Pré-avaliação da energia incorporada e da pegada de carbono como requisitos para seleção de materiais nas fases iniciais do desenvolvimento de produto

Abstract

Devido à grande quantidade e diversidade de materiais existentes e aos constantes novos desenvolvimentos, selecionar o material mais adequado a uma determinada função tornou-se uma tarefa complexa, devendo as propriedades relevantes e as metodologias adequadas serem definidas e servir de orientação para os engenheiros durante o processo de escolha. No campo da sustentabilidade uma das metodologias mais conhecidas e utilizadas é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), a qual avalia a carga ambiental de produtos e serviços durante todo o ciclo de vida do produto, desde a extração da matéria-prima até sua disposição final. Entretanto, um levantamento quantitativo detalhado de todas as cargas ambientais na ACV é trabalhoso e complexo, exigindo esforço e especialização dos envolvidos, o que faz com que muitas empresas a façam de forma superficial ou mesmo abandonem essa análise. Raramente, a ACV é utilizada nas fases iniciais do desenvolvimento de um produto, considerando as etapas de projeto conceitual e/ou projeto preliminar. Este estudo, desenvolvido com o software CES-Selector EcoAudit, utiliza apenas a energia incorporada e a pegada de carbono como métricas para avaliar a carga ambiental de um produto nos estágios iniciais de seu desenvolvimento. A validação dessa ferramenta é feita de forma qualitativa, através da comparação de resultados apresentados na literatura com o resultado obtido com o EcoAudit. O objetivo deste trabalho não é substituir a ACV completa, mas propor uma forma rápida e confiável de obter informações que permitam aos envolvidos no desenvolvimento de um novo produto, definirem, desde o início, materiais e processos de menor impacto ambiental durante todo o ciclo de vida do produto. Foram realizados, inicialmente, dois trabalhos com o software CES-Selector EcoAudit, um para avaliar o potencial de resíduos industriais como matéria prima para produtos cerâmicos e outro para avaliar e comparar qual material (PET ou vidro) proporciona um ciclo de vida mais sustentável para os recipientes utilizados no envaze de refrigerantes. A etapa seguinte, contemplando o desenvolvimento de novos produtos, realizou-se através de dois trabalhos, o primeiro um estudo comparativo entre as usinas solares fotovoltaicas e eólicas para uma planta de 1,5 MW a ser, hipoteticamente, instalada na região de Viana do Castelo ? Portugal e o segundo um estudo de caso contemplando o desenvolvimento de uma pá eólica. Os resultados mostram que é possível utilizar o CES-Selector/EcoAudit, com seus indicadores de energia incorporada e pegada de carbono, para pré-avaliar a carga ambiental de materiais de engenharia, propiciando a diminuição na produção de CO2, menor consumo de energia e menor carga ambiental.<br>

Abstract : The large and diversified amount of materials currently on the market and new developments of products make the search for suitable materials a difficult and complex task, such that relevant properties and appropriate methodology should be defined having as purpose to give aid to engineers during the material selection process. In the field of sustainability, one of the well-known and used methodologies is the Life Cycle Assessment (LCA), which assesses the environmental burden of products and services throughout the product life cycle, from the raw materials extraction to the end of life. However, a rigorous quantitative assessment of all burdens is hard working and requires deep skills of those involved, leading many companies to do so superficially or even abandon this approach. Rarely LCA is used in the early stages of product development, considering the conceptual design and/or preliminary design steps. This study, developed with the CES-Selector EcoAudit software, uses only embodied energy and carbon footprint as metrics to assess the product´s environmental burden in the early stages of its development. The comparative method was used for the validation of the estimates using Eco Audit, from the results obtained with the methodology described in detailed LCA evaluations published in the literature. The objective of this work is not to replace the complete LCA, but to propose a fast and reliable way to obtain information that enable those involved in the new product development to define, from the outset, materials and processes with the least environmental impact throughout the product life cycle. Initially two works were carried out with CES-Selector EcoAudit software, one to evaluate the potential of raw material industrial waste for ceramic products and another to evaluate and compare which material (PET or glass) provides a more sustainable life cycle for containers used in the soft drink packages. The next stage, contemplating the development of new products, was carried out through two works, the first one the development of a new product was carried out considering a comparative study between solar photovoltaic and wind power plant of 1.5 MW to be, hypothetically, installed in Viana do Castelo city ? Portugal, and the second work was a case study contemplating the development of a wind turbine blade. The results show that is possible to use CES-Selector/EcoAudit with metrics of embodied energy and carbon footprint to pre-assess the new product´s environmental burden in the early stages of development and materials selection, providing decrease of CO2 production, lower energy consumption and lower environmental burden.