías de datos, procedimientos de asignación y método de revisión que se empleará en el análisis. ^{[ 24 ]} La norma ISO de ACV requiere que una serie de parámetros se expresen cuantitativa y cualitativamente, a los que ocasionalmente se hace referencia como parámetros de diseño del estudio (PDE). Los dos PDE principales para un ACV son el objetivo y el alcance, ambos deben indicarse explícitamente. ^{[ 5 ]}

Por lo general, un estudio de ACV comienza con una declaración clara de su objetivo, describiendo el contexto del estudio y detallando cómo y a quién se comunicarán los resultados. Según las directrices ISO, el objetivo debe indicar de forma inequívoca los siguientes puntos:

1. La aplicación prevista
2. Razones para realizar el estudio
3. El público
4. Si los resultados se utilizarán en una afirmación comparativa publicada públicamente ^{[ 5 ] [ 25 ]}

El objetivo también debe definirse con el comisionado del estudio, y se recomienda obtener del comisionado una descripción detallada de por qué se está llevando a cabo el estudio. ^{[ 25 ]}

Tras el objetivo, se debe definir el alcance describiendo la información cualitativa y cuantitativa incluida en el estudio. A diferencia del objetivo, que puede incluir solo unas pocas frases, el alcance suele requerir varias páginas. ^{[ 5 ]} Se establece para describir el detalle y la profundidad del estudio y demostrar que el objetivo se puede alcanzar dentro de las limitaciones establecidas. ^{[ 25 ]} Según las directrices de la norma ISO LCA, el alcance del estudio debe describir lo siguiente: ^{[ 26 ]}

• Sistema de producto , que es un conjunto de procesos (actividades que transforman entradas en salidas) necesarios para realizar una función específica y que se encuentran dentro del límite del sistema objeto de estudio. Es representativo de todos los procesos en el ciclo de vida de un producto o proceso. ^{[ 5 ] [ 25 ]}
• La unidad funcional , que define con precisión lo que se está estudiando, cuantifica el servicio prestado por el sistema, proporciona una referencia con la que se pueden relacionar las entradas y salidas, y sirve de base para comparar/analizar bienes o servicios alternativos. ^{[ 27 ]} La unidad funcional es un componente muy importante del ACV y debe definirse claramente. ^{[ 25 ]} Se utiliza como base para seleccionar uno o más sistemas de productos que puedan proporcionar la función. Por lo tanto, la unidad funcional permite tratar diferentes sistemas como funcionalmente equivalentes. La unidad funcional definida debe ser cuantificable, incluir unidades, considerar la cobertura temporal y no contener entradas y salidas del sistema de producto (por ejemplo, kg de emisiones _de CO₂ ). ^{[ 5 ]} Otra forma de verlo es considerando las siguientes preguntas:
  1. ¿Qué?
  2. ¿Cuánto cuesta?
  3. ¿Durante cuánto tiempo / cuántas veces?
  4. ¿Dónde?
  5. ¿Qué tan bien? ^{[ 13 ]}
• Flujo de referencia , que es la cantidad de producto o energía necesaria para realizar la unidad funcional. ^{[ 25 ] [ 13 ]} Por lo general, el flujo de referencia es diferente cualitativa y cuantitativamente para diferentes productos o sistemas dentro del mismo flujo de referencia; sin embargo, hay casos en los que pueden ser iguales. ^{[ 13 ]}
• Límite del sistema , que delimita qué procesos deben incluirse en el análisis de un sistema de producto, incluyendo si el sistema produce algún coproducto que deba tenerse en cuenta mediante la expansión o asignación del sistema. ^{[ 28 ]} El límite del sistema debe estar de acuerdo con el objetivo declarado del estudio. ^{[ 5 ]}
• Supuestos y limitaciones , ^{[ 25 ]} que incluyen cualquier supuesto o decisión tomada durante el estudio que pueda influir en los resultados finales. Es importante que estos sean transparentes, ya que su omisión puede dar lugar a una interpretación errónea de los resultados. A menudo se hacen supuestos y limitaciones adicionales necesarios para llevar a cabo el proyecto, y deben registrarse según sea necesario. ^{[ 9 ]}
• Requisitos de calidad de datos , que especifican los tipos de datos que se incluirán y qué restricciones. ^{[ 29 ]} Según la norma ISO 14044, las siguientes consideraciones de calidad de datos deben documentarse en el alcance:
  1. Cobertura temporal
  2. Cobertura geográfica
  3. Cobertura tecnológica
  4. Precisión, exhaustividad y representatividad de los datos
  5. Consistencia y reproducibilidad de los métodos utilizados en el estudio.
  6. Fuentes de datos
  7. Incertidumbre de la información y cualquier laguna de datos reconocida ^{[ 25 ]}
• Procedimiento de asignación , que se utiliza para particionar las entradas y salidas de un producto y es necesario para procesos que producen múltiples productos o coproductos. ^{[ 25 ]} Esto también se conoce como multifuncionalidad de un sistema de producto. ^{[ 13 ]} La norma ISO 14044 presenta una jerarquía de soluciones para abordar los problemas de multifuncionalidad, ya que la elección del método de asignación para coproductos puede afectar significativamente los resultados de un ACV. ^{[ 30 ]} Los métodos de la jerarquía son los siguientes:
  1. Evitar la asignación por subdivisión: este método intenta desagregar el proceso unitario en subprocesos más pequeños para separar la producción del producto de la producción del coproducto. ^{[ 13 ] [ 31 ]}
  2. Evitar la asignación mediante la expansión (o sustitución) del sistema: este método intenta expandir el proceso del coproducto con la forma más probable de proporcionar la función secundaria del producto determinante (o producto de referencia). En otras palabras, expandiendo el sistema del coproducto en la forma alternativa más probable de producir el coproducto de forma independiente (Sistema 2). Los impactos resultantes de la forma alternativa de producir el coproducto (Sistema 2) se restan del producto determinante para aislar los impactos en el Sistema 1. ^{[ 13 ]}
  3. Asignación (o partición) basada en la relación física: este método intenta dividir las entradas y salidas y asignarlas en función de las relaciones físicas entre los productos (por ejemplo, masa, uso de energía, etc.). ^{[ 13 ] [ 31 ]}
  4. Asignación (o partición) basada en otra relación (no física): este método intenta dividir las entradas y salidas y asignarlas en función de relaciones no físicas (por ejemplo, valor económico). ^{[ 13 ] [ 31 ]}
• Evaluación de impacto , que incluye un resumen de las categorías de impacto identificadas de interés para el estudio y la metodología seleccionada para calcular los impactos respectivos. Específicamente, los datos del inventario del ciclo de vida se traducen en puntuaciones de impacto ambiental, ^{[ 13 ] [ 31 ]} que podrían incluir categorías tales como toxicidad humana , smog , calentamiento global y eutrofización . ^{[ 29 ]} Como parte del alcance, solo es necesario proporcionar una descripción general, ya que el análisis principal sobre las categorías de impacto se discute en la fase de Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV) del estudio.
• Documentación de datos , que consiste en la documentación explícita de las entradas/salidas (flujos individuales) utilizadas en el estudio. Esto es necesario ya que la mayoría de los análisis no consideran todas las entradas y salidas de un sistema de producto, por lo que proporciona al público una representación transparente de los datos seleccionados. También aporta transparencia sobre por qué se eligió el límite del sistema, el sistema de producto, la unidad funcional, etc. ^{[ 31 ]}

El análisis del inventario del ciclo de vida (ICV) implica la creación de un inventario de flujos desde y hacia la naturaleza (ecosfera) para un sistema de producto. ^{[ 32 ]} Es el proceso de cuantificar los requerimientos de materia prima y energía, las emisiones atmosféricas, las emisiones terrestres, las emisiones hídricas, los usos de recursos y otras liberaciones a lo largo del ciclo de vida de un producto o proceso. ^{[ 33 ]} En otras palabras, es la agregación de todos los flujos elementales relacionados con cada proceso unitario dentro de un sistema de producto.

Para desarrollar el inventario, a menudo se recomienda comenzar con un modelo de flujo del sistema técnico utilizando datos sobre entradas y salidas del sistema de producto. ^{[ 33 ] [ 34 ]} El modelo de flujo se ilustra típicamente con un diagrama de flujo que incluye las actividades que se van a evaluar en la cadena de suministro relevante y proporciona una imagen clara de los límites del sistema técnico. ^{[ 34 ]} Generalmente, cuanto más detallado y complejo sea el diagrama de flujo, más precisos serán el estudio y los resultados. ^{[ 33 ]} Los datos de entrada y salida necesarios para la construcción del modelo se recopilan para todas las actividades dentro del límite del sistema, incluyendo las de la cadena de suministro (denominadas entradas de la tecnosfera). ^{[ 34 ]}

Según la norma ISO 14044, un análisis del ciclo de vida (ACV) debe documentarse siguiendo los siguientes pasos:

1. Preparación de la recopilación de datos en función del objetivo y el alcance.
2. Recopilación de datos
3. Validación de datos (incluso si se utilizan datos de otro trabajo)
4. Asignación de datos (si es necesario)
5. Relacionar los datos con el proceso unitario
6. Relacionar los datos con la unidad funcional.
7. Agregación de datos ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Como se indica en la norma ISO 14044, los datos deben estar relacionados con la unidad funcional, así como con el objetivo y el alcance. Sin embargo, dado que las etapas del ACV son iterativas, la fase de recopilación de datos puede provocar cambios en el objetivo o el alcance. ^{[ 26 ]} Por el contrario, un cambio en el objetivo o el alcance durante el transcurso del estudio puede conllevar la recopilación de datos adicionales o la eliminación de datos recopilados previamente en el ACV. ^{[ 35 ]}

El resultado de un ACV es un inventario compilado de los flujos elementales de todos los procesos en el sistema o sistemas de producto estudiados. Los datos suelen detallarse en diagramas y requieren un enfoque estructurado debido a su naturaleza compleja. ^{[ 37 ]}

Al recopilar datos para cada proceso dentro del sistema, la norma ISO ACV exige que el estudio mida o estime los datos para representar cuantitativamente cada proceso en el sistema del producto. Idealmente, al recopilar datos, el profesional debería procurar obtenerlos de fuentes primarias (por ejemplo, midiendo las entradas y salidas de un proceso in situ u otros medios físicos). ^{[ 35 ]} Los cuestionarios se utilizan con frecuencia para recopilar datos in situ e incluso pueden entregarse al fabricante o empresa correspondiente para que los complete. Los elementos del cuestionario que deben registrarse pueden incluir:

1. Producto para la recopilación de datos
2. Recopilador de datos y fecha
3. Período de recopilación de datos
4. Explicación detallada del proceso
5. Insumos (materias primas, materiales auxiliares, energía, transporte)
6. Resultados (emisiones al aire, al agua y a la tierra)
7. Cantidad y calidad de cada insumo y producto ^{[ 38 ]}

A menudo, la recopilación de datos primarios puede ser difícil y el propietario los considera confidenciales o de propiedad exclusiva. ^{[ 39 ]} Una alternativa a los datos primarios son los datos secundarios, que provienen de bases de datos de ACV, fuentes bibliográficas y otros estudios previos. Con las fuentes secundarias, es frecuente encontrar datos similares a un proceso, pero no idénticos (por ejemplo, datos de un país diferente, un proceso ligeramente distinto, una máquina similar pero diferente, etc.). ^{[ 40 ]} Por lo tanto, es importante documentar explícitamente las diferencias en dichos datos. Sin embargo, los datos secundarios no siempre son inferiores a los primarios. Por ejemplo, se puede hacer referencia a los datos de otro trabajo en el que el autor utilizó datos primarios muy precisos. ^{[ 35 ]} Junto con los datos primarios, los datos secundarios deben documentar la fuente, la fiabilidad y la representatividad temporal, geográfica y tecnológica.

Al identificar las entradas y salidas que se deben documentar para cada proceso unitario dentro del sistema de producto de un LCI, un profesional puede encontrarse con el caso en que un proceso tenga múltiples flujos de entrada o genere múltiples flujos de salida. En tal caso, el profesional debe asignar los flujos según el "Procedimiento de asignación" ^{[ 33 ] [ 35 ] [ 38 ]} descrito en la sección anterior "Objetivo y alcance" de este artículo.

La tecnosfera se define de forma más sencilla como el mundo creado por el ser humano, y los geólogos la consideran un recurso secundario. En teoría, estos recursos son 100% reciclables; sin embargo, en la práctica, el objetivo principal es el rescate. ^{[ 41 ]} Para un ACV, estos productos de la tecnosfera (productos de la cadena de suministro) son aquellos producidos por el ser humano, incluyendo productos como la silvicultura, los materiales y los flujos de energía. ^{[ 42 ]} Por lo general, no tendrán acceso a datos sobre las entradas y salidas de los procesos de producción anteriores del producto. ^{[ 43 ]} La entidad que realiza el ACV debe entonces recurrir a fuentes secundarias si no dispone de esos datos de sus propios estudios previos. Las bases de datos nacionales o los conjuntos de datos que vienen con las herramientas para profesionales del ACV, o que son fácilmente accesibles, son las fuentes habituales de esa información. ^{[ 44 ]} Se debe tener cuidado de asegurar que la fuente de datos secundaria refleje adecuadamente las condiciones regionales o nacionales. ^{[ 35 ]}

Los métodos de ACV incluyen "ACV basados ​​en procesos", ACV de entrada-salida económica ( ACEIE ) y enfoques híbridos. ^{[ 37 ] [ 35 ]} El ACV basado en procesos es un enfoque de ACV ascendente que construye un ACV utilizando el conocimiento sobre los procesos industriales dentro del ciclo de vida de un producto y los flujos físicos que los conectan. ^{[ 45 ]} El ACEIE es un enfoque descendente para el ACV y utiliza información sobre flujos elementales asociados con una unidad de actividad económica en diferentes sectores. ^{[ 46 ]} Esta información generalmente se obtiene de las estadísticas nacionales de agencias gubernamentales que rastrean el comercio y los servicios entre sectores. ^{[ 37 ]} El ACV híbrido es una combinación de ACV basado en procesos y ACEIE. ^{[ 47 ]}

La calidad de los datos de LCI se evalúa típicamente mediante una matriz de pedigrí. Existen diferentes matrices de pedigrí, pero todas contienen varios indicadores de calidad de datos y un conjunto de criterios cualitativos por indicador. ^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]} Otro enfoque híbrido integra el enfoque semicuantitativo ampliamente utilizado, que emplea una matriz de pedigrí, en un análisis cualitativo para ilustrar mejor la calidad de los datos de LCI para audiencias no técnicas, en particular los responsables políticos. ^{[ 51 ]}

El análisis del inventario del ciclo de vida va seguido de una evaluación del impacto del ciclo de vida (EICV). Esta fase del ACV tiene como objetivo evaluar los posibles impactos ambientales y en la salud humana derivados de los flujos elementales determinados en el ACV. Las normas ISO 14040 y 14044 exigen los siguientes pasos obligatorios para completar una EICV: ^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}

Obligatorio

• Selección de categorías de impacto, indicadores de categoría y modelos de caracterización. La norma ISO exige que un estudio seleccione múltiples impactos que abarquen "un conjunto integral de problemas ambientales". Los impactos deben ser relevantes para la región geográfica del estudio y se debe justificar cada impacto elegido. ^{[ 53 ]} A menudo, en la práctica, esto se completa eligiendo un método de ACV ya existente (por ejemplo, TRACI, ReCiPe, AWARE, Eco-costs , etc.). ^{[ 52 ] [ 55 ]}
• Clasificación de los resultados del inventario. En este paso, los resultados del ACV se asignan a las categorías de impacto elegidas en función de sus efectos ambientales conocidos. En la práctica, esto suele completarse utilizando bases de datos de ACV o software de ACV. ^{[ 52 ]} Las categorías de impacto comunes incluyen Calentamiento global, Agotamiento de la capa de ozono , Acidificación, Toxicidad humana, etc. ^{[ 56 ]}
• Caracterización , que transforma cuantitativamente los resultados del LCI dentro de cada categoría de impacto a través de "factores de caracterización" (también denominados factores de equivalencia) para crear "indicadores de categoría de impacto". ^{[ 53 ]} En otras palabras, este paso tiene como objetivo responder "¿cuánto contribuye cada resultado a la categoría de impacto?" ^{[ 52 ]} Un propósito principal de este paso es convertir todos los flujos clasificados para un impacto en unidades comunes para su comparación. Por ejemplo, para el Potencial de Calentamiento Global , la unidad generalmente se define como CO ₂ -equiv o CO ₂ -e (equivalentes de CO ₂ ), donde al CO ₂ se le da un valor de 1 y todas las demás unidades se convierten con respecto a su impacto relacionado. ^{[ 53 ]}

En muchos ACV, la caracterización concluye el análisis ACV, ya que es la última etapa obligatoria según la norma ISO 14044. ^{[ 20 ] [ 53 ]} Sin embargo, la norma ISO proporciona los siguientes pasos opcionales que deben tomarse además de los pasos obligatorios mencionados anteriormente:

Opcional

• Normalización de resultados. Este paso busca responder a la pregunta "¿Es mucho?" expresando los resultados de la ACV con respecto a un sistema de referencia elegido. ^{[ 52 ]} A menudo se elige un valor de referencia separado para cada categoría de impacto, y la razón de este paso es proporcionar una perspectiva temporal y espacial y ayudar a validar los resultados de la ACV. ^{[ 53 ]} Las referencias estándar son impactos típicos por categoría de impacto por: zona geográfica, habitante de la zona geográfica (por persona), sector industrial u otro sistema de producto o escenario de referencia base. ^{[ 52 ]}
• Agrupación de los resultados de la ACV. Este paso se realiza clasificando o ordenando los resultados de la ACV (ya sean caracterizados o normalizados, según los pasos previos elegidos) en un solo grupo o en varios grupos, según lo definido dentro del objetivo y el alcance. ^{[ 52 ] [ 53 ]} Sin embargo, la agrupación es subjetiva y puede ser inconsistente entre estudios.
• Ponderación de las categorías de impacto. Este paso tiene como objetivo determinar la importancia de cada categoría y su relevancia relativa a las demás. Permite a los estudios agregar las puntuaciones de impacto en un único indicador para su comparación. ^{[ 52 ]} La ponderación es altamente subjetiva y a menudo se decide en función de la ética de las partes interesadas. ^{[ 53 ]} Existen tres categorías principales de métodos de ponderación: el método de panel, el método de monetización y el método objetivo. ^{[ 56 ]} La norma ISO 14044 generalmente desaconseja la ponderación, indicando que «la ponderación no debe utilizarse en estudios de ACV destinados a ser utilizados en afirmaciones comparativas destinadas a ser divulgadas al público». ^{[ 20 ]} Si un estudio decide ponderar los resultados, estos siempre deben informarse junto con los resultados no ponderados para garantizar la transparencia. ^{[ 37 ]}

Los impactos del ciclo de vida también se pueden categorizar según las distintas fases del desarrollo, producción, uso y eliminación de un producto. En términos generales, estos impactos se pueden dividir en impactos iniciales, impactos de uso e impactos de fin de vida. Los impactos iniciales incluyen la extracción de materias primas, la fabricación (conversión de materias primas en un producto), el transporte del producto a un mercado o sitio, la construcción/instalación y el inicio del uso u ocupación. ^{[ 57 ] [ 58 ]} Los impactos de uso incluyen los impactos físicos de la operación del producto o instalación (como energía, agua, etc.) y cualquier mantenimiento, renovación o reparación que se requiera para continuar usando el producto o instalación. ^{[ 59 ]} Los impactos de fin de vida incluyen la demolición y el procesamiento de residuos o materiales reciclables. ^{[ 60 ]}

La interpretación del ciclo de vida es una técnica sistemática para identificar, cuantificar, verificar y evaluar la información obtenida de los resultados del inventario del ciclo de vida y/o la evaluación del impacto del ciclo de vida. Los resultados del análisis del inventario y la evaluación del impacto se resumen durante la fase de interpretación. El resultado de esta fase es un conjunto de conclusiones y recomendaciones para el estudio. Según la norma ISO 14043, ^{[ 19 ] [ 61 ]} la interpretación debe incluir lo siguiente:

• Identificación de problemas significativos en función de los resultados de las fases LCI y LCIA de un LCA.
• Evaluación del estudio considerando la exhaustividad, la sensibilidad y las comprobaciones de consistencia.
• Conclusiones, limitaciones y recomendaciones ^{[ 61 ]}

Un propósito clave de la interpretación del ciclo de vida es determinar el nivel de confianza en los resultados finales y comunicarlos de manera justa, completa y precisa. Interpretar los resultados de un ACV no es tan simple como decir "3 es mejor que 2, por lo tanto, la alternativa A es la mejor opción". ^{[ 62 ]} La interpretación comienza con la comprensión de la precisión de los resultados y la garantía de que cumplan con el objetivo del estudio. Esto se logra identificando los elementos de datos que contribuyen significativamente a cada categoría de impacto, evaluando la sensibilidad de estos elementos de datos significativos, evaluando la exhaustividad y la coherencia del estudio, y extrayendo conclusiones y recomendaciones basadas en una comprensión clara de cómo se realizó el ACV y se desarrollaron los resultados. ^{[ 63 ] [ 61 ]}

Específicamente, como lo expresó MA Curran, el objetivo de la fase de interpretación del ACV es identificar la alternativa que tenga el menor impacto ambiental negativo de la cuna a la tumba en los recursos terrestres, marinos y aéreos. ^{[ 64 ]}

El ciclo de vida completo abarca desde la extracción de recursos («cuna»), pasando por la fabricación, el uso y el mantenimiento, hasta su eliminación («tumba»). ^{[ 86 ]} Por ejemplo, los árboles producen papel, que puede reciclarse para fabricar aislamiento de celulosa (papel fibroso) de bajo consumo energético , que luego se utiliza como dispositivo de ahorro energético en el techo de una vivienda durante 40 años, ahorrando 2000 veces la energía de combustibles fósiles empleada en su producción. Tras 40 años, las fibras de celulosa se reemplazan y las fibras viejas se desechan, posiblemente mediante incineración. Se consideran todas las entradas y salidas en todas las fases del ciclo de vida. ^{[ 87 ]}

El enfoque "de la cuna a la puerta" evalúa una parte del ciclo de vida de un producto, desde la extracción de recursos ( cuna ) hasta la puerta de la fábrica (es decir, antes de su transporte al consumidor). En este caso, se omiten las fases de uso y eliminación del producto. Las evaluaciones "de la cuna a la puerta" a veces sirven de base para las declaraciones ambientales de producto (DAP), denominadas DAP de empresa a empresa. Uno de los usos más importantes del enfoque "de la cuna a la puerta" es la elaboración del inventario del ciclo de vida (ICV) mediante este enfoque. Esto permite al análisis del ciclo de vida (ACV) recopilar todos los impactos previos a la compra de recursos por parte de la instalación. Posteriormente, pueden añadir los pasos involucrados en el transporte a la planta y el proceso de fabricación para generar más fácilmente sus propios valores "de la cuna a la puerta" para sus productos. ^{[ 88 ]}

El ciclo de vida completo (de la cuna a la cuna) es un tipo específico de evaluación del ciclo de vida completo, donde la etapa final de la vida útil del producto es un proceso de reciclaje. Es un método utilizado para minimizar el impacto ambiental de los productos mediante el empleo de prácticas sostenibles de producción, operación y eliminación, y tiene como objetivo incorporar la responsabilidad social en el desarrollo del producto. ^{[ 89 ] [ 90 ]} Del proceso de reciclaje se originan productos nuevos e idénticos (por ejemplo, pavimento asfáltico a partir de pavimento asfáltico desechado, botellas de vidrio a partir de botellas de vidrio recolectadas), o productos diferentes (por ejemplo, aislamiento de lana de vidrio a partir de botellas de vidrio recolectadas). ^{[ 91 ]}

La asignación de carga para productos en sistemas de producción de ciclo abierto presenta desafíos considerables para el ACV. Se han propuesto varios métodos, como el enfoque de carga evitada, para abordar los problemas involucrados. ^{[ 92 ]}

El análisis de ciclo de vida de puerta a puerta es un análisis parcial que examina solo un proceso de valor agregado en toda la cadena de producción. Los módulos de análisis de ciclo de vida de puerta a puerta también pueden vincularse posteriormente en su cadena de producción correspondiente para formar una evaluación completa de la cuna a la puerta. ^{[ 93 ]}

El análisis del ciclo de vida (ACV) del pozo a la rueda (WtW) se utiliza para combustibles y vehículos de transporte . El análisis se divide a menudo en etapas denominadas "del pozo a la estación", o "del pozo al tanque", y "de la estación a la rueda", o "del tanque a la rueda", o "del enchufe a la rueda". La primera etapa, que incorpora la producción y el procesamiento de la materia prima o combustible y la entrega de combustible o transmisión de energía, se denomina etapa "upstream", mientras que la etapa que trata sobre el funcionamiento del vehículo en sí se denomina a veces etapa "downstream". El análisis del pozo a la rueda se utiliza comúnmente para evaluar el consumo total de energía, o la eficiencia de conversión de energía y el impacto de las emisiones de buques , aeronaves y vehículos de motor , incluyendo su huella de carbono , y los combustibles utilizados en cada uno de estos modos de transporte. ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]} El análisis WtW es útil para reflejar las diferentes eficiencias y emisiones de las tecnologías energéticas y los combustibles tanto en las etapas upstream como downstream, proporcionando una imagen más completa de las emisiones reales. ^{[ 98 ]}

La variante del ciclo de vida completo (del pozo a la rueda) tiene una contribución significativa a un modelo desarrollado por el Laboratorio Nacional Argonne . El modelo de Gases de Efecto Invernadero, Emisiones Reguladas y Uso de Energía en el Transporte (GREET) se desarrolló para evaluar los impactos de los nuevos combustibles y tecnologías vehiculares. El modelo evalúa los impactos del uso de combustible mediante una evaluación del ciclo de vida completo, mientras que se utiliza un enfoque tradicional del ciclo de vida completo para determinar los impactos del propio vehículo. El modelo informa sobre el uso de energía, las emisiones de gases de efecto invernadero y seis contaminantes adicionales: compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido de carbono (CO), óxido de nitrógeno (NOx), material particulado con un tamaño menor a 10 micrómetros (PM10), material particulado con un tamaño menor a 2,5 micrómetros (PM2,5) y óxidos de azufre (SOx). ^{[ 72 ]}

Los valores cuantitativos de las emisiones de gases de efecto invernadero calculados con el método WTW o con el método LCA pueden diferir, ya que el LCA considera más fuentes de emisión. Por ejemplo, al evaluar las emisiones de GEI de un vehículo eléctrico de batería en comparación con un vehículo convencional con motor de combustión interna, el método WTW (que solo considera los GEI de la fabricación de los combustibles) concluye que un vehículo eléctrico puede ahorrar entre un 50 % y un 60 % de GEI. ^{[ 99 ]} Por otro lado, el uso de un método híbrido LCA-WTW concluye que el ahorro en emisiones de GEI es entre un 10 % y un 13 % menor que los resultados del método WTW, ya que también se consideran los GEI debidos a la fabricación y al final de la vida útil de la batería. ^{[ 100 ]}

El análisis del ciclo de vida de entrada-salida económica ( AICE ) implica el uso de datos agregados a nivel sectorial sobre cuánto impacto ambiental puede atribuirse a cada sector de la economía y cuánto compra cada sector a otros sectores. ^{[ 101 ]} Este análisis puede tener en cuenta cadenas largas (por ejemplo, fabricar un automóvil requiere energía, pero producir energía requiere vehículos, y fabricar esos vehículos requiere energía, etc.), lo que alivia en cierta medida el problema del alcance del análisis del ciclo de vida de procesos; sin embargo, el AICE se basa en promedios a nivel sectorial que pueden o no ser representativos del subconjunto específico del sector relevante para un producto en particular y, por lo tanto, no es adecuado para evaluar los impactos ambientales de los productos. Además, la conversión de cantidades económicas en impactos ambientales no está validada. ^{[ 102 ]}

Si bien un ACV convencional utiliza muchos de los mismos enfoques y estrategias que un Eco-ACV, este último considera una gama mucho más amplia de impactos ecológicos. Fue diseñado para proporcionar una guía para la gestión prudente de las actividades humanas mediante la comprensión de los impactos directos e indirectos sobre los recursos ecológicos y los ecosistemas circundantes. Desarrollado por el Centro para la Resiliencia de la Universidad Estatal de Ohio, el Eco-ACV es una metodología que considera cuantitativamente los servicios de regulación y apoyo durante el ciclo de vida de los bienes y productos económicos. En este enfoque, los servicios se clasifican en cuatro grupos principales: servicios de apoyo, de regulación, de aprovisionamiento y culturales. ^{[ 103 ]}

La exergía de un sistema es el trabajo útil máximo posible durante un proceso que lleva al sistema al equilibrio con un depósito de calor. ^{[ 104 ] [ 105 ]} Wall ^{[ 106 ]} establece claramente la relación entre el análisis de exergía y la contabilidad de recursos. ^{[ 107 ]} Esta intuición confirmada por DeWulf ^{[ 108 ]} y Sciubba ^{[ 109 ]} conduce a la contabilidad exergoeconómica ^{[ 110 ]} y a métodos específicamente dedicados al ACV como el insumo de material exergético por unidad de servicio (EMIPS). ^{[ 111 ]} El concepto de insumo de material por unidad de servicio (MIPS) se cuantifica en términos de la segunda ley de la termodinámica , lo que permite el cálculo tanto del insumo de recursos como de la salida del servicio en términos de exergía. Este insumo de material exergético por unidad de servicio (EMIPS) se ha elaborado para la tecnología del transporte . El servicio no solo toma en cuenta la masa total a transportar y la distancia total, sino también la masa por transporte individual y el tiempo de entrega. ^{[ 111 ]}

Se reconoce que se pierde mucha energía en la producción de las propias materias primas energéticas, como la energía nuclear , la electricidad fotovoltaica o los productos derivados del petróleo de alta calidad . El contenido energético neto es el contenido energético del producto menos la energía de entrada utilizada durante la extracción y la conversión , directa o indirectamente. Un resultado inicial controvertido del LCEA afirmaba que la fabricación de células solares requiere más energía de la que se puede recuperar al utilizar la célula solar. ^{[ 114 ]} Aunque estos resultados eran ciertos cuando se fabricaron las primeras células solares, su eficiencia aumentó considerablemente con los años. ^{[ 115 ]} Actualmente, el tiempo de recuperación energética de los paneles solares fotovoltaicos oscila entre unos pocos meses y varios años. ^{[ 116 ] [ 117 ]} El reciclaje de módulos podría reducir aún más el tiempo de recuperación energética a alrededor de un mes. ^{[ 118 ]} Otro concepto nuevo que surge de las evaluaciones del ciclo de vida es el canibalismo energético . El canibalismo energético se refiere a un efecto en el que el rápido crecimiento de toda una industria intensiva en energía crea una necesidad de energía que utiliza (o canibaliza) la energía de las centrales eléctricas existentes. Así, durante el rápido crecimiento, la industria en su conjunto no produce energía porque la nueva energía se utiliza para alimentar la energía incorporada de las futuras centrales eléctricas. En el Reino Unido se han realizado estudios para determinar los impactos energéticos del ciclo de vida (junto con un ACV completo) de varias tecnologías renovables. ^{[ 119 ] [ 120 ]}

Si los materiales se incineran durante el proceso de eliminación, la energía liberada durante la combustión puede aprovecharse y utilizarse para la producción de electricidad . Esto proporciona una fuente de energía de bajo impacto, especialmente en comparación con el carbón y el gas natural. ^{[ 121 ]} Si bien la incineración produce más emisiones de gases de efecto invernadero que los vertederos , las plantas de tratamiento de residuos están bien equipadas con equipos de control de la contaminación regulados para minimizar este impacto negativo. Un estudio que comparó el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero de los vertederos (sin recuperación de energía) frente a la incineración (con recuperación de energía) encontró que la incineración era superior en todos los casos, excepto cuando el gas del vertedero se recupera para la producción de electricidad. ^{[ 122 ]}

La eficiencia energética es, posiblemente, solo una consideración a la hora de decidir qué proceso alternativo emplear, y no debería elevarse como el único criterio para determinar la aceptabilidad ambiental. ^{[ 123 ]} Por ejemplo, un análisis energético simple no tiene en cuenta la renovabilidad de los flujos de energía ni la toxicidad de los productos de desecho. ^{[ 124 ]} La incorporación de "ACV dinámicos", por ejemplo, con respecto a las tecnologías de energía renovable —que utilizan análisis de sensibilidad para proyectar mejoras futuras en los sistemas renovables y su participación en la red eléctrica— puede ayudar a mitigar esta crítica. ^{[ 125 ] [ 126 ]}

En los últimos años, la literatura sobre la evaluación del ciclo de vida de la tecnología energética ha comenzado a reflejar las interacciones entre la red eléctrica actual y la tecnología energética futura . Algunos artículos se han centrado en el ciclo de vida de la energía , ^{[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ]} mientras que otros se han centrado en el dióxido de carbono (CO ₂ ) y otros gases de efecto invernadero . ^{[ 130 ]} La crítica esencial que dan estas fuentes es que, al considerar la tecnología energética , se debe tener en cuenta la naturaleza creciente de la red eléctrica. Si esto no se hace, una determinada clase de tecnología energética puede emitir más CO ₂ a lo largo de su vida útil de lo que inicialmente se pensó que mitigaría, como está mejor documentado en el caso de la energía eólica.

Un problema que surge al utilizar el método de análisis energético es que las diferentes formas de energía —calor , electricidad , energía química , etc.— tienen unidades funcionales inconsistentes, diferente calidad y diferentes valores. ^{[ 131 ]} Esto se debe a que la primera ley de la termodinámica mide el cambio en la energía interna, ^{[ 132 ]} mientras que la segunda ley mide el aumento de entropía. ^{[ 133 ]} Se pueden utilizar enfoques como el análisis de costos o la exergía como métrica para el ACV, en lugar de la energía. ^{[ 134 ]}

Hay algunas iniciativas para desarrollar, integrar, completar, estandarizar, controlar la calidad, combinar y mantener dichos conjuntos de datos o ACV ^{[ 140 ] [ 141 ]} – por ejemplo:

• El objetivo del Proyecto LCA Digital Commons de la Biblioteca Nacional de Agricultura de los Estados Unidos es "desarrollar una base de datos y un conjunto de herramientas destinados a proporcionar datos para su uso en ACV de alimentos, biocombustibles y una variedad de otros bioproductos". ^{[ 142 ]}
• La red Global LCA Data Access (GLAD) de la Iniciativa del Ciclo de Vida de la ONU es una "plataforma que permite buscar, convertir y descargar conjuntos de datos de diferentes proveedores de conjuntos de datos de evaluación del ciclo de vida". ^{[ 143 ]}
• El proyecto BONSAI "tiene como objetivo construir un recurso compartido donde la comunidad pueda contribuir a la generación, validación y gestión de datos" para la " huella de producto ", siendo su primer objetivo "producir un conjunto de datos abierto y una cadena de herramientas de código abierto capaz de respaldar los cálculos de ACV". ^{[ 144 ]} Con las huellas de producto se refieren al objetivo de " información de sostenibilidad fiable e imparcial sobre los productos". ^{[ 145 ]}

Los conjuntos de datos que son subóptimos en precisión o tienen lagunas pueden ser parcheados u optimizados, temporalmente hasta que los datos completos estén disponibles o de forma permanente, mediante varios métodos, como mecanismos para "seleccionar un conjunto de datos que represente el conjunto de datos faltante que conduce en la mayoría de los casos a una aproximación mucho mejor de los impactos ambientales que un conjunto de datos seleccionado por defecto o por proximidad geográfica" ^{[ 146 ]} o aprendizaje automático . ^{[ 147 ] [ 136 ]}