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ANÁLISIS DE IMPACTO AMBIENTAL DE LOS CICLOS DE VIDA DE LA BOLSA DE POLIETILENO, BOLSA DE POLIETILENO CON ADITIVO OXODEGRADABLE Y LA BOLSA DE PAPEL

LILIANA ANDREA ALARCÓN ROBAYO

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA ESPECIALIZACIÓN EN SEGURIDAD INDUSTRIAL HIGIENE Y GESTIÓN AMBIENTAL BOGOTÁ, D. C. 2014

ANÁLISIS DE IMPACTO AMBIENTAL DE LOS CICLOS DE VIDA DE LA BOLSA DE POLIETILENO, BOLSA DE POLIETILENO CON ADITIVO OXODEGRADABLE Y LA BOLSA DE PAPEL

LILIANA ANDREA ALARCÓN ROBAYO Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al título de: Especialista en Seguridad Industrial, Higiene y Gestión Ambiental Presentado a: Ing. NURY ALFONSO Ing. ALEXANDER BECERRA REYES

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA ESPECIALIZACIÓN EN SEGURIDAD INDUSTRIAL HIGIENE Y GESTIÓN AMBIENTAL BOGOTÁ, D. C. 2014

Nota de aceptaci贸n

_______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________

_______________________________ Firma. Presidente del jurado

______________________________ Firma Jurado

Bogot谩 D. C., Febrero 4 de 2013.

CONTENIDO

pág. RESUMEN ............................................................................................................. 13 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 15 1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................. 17 2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 19 3. OBJETIVOS ...................................................................................................... 20 3.1 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 20 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................ 20 4. MARCO TEÓRICO ........................................................................................... 21 4.1 ANALISIS DEL CICLO DE VIDA..................................................................... 21 4.1.1 Qué es el Análisis del Ciclo de Vida ............................................................. 21 4.1.2 Importancia del Análisis del Ciclo de Vida .................................................... 22 4.1.3 Beneficios del Análisis del Ciclo de Vida ...................................................... 24 4.2 METODOLOGIA PARA EL ANALISIS DEL CICLO DE VIDA .......................... 26 4.2.1 Definición del Objetivo y del Alcance ............................................................ 26 4.2.2 Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia ....................................... 26 4.2.3 Límites del Sistema ....................................................................................... 26 4.2.4 Requisitos de Calidad de los Datos .............................................................. 27 4.2.5 Análisis del Inventario del Ciclo de Vida (ICV) .............................................. 27 4.2.6 Recopilación de Datos .................................................................................. 27 4.2.7 Cálculo de Datos ........................................................................................... 27 4.2.8 Asignación de Flujos, de Emisiones y Vertidos............................................. 28 4.2.9 Evaluación del Impacto Ambiental del Ciclo de Vida (EICV)......................... 28 5. APLICACIÓN DE LA METODOLOGIA DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA EN LA VISITA EFECTUADA A LA FÁBRICA DE BOLSAS PLASTICAS .............. 29 5.1 MARCO TEORICO .......................................................................................... 29 5.2 FASE 1. DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y EL ALCANCE ................................ 29 5.2.1 Objetivo ......................................................................................................... 29 4

5.2.2 Visita de campo. ........................................................................................... 29 5.3 FASE 2. ANÁLISIS DE INVENTARIO ............................................................. 30 5.4 DESARROLLO ANÁLISIS DE INVENTARIO.................................................. 30 5.4.1 Bolsas Plásticas ........................................................................................... 30 5.4.1.1 Materias primas para la fabricación de Bolsas de Polietileno .................... 30 5.4.1.2 Extracción del Crudo. ................................................................................ 31 5.4.1.3 Producción de Etileno ................................................................................ 31 5.4.1.4 Producción de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) ................................. 32 5.4.1.5 Producción de Aditivos Convencionales y Estabilizantes .......................... 33 5.4.1.6 Aditivo Plastificante. ................................................................................... 34 5.5 BOLSA DE PAPEL ......................................................................................... 34 5.5.1 Materias Primas para la Fabricación de Bolsas de Papel ............................. 34 5.5.2 Madera. ......................................................................................................... 35 5.5.3 Fibras Madereras .......................................................................................... 35 5.6 FABRICACIÓN DEL PAPEL ............................................................................ 36 5.6.1 Descortezado y Trituración. .......................................................................... 36 5.6.2 Espesado. ..................................................................................................... 37 5.6.3 Blanqueo de Pasta ........................................................................................ 38 5.7 VARIABLES OBJETO DE ESTUDIO ............................................................... 38 5.8 RECOLECCIÓN DE DATOS .......................................................................... 39 5.9 FASE 3. VISITA DE CAMPO Y OBTENCION DE INFORMACION SOBRE PROCESOS DE PRODUCCION ........................................................................... 40 5.9.1 Visita Fábrica de Bolsas Plásticas ................................................................ 40 5.9.2 Manufactura de las Bolsas de Plástico ......................................................... 40 5.9.2.1 Mezcla........................................................................................................ 41 5.9.2.2 Extrusión .................................................................................................... 41 5.9.2.3 Impresión, Corte, Refilado y Sellado .......................................................... 45 5.10 MANUFACTURA DE LA BOLSA DE PLÁSTICO OXODEGRADABLE ........ 46 5.11 OBTENCIÓN DE INFORMACION BOLSAS DE PAPEL............................... 50 5.12 MANUFACTURA DE LAS BOLSAS DE PAPEL ............................................ 51 5.13 FASE 4. RESULTADOS .............................................................................. 52 5.13.1 Variables de Estudio ................................................................................... 52

5.13.1.1 Etapa: Obtención de Materias Primas. .................................................... 53 5.13.2 Variables analizadas para la obtención de Una Tonelada de Materia Prima ..................................................................................................................... 53 5.13.2.1 Variable Energía Usada en el Proceso ................................................... 53 5.13.2.1.1 Escenario A. Obtención de Materias primas de Primera....................... 53 5.13.2.1.2 Escenario B. Obtención de Materias primas de primera y recuperadas ........................................................................................................... 54 5.13.3 Variable Cantidad de agua utilizada en el Proceso .................................... 55 5.13.3.1 Escenario A. Obtención de Materias primas de Primera.......................... 55 5.13.3.2 Escenario B. Obtención de Materias recicladas ....................................... 55 5.13.4 Variable emisiones de gases CO2. ............................................................ 56 5.13.4.1 Escenario A. Obtención de Materias primas de Primera.......................... 56 5.13.4.2 Escenario B. Obtención de Materias primas recicladas ........................... 56 5.13.5 Variable Cantidad de Residuos Generados. .............................................. 57 5.13.5.1 Escenario A. Obtención de Materias primas de Primera.......................... 57 5.13.5.2 Escenario B. Obtención de Materias primas recicladas .......................... 57 5.13.6 Variable de trasporte de materia prima a la fabrica ................................... 58 5.13.6.1 Escenario 1. Obtención de materias primas de primera .......................... 58 5.13.6.2 Escenario B. Obtención de materias primas recicladas ........................... 59 5.14 II ETAPA: PRODUCTO FINAL ...................................................................... 62 5.14.1 Variable Energía Usada en el Proceso ...................................................... 62 5.15 III ETAPA: USO ............................................................................................ 67 5.16 IV ETAPA: DISPOCISION FINAL ................................................................. 70 5.17 FASE 5. EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES ............................ 73 5.17.1 Análisis de Resultados por variables. ......................................................... 73 5.17.1.1 Variable Cantidad de Agua Usada en el proceso. .................................. 73 5.17.1.2 Variable Cantidad de energía usada en el proceso. ................................ 74 5.17.1.3 Variable Emisiones de CO2 en el proceso............................................... 74 5.17.1.4 Variable Residuos Sólidos generados en el proceso ............................... 75 6

6. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 76 7. CONCLUSIONES ............................................................................................. 78 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 81 ANEXOS ................................................................................................................ 85

LISTA DE FIGURAS

pág. Figura 1. Ejemplo del alcance del proceso que comprende el ACV ...................... 22 Figura 2. Rueda de las estrategias ........................................................................ 23 Figura 3. Beneficios del uso del ACV..................................................................... 24 Figura 4. Cadena de producción de petrolíferos .................................................... 31 Figura 5. Proceso de producción de una bolsa de plástico .................................... 40

LISTA DE IMÁGENES

pág. Imagen 1. Polietileno en pepa................................................................................ 33 Imagen 2. Aditivos para plástico ............................................................................ 34 Imagen 3. Tolva de mezcla .................................................................................... 41 Imagen 4. Tolva alimentadora................................................................................ 42 Imagen 5. Burbuja y estiramiento del polietileno.................................................... 42 Imagen 6. Enrolle de película................................................................................. 43 Imagen 7. Corte y refilado bolsa sencilla sin impresión ......................................... 44 Imagen 8. Sellado bolsa sencilla sin impresión...................................................... 44 Imagen 9. Bolsas impresas .................................................................................... 45 Imagen 10. Corte y sellado de bolsas impresas .................................................... 46 Imagen 11. Aditivo OXBD para polietileno de Alta Densidad ................................. 50

LISTA DE GRÁFICAS

pág. Grafica 1. Cantidad de energía utilizada en el proceso de obtención de una tonelada de materia prima, en los dos escenarios planteados .............................. 54 Grafica 2. Variable cantidad de agua utilizada en el proceso de obtención de una tonelada de materia prima ..................................................................................... 55 Grafica 3. Variable emisiones de gases de CO2 generados por tonelada de materia prima producida ........................................................................................ 56 Grafica 4. Variable de residuos sólidos generados por una tonelada de materia prima reducida ....................................................................................................... 58 Grafica 5. Transporte de materias primas. ............................................................. 59 Grafica 6. Transporte de materias primas Escenario B. ........................................ 59 Grafica 7. Comparación de escenarios para la obtención de una tonelada de materia prima. ........................................................................................................ 60 Grafica 8. Comparación de escenarios para la obtención de 10.000 bolsas. ........ 61 Grafica 9. Variable energía usada en el proceso de producción de 10.000 bolsas. ................................................................................................................... 62 Grafica 10. Variable cantidad agua usada en el proceso de producción de 10.000 bolsas (m3). ........................................................................................................... 63 Grafica 11. Emisiones de gases de CO2 en la producción de 10.000 bolsas. ....... 64 Grafica 12. Generación de residuos sólidos en la producción de 10.000 bolsas. .. 65 Grafica 13. Variables para la producción de 10.000 bolsas en los dos escenarios.............................................................................................................. 65 Grafica 14. Transporte de la planta de producción al punto de distribución de las 10.000 bolsas......................................................................................................... 68 Grafica 15. Transporte del centro comercial a los hogares. ................................... 69 Grafica 16. Variables de uso. ................................................................................. 69 10

Grafica 17. Años de degradación........................................................................... 71 Grafica 18. Emisiones de KgCO2 por cada 10.000 bolsas desechadas. ............... 72 Grafica 19. Cantidad de agua utilizada en el proceso m3/10.000. ......................... 73 Grafica 20. Variable de energía usada en el proceso. ........................................... 74 Grafica 21. Variable de energía usada en el proceso. ........................................... 75 Grafica 22. Variable residuos sólidos generados en el proceso. ........................... 75

LISTA DE ANEXOS

p谩g. ANEXO A. OBJETIVOS ......................................................................................... 86 ANEXO B. ENTRA Y SALIDA BOLSA PLAST. PRE. ............................................ 87 ANEXO C. VARIABLES ......................................................................................... 88 ANEXO D. VARIABLES MATERIA PRIMA ............................................................ 89 ANEXO E. VARIABLE PRODUCTO FINAL ........................................................... 90 ANEXO F. Variables de USO................................................................................. 91 ANEXO G. Variables de Disposici贸n final .............................................................. 92 ANEXO H. RESUMEN DEL IMPACTO DE LOS TIPOS DE BOLSA EN ESTUDIO ............................................................................................................... 93

RESUMEN

Desde hace algún tiempo se viene escuchando que las bolsas de plástico común se han convertido en un problema ambiental mundial, no sólo porque en su fabricación se usan recursos no renovables, sino también por el tiempo que se estima demoran en degradarse; sin embargo, es acelerado afirmar que las alternativas que se encuentran en el mercado para remplazar la bolsa de plástico, como lo son las bolsa plásticas con aditivos oxodegradables y las bolsas de papel; constituyen la solución más acertada para mitigar los problemas ambientales mundiales que se le atribuyen a la bolsa de plástico común. Para determinar si realmente estas alternativas disminuyen las cargas ambientales es necesario hacer uso de las herramientas necesarias; en este caso se usara la metodología denominada Análisis del Ciclo de Vida, para obtener los resultados y tratar de cuantificar los impactos potenciales asociados a la obtención de las materias primas de las bolsas analizadas, producción, y disposición final, con el fin de conocer las posibles cargas ambientales asociadas a cada tipo de bolsa. Al revisar estudios de investigación de otro países como México, se evidencia que no es cierto que las alternativas a la bolsa de plástico común no generan menos cargas al ambiente, por el contrario para la de papel se usan un mayor número de recursos naturales, su durabilidad se ve afectada al contacto con sustancias liquidas o grasas y si en su producción fueron plastificadas y si al disponerlas finalmente han sido tocadas por líquidos diferentes al agua no pueden ser recicladas. Las bolsas plásticas con aditivo oxodegradable, deben ser recicladas de manera diferente y su calidad no es la misma, comprometiéndose su uso y durabilidad, como se puede observar las alternativas a la bolsa plástica común de tendrían un destino final sería compartido en los rellenos sanitarios. Se revisaron dos escenarios uno en el que se extrae materia prima de primera para todo el proceso y el segundo donde se usan materiales reciclados, con el fin de poder comparar el desempeño de las bolsas objeto de estudio. La etapa mas contaminante es la extracción de las materias primas, en Colombia no se produce en gran escala el polietileno y demás derivados petroquímicos, razón por la cual deben ser importados desde México, estados Unidos o Korea, generando desplazamientos marítimos que emiten grandes cantidades de CO2, por su parte el papel requiere de grandes cantidades de agua en su proceso. Se evidencia que los resultados obtenidos para el análisis de ciclo de vida, no pueden ser tomados como base para determinar cuál es la mejor opción, por el contrario lo que se evidencia son oportunidades de mejora en los procesos productivos.

Los resultados obtenidos no son contundentes y el desempeño de las bolsas es similar, las tres pueden ser reutilizadas y recicladas, las propiedades de cada una son únicas y por eso mismo deberían usarse las bolsas oxodegradables y las de papel que se hayan contaminado y que no puedan ser recicladas para contener los residuos orgánicos que son biodegradables (se descomponen naturalmente), transformándose en otro tipo de materia orgánica, como los restos de comida, frutas y verduras, sus cáscaras, carne, huevos, etc., generados en las casas, ya que el periodo de degradación de estas es menor y sus propiedades químicas permiten la descomposición y compostaje de los residuos contenidos en ellas, por el contraio la bolsa de polietileno debe ser reciclada, ya que puede convertirse en materia prima de calidad para la elaboración de nuevos productos plásticos.

INTRODUCCIÓN En Colombia se producen al año 10’037.500 toneladas de residuos sólidos, Bogotá tiene una participación anual en esta generación de residuos del 24%, generando al año 2.372.500 de toneladas de residuos, donde 1.660.750 toneladas de residuos sólidos anuales, es decir, el 70% de ellos, pudieron haber sido aprovechados en reutilización o reciclaje. De estos residuos el 17% son materiales plásticos que hubiesen podido ser reutilizados, es decir, 280.000 toneladas al año convertidas en materias primas para nuevos productos, el plástico como el papel son materiales que pueden ser recuperados y disminuir la cantidad y el volumen de residuos en los rellenos sanitarios, eso sin tener en cuenta que el reciclaje de estos productos no solo generan beneficios ambientales traducidos en ahorro de recursos naturales, energía, agua y disminución de emisiones de CO2, también constituyen un ingreso para los recicladores y materia primas de calidad a un precio más bajo para el productor de bolsas. En Colombia como en varias partes del mundo, se ha intentado desincentivar el uso de las bolsas plásticas comunes, por alternativas que se dicen son menos agresivas con el ambiente y su periodo de degradación es menor; alternativas como lo son la bolsa plástica con aditivo oxo-degradable, las bolsas de papel, la bolsa de tela, la caja, etc. Lamentablemente en Colombia no existen estudios previos que permitan evidenciar si las alternativas son efectivamente constituyen una solución al problema ambiental que representan actualmente las bolsas plásticas comunes. Con el propósito de hacer un análisis acerca de las ventajas y desventajas reales del uso de las alternativas que actualmente se presentan en Bogotá para remplazar el uso de las bolsas plásticas de PEAD en Bogotá, se eligen dos tipos de bolsa las plásticas de PEAD con aditivo oxo degradable y la bolsa de papel para comparar cual es menos agresiva con el ambiente y cual seria la mejor elección, para ello es necesario revisar por medio de una herramienta confiable cuales son los impactos ambientales, desde la obtención de materias primas, proceso de producción de las bolsas objeto de estudio, uso del producto y disposición final, se usara como metodología la descrita en la NTC-ISO 14040, Gestión Ambiental Análisis de Ciclo de Vida (ACV), se revisara información bibliográfica y estudios efectuados en otros países, teniendo en cuenta que no hay estudios de este tema hechos en Colombia. La capacidad de carga de las bolsas objeto de estudio será de 5 kilos, la unidad de medida será la tonelada de materia prima producida y una tonelada de bolsas terminadas, que equivalen a 146.843 bolsas de polietileno (es la misma cantidad

para las bolsas con aditivo oxo degradable y 15.733 bolsas de papel. Es por ello que el alcance de este trabajo abarcara las cuatro fases del Análisis del Ciclo de Vida, contenidos en la ISO 14040; 1997, revisión de los procesos de obtención de materia prima, producción de bolsas, trasporte del producto, uso y destino final. Para el desarrollo del proyecto se solicitó permiso para visitar una empresa que fabricara bolsas de plástico y otra que fabricara bolsas de papel, el 10 de junio de 2010 se hizo visita de campo a la empresa AN & PLAST LTDA., donde se obtuvo mayor información de los procesos de fabricación de bolsas plásticas; lamentablemente no se pudo concretar la visita a la empresa de Empaques1A, ubicada en el barrio San Fernando de Bogotá, generándose una limitante para el desarrollo trabajo en torno a la recolección de datos de la producción de bolsas de papel, para tratar de suplir dicha limitante se tomó información teórica disponible en medios de consulta, sobre la producción del papel y de las bolsas de papel. Se compararon datos de la visita de la empresa de bolsas plásticas y datos tomados de medios de información que no permiten obtener los resultados comparativos que se buscaban, convirtiéndose esta en una limitante del ejercicio, el alcance del proyecto se hizo para Bogotá, basándose en la información que se encuentra en los sistemas de información sobre residuos sólidos generados en la ciudad y tomando como guía estudios similares hechos en otros países. Inicialmente se encontrara un marco teórico basado en la NTC-ISO-14040 que busca ayudar a entender el desempeño ambiental de los productos en sus diferentes ciclos de vida. Luego se desarrollaran los pasos descritos en la guía, indicando de manera detallada los procesos productivos de las bolsas plásticas basado en la visita efectuada a una fábrica en Bogotá y de la bolsa de papel, se delimitan las variables a revisar y se indican los resultados finales, con el fin de determinar cual de las bolsas seria la alternativa menos nociva para el ambiente y si la participación de las bolsas plásticas en los residuos sólidos generados anualmente en Bogotá disminuirían con el desuso de la bolsa de plástico común. En el desarrollo de este ejercicio se encontró que la etapa de obtención de materias primas, constituyen la etapa con mayores impactos ambientales del ciclo de vida de las bolsas estudiadas debido al uso de recursos no renovables como los combustibles fósiles, el agua, seguida por el transporte de materias primas ya que para el plástico son importadas y debe transportarse en barco y en camión generando altas emisiones de CO2, el papel por su parte necesita de una gran cantidad de agua para su proceso de obtención de fibras y blanqueo. Por ende lo que se pretende es demostrar si existen diferencias significativas sobre los impactos ambientales de las bolsas estudiadas, a fin de revisar si el problema real son las bolsas plásticas, si la solución más adecuada es dejar de usar la bolsa plástica común y usar la bolsa con aditivo oxo degradable o la bolsa de papel. 16

1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

La industrialización del plástico derivado del petróleo ha traído inmensos beneficios a la humanidad, permitiendo múltiples avances entre otros, la higiene y seguridad alimentaria. El plástico se usa en infinidad de procesos industriales, sin embargo, el indiscriminado uso y desecho inadecuado de las bolsas plásticas que se utilizan para empacar los víveres y demás compras en los supermercados, tiendas de ropa y de barrio ha aumentado descontroladamente la cantidad de bolsas plásticas, que terminan en rellenos sanitarios; así mismo, ha aumentado el efecto contaminante y nocivo que las bolsas generan en el ambiente y la salud del hombre durante la obtención de sus materias primas, su uso y desecho.1 La cantidad de desechos que se producen de forma anual en el mundo han hecho que países como China y Taiwán prohibieran completamente la entrega de bolsas plásticas desechables en los comercios de manera gratuita2. Irlanda y Escocia fijaron un impuesto al consumo de bolsas plásticas y desarrolló campañas en torno al uso de bolsas reutilizables; de esta forma, ha reducido el consumo de bolsas plásticas desechables. Con la prohibición de bolsas plásticas gratuitas China ahorrará 37 millones de barriles de petróleo cada año, los cuales eran necesarios para su producción y lo mismo se espera en muchos países para disminuir el consumo de crudo y no depender tanto de este recurso no renovable3. Se han tomado otro tipo de medidas para la reducción en el consumo de las bolsas plásticas como por ejemplo, en Estados Unidos, la ciudad de San Francisco, se prohibió el uso de las bolsas plásticas y se exigió el remplazó por bolsas reutilizables. El compromiso también lo adoptaron gobiernos como el de Kenia, Tanzania, Ruanda y Uganda, los cuales prohibieron el uso de bolsas plásticas desechables y 1

Proyecto de medio ambiente 2012 completo. [en línea] SlideShare. Disponible en: <http://www .slideshare.net/.../proyecto-de-medio-ambiente-2012-completo>. [citado agosto 14 2013]. 2

El planeta respira con las ecobolsas. El Diario del Otún. En: Eldiario.com.co. Pereira, Colombia. 18, octubre, 2009. [en línea]. Página verde. Disponible en Internet: <http://www.eldiario.com.co/seccion/PAGINA+VERDE/el-planeta-respira-con-lasecobolsas091017.html?score=1&id=21720>. 3

Un millón de aves y 100 mil animales marinos mueren cada año por la ingestión de bolsas plásticas. En: Planeta Te Quiero Verde. [en línea]. Noticias Ambientales. 2013. Disponible en: <http://planetatequieroverde.org/un-millon-de-aves-y-100-mil-animales-marinos-mueren-cada-anopor-la-ingestion-de-bolsas-plasticas/>. [citado agosto 18 2013].

en Australia aunque no se prohibió, se firmaron acuerdos voluntarios con los comerciantes para reducir el consumo de bolsas plásticas. Según el Ministerio de Medio Ambiente en Colombia, de los resultados entregados por ACOPLASTICOS4 se puede destacar que para producir 50.000 bolsas se necesitan 453,6 kilos de polietileno, es decir que para producir 500 millones de bolsas, se necesitan unas 4.536.000 toneladas de polietileno, mas aditivos que son derivados del petróleo. Las bolsas plásticas se han convertido en un problema ambiental debido a los problemas ambientales que genera, tales como Agotamiento de la Capa de Ozono, Agotamiento del agua y suelo, acidificación de los suelos, Cambio Climático, Ecotoxicidad Acuática y Eutrofización, entre otros. En nuestro país ya se están adelantando iniciativas por medio de diferentes entidades en las que se plantea disminuir el uso de bolsas plásticas ya que se estima que la producción estandarizada permite la fabricación en 5 segundos, y según la cadena de supermercados CARREFOUR ahora Jumbo su uso es en promedio 20 minutos y aproximadamente su degradación se tarda de 100 a 400 años. Sin embargo, se están haciendo campañas que buscan desvirtuar el uso de la bolsa plástica y se promocionan alternativas tales como el uso de las bolsas plásticas con aditivo Oxo-degradable y las bolsas de papel, indicando que pueden mitigar el impacto ambiental que a la fecha se está generando con el uso de las bolsas de plástico común, sin embargo, es apresurado asegurar que las opciones promocionadas como alternativas menos contaminantes, sean realmente las salvación para el ambiente, para ello es necesario valorar cada una de ellas de manera objetiva, con la ayuda de una herramienta adecuada que permita establecer los impactos ambientales, en nuestro caso es el Análisis del Ciclo de Vida, que nos permitirá observar los impactos ambientales que se derivan a lo largo del ciclo de vida de los productos, desde la utilización de recursos naturales renovables y no renovables para la adquisición de las materias primas, la producción de la bolsa, uso, trasporte y disposición final.

Asociación Colombiana de Plásticos – Acoplast. 2008. Principales procesos básicos de transformación de la industria plástica y Manejo, aprovechamiento y disposición de residuos plásticos post-consumo. Ministerio de ambiente, vivienda, y desarrollo territorial. Guías Ambientales: Sector plástico. [en línea] 2004. Disponible en: <http://www.minambiente.gov.co/documentos/guia_ambiental_proceso_basico_para_transf_plastic o.pdf>. [citado agosto 13 2013].

2. JUSTIFICACIÓN La creciente preocupación mundial sobre el manejo adecuado de las bolsas plásticas, ha llevado a otros países a volver a las bolsas de papel y a desarrollar estudios sobre nuevas materias primas que prometen interactuar con los demás componentes de las bolsas plásticas, acelerando su proceso de degradación en el ambiente, sin embargo en el ámbito internacional aún existen grandes dudas acerca del desempeño ambiental de los nuevos materiales, en varios lugares del mundo han hecho estudios comparativos y han encontrado que la diferencia en términos de desempeño ambiental no es muy significativa. Es por ello que para determinar cuál de las bolsas objeto de estudio, es menos agresiva con el ambiente, es necesario aplicar la metodología del Análisis del Ciclo de Vida, cuyos resultados permitirán determinar la cantidad de recursos usados en la extracción de las materias primas, las entradas y salidas del proceso de producción, su uso, trasporte y en su disposición final, para comparar los resultados obtenidos y así determinar cual es la mejor opción. Cabe anotar que existen proyectos de ley que proponen la implementación de tecnologías más limpias en la producción de bolsas plásticas, que contemplan un lapso no mayor a dos años después de fallado el proyecto de ley; sin embargo no hay información contundente, ni estudios hechos en Colombia sobre los ciclos de vida de las bolsas plásticas y sus alternativas y tampoco información de los impactos ambientales que estas generan realmente en el país y en la ciudad que permitan tener la suficiente evidencia para dicha implementación; sin embargo se pueden estudiar otras opciones como el incentivo al sector plastiquero de la ciudad, de peletizar las bolsas plásticas, a las asociaciones de recicladores que se interesen por la recolección de bolsas plásticas y a los ciudadanos que creen una cultura de reuso y reciclaje de bolsas plásticas desde la fuente, esto ayudaría a disminuir la cantidad de residuos plásticos que llegan a los rellenos sanitarios y ayudarían a incentivar la economía, teniendo en cuenta que las bolsas plásticas son de uso cotidiano y su reciclaje podría traducirse en materia prima económica y de calidad para la industria. Por esta razón, este ejercicio académico busca ser una herramienta útil para la comunidad académica, al dejar abierto un tema de discusión y diferentes incógnitas, para que sean retomadas por otros estudiantes o investigadores y así conformar un documento que sirva como base a una reglamentación y normatividad que permita regular el uso de bolsas Plásticas, de las tecnologías que se usan en su producción o definitivamente desincentivar su uso. Este trabajo académico me permitió usar los conocimientos adquiridos a lo largo de la especialización y me permitió crear conciencia en mi entorno laboral, personal y familiar incentivando al uso consiente de las bolsas plásticas y a un reuso, adicional a reciclarlas desde la fuente.

3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL Determinar por medio de la aplicación del análisis del ciclo de vida de la bolsa de polietileno (PEAD), de la bolsa de polietileno con aditivo oxo-degradable y la bolsa de papel, cuál es la mejor alternativa para disminuir el impacto y la carga ambiental.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Usar la metodología para el estudio de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), para la bolsa de polietileno (PEAD) y de la bolsa de polietileno con aditivo oxodegradable, con el fin de identificar cual de ellas tiene mayores consumos e impactos ambientales en la obtención de materia prima para el proceso de producción de las bolsas. Analizar cómo otras alternativas podrían ayudar a disminuir los efectos contaminantes al medio ambiente como consecuencia de la comparación de datos obtenidos del Análisis del ciclo de vida de las bolsas objeto de estudio.

4. MARCO TEÓRICO

4.1 ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA De acuerdo a la Norma Técnica Colombiana NTC-ISO 14040, Gestión Ambiental Análisis de Ciclo de Vida (ACV), es una herramienta muy usada para evaluar comparativamente el impacto ambiental de productos de consumo, tanto los que se encuentran en el mercado, como los nuevos productos que están desarrollando empresas para innovar en la oferta existente; teniendo en cuenta los impactos generados al medio ambiente por todos los recursos usados en la fabricación del producto (materias primas e insumos), en su distribución, en el uso por parte del usuario y en su disposición final; así como de todas las emisiones generadas directa o indirectamente durante el ciclo de vida.

4.1.1 Qué es el Análisis del Ciclo de Vida. La norma internacional ISO 14040:1997 define el Análisis del Ciclo de Vida (ACV) como ―una técnica para determinar los aspectos ambientales y los impactos potenciales asociados a un producto: compilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema; evaluando los impactos potenciales asociados a estas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación a los objetivos del estudio".5 El Ciclo de Vida de un producto considera toda la ―historia‖ del producto, desde su origen como materia prima por ejemplo extracción del recurso natural hasta su final como residuo, también se consideran y son estudiadas todas las fases intermedias como transporte, preparación de materias primas, operaciones de manufactura y residuos generados, distribución al cliente o transporte a mercados, uso por parte del usuario y transporte a disposición final. Como se puede observar en la figura 1, este tipo de estudio involucra todo el ciclo de vida del producto desde que ―nace‖ hasta que ―muere‖.

Organización Internacional de Normalización – ISO. Environmental management — Life cycle assessment — Principles and framework. ISO-14040 2006. Second edition. Switzerland. ISO ed. 2006. 20 p. [on line] Available in: <http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDUQFjAB&url=http %3A%2F%2Fwww.cepreicloud.com%2Fcloud%2Fdownlogin%2FloadFile.jsp%3Ffiledownload%3D C%253A%255Cdownfiles%255Ciso_140402006.pdf%26filedisplay%3Diso140402006.pdf&ei=TKYvUdngGIes8QT7_ICgDw&usg=AFQjCNGiA 2ZsswrIAKhcWurHrkGaWu_L4Q&bvm=bv.43148975,d.eWU>.

Figura 1. Ejemplo del alcance del proceso que comprende el ACV.

Fuente: GAZULLA, Claudia. Introducción al Análisis de Ciclo de Vida [en línea]. Construcción21EU. 2012. Disponible en: <http://www.construction21.eu/espana/community/pg/pages/view/549/>.

4.1.2 Importancia del Análisis del Ciclo de Vida. Según el informe de la cumbre de Río realizada en el año de 1992, una de las principales causas de preocupación medio ambiental es la escasez de recursos (agua potable, selvas, petróleo, minerales, biodiversidad, etc.), y el tiempo que se requiere y las condiciones para que estos recursos puedan ser recuperados, por lo tanto las empresas deben considerar desde la etapa del diseño del producto todas las fases de su ciclo de vida, la seguridad de uso, el reciclaje o reparación de componentes, la reutilización y reducción de residuos etc. El análisis del ciclo de vida permite evaluar la carga medioambiental de un producto y establecer las características de sus componentes, materias primas e insumos utilizados, para que con base en los resultados de la evaluación de los

impactos ambientales ocasionados durante las etapas productivas se pueda actuar y estudiar la manera de cambiar el proceso, los insumos, sus propiedades y distribución que permitan minimizar dichos impactos durante el ciclo de vida del producto. Si al momento de concebir una idea, e iniciar la planeación de un producto, se tuviera toda la información resultado del análisis del Ciclo de Vida, se puede mejorar su manera de fabricarlo, sus propiedades y adecuación al uso, su calidad, su reciclado o aprovechamiento (energético o de otro tipo) y disposición final para reducir el impacto medio ambiental del producto a lo largo de su ciclo de vida completo.6 (Ver imagen).

Figura 2. Rueda de las estrategias.

Fuente: Ecodiseño. 2004. 6

Capital sustentable. Guía para el Desarrollo Local Sustentable. [en línea]. Octubre de 2011. Disponible en: <http://www.iclei.org.mx/web/uploads/assets//GDSL/guia_desarrollo_sustentable_local.pdf>. [citado 15 agosto 2013].

El ciclo de vida hace referencia a la existencia física del producto incluyendo las etapas de extracción de materias primas, procesado de materiales e insumos, producción y montaje, distribución, uso y servicio, retiro el cual involucra las siguientes alternativas: reutilización, re-fabricación y reciclaje, y por último la etapa de disposición final en relleno sanitario. Por lo tanto en cada una de las etapas anteriormente descritas es posible realizar un análisis exhaustivo para reducir los impactos que genera una actividad directa o indirecta, como por ejemplo cambio de materia prima o reducción de necesidades de recursos no renovables, cambio de energía empleada de hidrocarburos a gas, utilización de bandas transportadoras en lugar de transportar con montacargas, uso de pinturas amigables con el medio ambiente y elaborar productos que sean fácilmente reciclables dentro del mismo proceso o sean materia prima para otros procesos productivos para reducir la afectación al medio ambiente modificando operaciones y materiales.7 4.1.3 Beneficios del Análisis del Ciclo de Vida. Dentro de las ventajas de la aplicación del análisis del ciclo de vida no solamente se encuentra la reducción de los impactos al medio ambiente, también las empresas logran obtener beneficios como los que se encuentran a continuación: Figura 3. Beneficios del uso del ACV. Beneficios económicos

Beneficios del uso del Análisis del Ciclo de Vida

Reducción de impactos ambientales

Imagen

participación en el mercado

Herramientas de gestión ambiental

Mejora en el diseño de productos

Fuente: Elaborado por la Autora. 2014. 7

FERNÁNDEZ ALCALÁ, José María. Mejora ambiental de producto. Ecodiseño de IHOBE. [en línea] 2004. Disponible en: < http://www.gipuzkoa.net/ingurumena/archivos/ihobe.pdf>. [citado 25 septiembre 2012].

Beneficios económicos Uno de los mayores beneficios de usar el ACV, se encuentra representado en los aspectos de planeación financiera de las empresas, ya que es posible obtener una mayor eficiencia en el uso de las materias primas, por medio de sustitutos de dichas materias, buscando un aprovechamiento más adecuado de la capacidad instalada, todo esto traducido en una reducción de los procesos productivos, en el gasto de energía en la cadena productiva y como resultado se influye directamente con una reducción de los costos de producción. Mejora de imagen y participación en el mercado El ACV no solo sirve para proteger al medio ambiente por medio de la conservación de los recursos naturales, también proporciona ventajas competitivas y puede ser utilizado como una herramienta de marketing. De esta manera la empresa mejora su imagen y favorece la competencia en el mercado ofreciendo productos para los consumidores que tengan una cultura de consumo de productos ecológicos y amigables con el ambiente. Relaciones entre el ACV y las herramientas de gestión ambiental La metodología del ACV es compatible y puede ser incorporada en los sistemas de gestión ambiental (SGA) generando a su vez ventajas económicas y competitivas. Gracias a la aplicación de esta metodología se puede facilitar el cumplimiento de un SGA al ofrecer un análisis completo de los impactos ambientales producidos a lo largo del ciclo de vida de los productos y las posibles alternativas de cambio.8 Mejora en el diseño de productos El ACV puede ser utilizado para ayudar a la toma de decisiones durante el diseño o rediseño de productos o servicios. Las empresas la pueden usar como herramienta para comparar el impacto ambiental de diferentes alternativas de diseño de productos y procesos y analizar sus potenciales ventajas y desventajas ambientales. Reducción de impactos ambientales Al aplicar la metodología del ACV es posible lograr la reducción de impactos ambientales y hacer más eficientes los productos en cuanto a sus propiedades físicas y a las funciones para las que fueron diseñados inicialmente y de acuerdo a las necesidades del consumidor, sin dejar a un lado el desempeño ambiental del producto, como su disposición final.

4.2 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA Para el desarrollo de este ejercicio se tomaron las etapas de desarrollo de la Norma Técnica Colombiana NTC-ISO 14040, Gestión Ambiental Análisis de Ciclo de Vida (ACV), la cual puede ser consultada en ICONTEC.

4.2.1 Definición del Objetivo y del Alcance. En este punto se deben definir las generalidades del estudio a realizar, estableciendo un objetivo, el cual debe incluir la aplicación que se prevé puede tener el análisis de ciclo de vida a desarrollar, las razones que llevan a efectuar el ACV, a quienes se espera lleguen los resultados del estudio, si este busca obtener aseveraciones comparativas que le permitan ser divulgadas, asegurando que el alcance este definido correctamente, así mismo el sistema productivo del producto a estudiar, las funciones del sistema del producto(s), la determinación de categorías de impacto y las metodologías de evaluación, la interpretación a utilizar de los resultados obtenidos de manera que permita alcanzar el objetivo; teniendo en cuenta que en algunas oportunidades y en tanto se recopilan los datos necesarios, algunos aspectos del alcance se verán modificados para cumplir con el objetivo original del estudio.

4.2.2 Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia. La unidad funcional define la cuantificación de las funciones identificadas, es decir, las características de un producto, las cuales deben ser estudiadas desde un punto de referencia de entradas y salidas, que puedan llegar a ser comparables entre si teniendo en cuenta que los sistemas en estudio, pueden ser diferentes.

4.2.3 Límites del Sistema. Son los que definen los procesos unitarios que se incluyen en el sistema, es decir, contemplan una serie de criterios que permiten establecer los límites de cada una de las etapas que componen todo el sistema del producto a estudiar, algunas de ellas son: -

Adquisición de materias primas. Entradas y salidas en procesamiento productivo Producción, utilización de combustibles fósiles, energía o calor Disposición de los residuos de los procesos y de los productos Recuperación de productos utilizados (reutilización, reciclado recuperación de energía). Producción de materiales secundarios

Es importante precisar que la cuantificación de estas entradas y salidas, requieren recursos, los cuales muchas veces no se justifican teniendo en cuenta que estas no producen cambios significativos en las conclusiones generales del estudio,

adicional a esto en muchas oportunidades los límites definidos inicialmente, deben ser ajustados a lo largo del estudio.

4.2.4 Requisitos de Calidad de los Datos. Determinan las características que requieren los datos para el estudio, las descripciones de la calidad son importantes para determinar la fiabilidad de la información y que los resultados puedan ser interpretados de manera correcta.

4.2.5 Análisis del Inventario del Ciclo de Vida (ICV). En él se recopilan los datos y procedimientos de calculo que permitan cuantificar las entradas y salidas de un sistema del producto, La realización del ICV, es un proceso que va madurando y cambiando a medida que se recoge la información objeto de estudio, se puede evidenciar la necesidad de ajustar, los límites y la recopilación de la información a fin de alcanzar el objetivo inicial del estudio o el alcance del mismo.

4.2.6 Recopilación de Datos. Los datos para cada uno de los procesos unitarios, se pueden clasificar en: -

Entradas de energía, de materia prima, entradas auxiliares, otras entradas físicas Los productos y residuos Emisiones al aire, los vertidos al agua y suelo. Otros aspectos ambientales.

En esta recopilación de datos se pueden encontrar limitaciones, las cuales deben ser tenidas en cuenta e incluirlas dentro del estudio.

4.2.7 Cálculo de Datos. Esta debe incluir: -

La validación de los datos recopilados La relación de los datos con los procesos unitarios La relación de los datos con el flujo de referencia de la unidad funcional

Para el cálculo de flujo de energía, deben tenerse en cuenta las diferencias entre las energías usadas en los procesos unitarios, las entradas y salidas asociadas a la generación y utilización de energía en sus diferentes formas (eléctrica, combustible, calor).

4.2.8 Asignación de Flujos, de Emisiones y Vertidos. Por lo general los procesos industriales generan una salida única, que tiene una relación lineal entre lo que entra y las materias primas que salen, la mayoría de industrias producen más de un producto, para el cual por lo general usan los materiales reciclados de los demás procesos intermedios.

4.2.9 Evaluación del Impacto Ambiental del Ciclo de Vida (EICV). Busca evaluar cuan grandes son los impactos ambientales, para ello asocia el Inventario de Ciclo de Vida (ICV), categorías de impacto ambiental, que permite proporcionar información para la fase de interpretación del ciclo de vida. En esta fase se puede tener que revisar el objeto inicial del ACV, el alcance y en esta etapa se ve realmente si se pudieron alcanzar. Los elementos de la EICV dependen del objetivo y el alcance del estudio del ACV, así mismo el nivel de detalle, la selección de impactó a evaluar pueden variar. El EICV se encuentra en la norma ISO 14044, la cual no es objeto de este estudio.

5. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA EN LA VISITA EFECTUADA A LA FÁBRICA DE BOLSAS PLÁSTICAS

5.1 MARCO TEÓRICO Para el desarrollo de este ejercicio se usó como guía: Norma Técnica Colombiana NTC-ISO 14040 (Segunda Actualización). FERNÁNDEZ ALCALÁ, José María. Mejora ambiental de producto. Ecodiseño de IHOBE. 2004

Páginas web consultadas como base del ejercicio: www.minambiente.gov.co http://www.plastico.com Se revisaron varios documentos entre ellos La complejidad de la problemática Ambiental de los residuos plásticos: Una aproximación al análisis narrativo de política pública en Bogotá, Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de: Magíster en Medio Ambiente y Desarrollo y del Estudio Comparativo de bolsas de plástico degradable versus convencionales mediante la herramienta de Análisis de Ciclo de Vida hecho por la Dirección de Investigación de Residuos y Sitios Contaminados de la SEMARNAT México, estudios del DANE, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Teritorial.

5.2 FASE 1. DEFINICIÓN DEL OBJETIVO Y EL ALCANCE

5.2.1 Objetivo. Se encuentran delimitados en la página 18 del presente trabajo. Alcance del Estudio: Es la ciudad de Bogotá Límites de Estudio: Será la obtención de una de las materias primas, producción de las bolsas objeto de estudio, uso, disposición final. 5.2.2 Visita de campo. Para el desarrollo del proyecto se solicitó permiso para visitar una empresa que fabricara bolsas de plástico y otra que fabricara bolsas de papel, el 10 de junio de 2010 se hizo visita de campo a la empresa AN & PLAST LTDA., donde se obtuvo mayor información de los procesos de fabricación de bolsas plásticas; lamentablemente no se pudo concretar la visita a la empresa de Empaques1A, ubicada en el barrio San Fernando de Bogotá, generándose una limitante para el desarrollo trabajo en torno a la recolección de datos de la producción de bolsas de papel, para tratar de suplir dicha limitante se tomó

información teórica disponible en medios de consulta, sobre la producción del papel y de las bolsas de papel.

5.3 FASE 2. ANÁLISIS DE INVENTARIO En esta fase se incluyen las siguientes etapas, que deben ser consideradas en el análisis del ciclo de vida: Fabricación de materias primas, se revisa desde la extracción de los recursos, la energía usada para su transformación y el trasporte de la materia prima hasta el lugar de producción. Producción de la bolsa, se revisan las entradas y salidas en el proceso de producción. Uso, para todos los casos no hay cargas asociadas. Transportes relacionados, se hace referencia al transporte de la entrega de materia prima a la empresa donde se produce

5.4 DESARROLLO ANÁLISIS DE INVENTARIO 5.4.1 Bolsas Plásticas. Es importante anotar, que tanto las bolsas plásticas de PEAD y las bolsas plásticas de PEAD con aditivo oxo degradable, se fabrican de la misma forma, la diferencia radica en la fórmula de composición de la bolsa, de acuerdo a las necesidades del fabricante como lo son el tiempo de vida en inventario, lugar de uso de la bolsa (región del país), uso de la bolsa y posible disposición final.

5.4.1.1 Materias primas para la fabricación de Bolsas de Polietileno. Para la fabricación de productos como películas y bolsas existen dos tipos de polietilenos principales, el de Baja Densidad (PEBD) y el de Alta Densidad (PEAD), aunque para cada uno de ellos existe una amplia gama de grados. Procede de recursos naturales como el petróleo, gas natural, carbón y sal común.9 Para obtener ambos tipos de polietileno se realizan procedimientos diferentes, debido a que sus propiedades físicas y químicas difieren de forma notable, como

Wikipedia. La enciclopedia libre. Definición de ―Polietileno de alta calidad‖. [en línea]. Disponible en: <http://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno_de_alta_densidad>. [citado 06 agosto 2012].

consecuencia de una diferente estructura molecular, para nuestro caso de estudio nos enfocaremos en el polietileno de alta densidad y como se obtiene. 5.4.1.2 Extracción del Crudo. Se usó el proceso de extracción de crudo de Inventario de Ciclo de Vida usados en estudios internacionales, ya que el polietileno de alta densidad que es usado en Colombia, es importado en un 80% de Estados Unidos, México, Taiwan.10, por esta razón los datos para comparación de obtención de materias primas fueron tomados de procesos de producción y estudios internacionales. Este es el diagrama de producción de petrolíferos y se observa el proceso desde la extracción del crudo, las salidas y las entradas.

Figura 4. Cadena de producción de petrolíferos.

Fuente: INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO. Integración del Inventario para Análisis de Ciclo de Vida en la Producción de Petrolíferos de la Refinería Miguel Hidalgo. 2008.

Para extraer el crudo es necesario contemplar la construcción de una plataforma, insumos y combustibles requeridos para la extracción de gas natural y diesel, hay emisiones al aire, suelo y agua.

5.4.1.3 Producción de Etileno. Teniendo en cuenta que el polietileno de alta densidad es importado y proviene de Estados Unidos y México, se usaran ICV internacionales, para este estudio. 10

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO. Integración del Inventario para Análisis de Ciclo de Vida en la Producción de Petrolíferos de la Refinería Miguel Hidalgo. 2008.

La mayor parte del etileno producido mundialmente se obtiene por craqueo con vapor de hidrocarburos de refinería (etano, propano, nafta y gasóleo, principalmente). También se obtiene el etileno a partir del reformado catalítico de naftas o a partir de gas natural, es por ello que su producción y consumo se realiza dentro de los grandes complejos industriales en los que se encuentra integrada la refinería de tipo petroquímico y las plantas de producción de derivados.11

5.4.1.4 Producción de Polietileno de Alta Densidad (PEAD). El Polietileno de alta densidad PEAD ó High Density PolyEthylene HDPE en ingles, es un polímero de estructura con cadena lineal no ramificada ligero, sólido, incoloro, traslúcido y muy flexible aunque presenta una alta resistencia a la tensión, compresión y tracción. Su opacidad, impermeabilidad y dureza son superiores a las del polietileno de baja densidad; así como su resistencia química y térmica, resistente al agua a 100ºC y a muchos de los disolventes comunes aunque puede ser afectado por ácidos. Su densidad es igual o menor a 0.941 g/cm3, su densidad es baja en comparación con los metales u otros materiales.12 Se emplea en la construcción (tuberías para líquidos y láminas para aislamiento hidrófugo), aislantes eléctricos y también para fabricar prótesis, envases, bombonas para gases y contenedores de agua y combustible. De los tipos de polietileno es el más costoso en el mercado, debido a su resistencia y espesor.

Procesos de la producción de óxido de etileno. TextosCientificos.com. [en línea]. Disponible en: <http://www.textoscientificos.com/quimica/oxido-etileno/procesos-oxido-etileno>. [citado 17 agosto 2012]. 12

Construmática. Polietileno de Alta Densidad. [en línea]. Sección Construpedia. [en línea]. Disponible en: <http://www.construmatica.com/construpedia/Polietileno_de_Alta_Densidad>. [citado 29 octubre 2012].

Imagen 1. Polietileno en pepa.

Fuente: Posot Clasificados. Polietileno en pepa. [en línea]. [citado 2012-09-17]. Disponible en Internet: < http://ve.class.posot.com/compro-polipropileno-y-polietileno-en-pepa/>.

5.4.1.5 Producción de Aditivos Convencionales y Estabilizantes. Se consideran aditivos aquellos materiales que van dispersos físicamente en una matriz polimérica, sin afectar la estructura molecular del polímero inicial, en nuestro caso del polietileno de alta densidad.13 Todos los aditivos deben cumplir una serie de requisitos Técnicos, en general se espera que la mezcla entre el PEAD y el aditivo, sea muy eficaz en el alcance del objetivo propuesto por el fabricante de la bolsa plástica, los aditivos se clasifican de acuerdo a su función, para nuestro estudio, nos enfocaremos en el tipo de aditivo plastificante que modifica las propiedades mecánicas (para las bolsas de PEAD),en los aditivos estabilizantes que facilitan el procesado (para las bolsas oxo-degradables) y en los estabilizantes ultravioletas. Al igual que el etileno, los aditivos son importados y solo algunos de los pigmentos y colorantes se fabrican directamente en Colombia. También se agregan estabilizadores para proteger de la intemperie. La adición de plastificantes se realiza para producir un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos que le dan el color definitivo a los plásticos.

THÜRMER, Andreas. Nuevo sistema de aditivos para la sinterización por rotación. [en línea]. BASF. The chemical company. Disponible en: <http://www.plasticsportal.net/wa/plasticsEU~es_ES/portal/show/common/plasticsportal_news/2010 /10_306 >. [citado 22 septiembre 2012].

Imagen 2. Aditivos para plástico.

Fuente: Catálogo del empaque. Farmacéutica y Química. [en línea]. Disponible en Internet: <http://www.catalogodelempaque.com/Aditivos-para-Plasticos/Colombia/1_2.aspx>. [citado 05 agosto 2012].

5.4.1.6 Aditivo Plastificante. Según el Consejo del IUPAC ―Un plastificante es una sustancia que se incorpora a un material plástico para aumentar su flexibilidad y facilitar su transformación, brindando propiedades de flexibilidad y mayor elongación a la rotura‖, este se incorpora en la mezcla para obtener bolsas de PEAD. 14 5.5 BOLSA DE PAPEL15 Las bolsas de papel son muy utilizadas para transportar productos que no segreguen ningún tipo de líquido o grasa debido a que pueden alterar la estructura del papel, variando sus características técnicas. Pero se han desarrollado recubrimientos y tratamientos para evitar que pierdan sus propiedades empleando distintas soluciones como son papeles con tratamiento antigrasa o la inclusión de laminados poliméricos que aíslan las sustancias viscosas y liquidas del papel conservando así su diseño funcional.

5.5.1 Materias Primas para la Fabricación de Bolsas de Papel. Las compañías fabricantes de papel obtienen sus materias primas de fibras naturales vírgenes, extraídas directamente de las fibras de madera (algodón, lino o cáñamo) u otras

BELTRÁN RICO, Maribel. Tema 2. Tipos de Plásticos, aditivación y mezclado. [en línea]. Universidad de Alicante. 2011. Disponible en: <http://iq.ua.es/TPO/Tema2.pdf> [citado 15 agosto 2012]. 15

A pesar de todos los esfuerzos no fue posible conseguir una visita a una empresa de bolsas de papel por este motivo, se tomó la información del proceso de obtención de materias primas y de la fabricación de bolsas de papel de fuentes disponibles de consulta.

fibras. Otras fábricas utilizan material reciclado de papel y cartón de recogida selectiva para extraer la celulosa e incluirla nuevamente en el ciclo productivo. 16

5.5.2 Madera. Los tres componentes principales de la madera: celulosa, hemicelulosa y lignina poseen características químicas muy diferentes, por lo tanto, se usan procesos mecánicos de separación diferentes y agentes químicos, necesarios para la extracción de la celulosa utilizada en la fabricación de la pulpa. La lignina se sitúa formando una capa externa alrededor de las fibras y actúa como pegamento en la unión de las fibras de celulosa y hemicelulosa, generando la consistencia y rigidez de la planta. La lignina es un polímero natural que posee una estructura química muy compleja; aunque no se ha logrado una estructura definida de la lignina; en la figura 4, se presenta una aproximación a un modelo que representa su estructura. Esta resulta de la unión tridimensional de unidades de fenilpropano, generando un polímero amorfo. Las uniones entre los monómeros han de ser quebradas para poder separar las fibras celulósicas necesarias en la obtención de la pulpa. Se estima que el 55% de las fibras para la producción de pasta de papel proceden de madera virgen de plantaciones forestales de especies de crecimiento rápido y el restante es explotado de los últimos bosques vírgenes que existen en el planeta. 17 Las fibras celulósicas necesarias para la obtención de papel se clasifican en dos grupos dependiendo de su origen: fibras madereras y no madereras. 5.5.3 Fibras Madereras18. Estas fibras se generan en especies vegetales que desarrollan un tronco, allí se acumulan y se extraen las mejores fibras. Dependiendo del tamaño de las fibras madereras que se encuentran en las diferentes especies se pueden clasificar en: Fibras cortas Se encuentran en árboles de madera dura, como por ejemplo el eucalipto, el abedul y el arce; aunque la longitud de sus fibras se encuentra entre los 0,75 mm y los 2 mm, que es bastante corto, contiene un porcentaje más elevado de celulosa que las otras fibras. 16

Bolsas de Papel. La bolsa de papel la alternativa más sostenible. [en línea]. 2011. Disponible en: <http://www.labolsadepapel.com/index.php?p=noticias&n=2>. [citado 2012-05-30]. 17

TextosCientificos.com. Fibras de papel. [en línea]. Disponible en: <http://www.textoscientificos.com/papel/fibras>. [citado 17 agosto 2012]. 18

Ibíd.

Fibras largas Se originan en árboles de madera blanda, principalmente coníferas como el abeto y el pino, y su longitud se encuentra entre los 3 y 5 mm., generando la pasta de papel más resistente. Fibras no madereras Estas fibras proceden de diferentes especies de arbustos y se utilizan para producir papeles especiales, como por ejemplo en China en donde se utiliza el 60% para la producción de papel como la principal materia prima. Son muy viables para sustituir a las fibras madereras y evitar la tala de los bosques. Las especies más comunes son: Algodón: posee fibras con una longitud superior a los 12 mm y se utilizan en la fabricación de papeles finos de escritura. Cáñamo: presenta fibras de longitud superior a los 5 mm que sirven como materia prima para la producción de papel de tabaco. Paja de cereales: sus fibras se utilizan en la producción de cartones para huevos, botes y tubos de papel. Fibras recuperadas: a través del proceso de reciclado se pueden recuperar la mayoría de las fibras de celulosa que contiene el papel y el cartón viejo, pero este proceso no se puede repetir muchas veces, ya que las fibras recuperadas en el proceso de reciclado pierden resistencia, siendo necesario aportar una proporción de fibras vírgenes vegetales al proceso de reciclado para generar la resistencia necesaria al papel nuevo a fabricar.

5.6 FABRICACIÓN DEL PAPEL El proceso básico de la fabricación de papel no ha cambiado a lo largo de más de 2.000 años, e implica dos etapas, tanto para la producción artesanal de papel como la producción mecánica del mismo: 1. 2.

Trocear (desmenuzar) la materia prima en agua para formar una suspensión de fibras individuales. Formar láminas de fibras entrelazadas extendiendo dicha suspensión sobre una superficie porosa adecuada que pueda filtrar el agua sobrante.

Para nuestro estudio se tomaron los datos de la producción mecánica de papel.

5.6.1 Descortezado y Trituración. La preparación de la madera para la fabricación de papel se efectúa de dos formas diferentes. 36

En el proceso de trituración, los bloques de madera se aprietan contra una muela abrasiva giratoria que va arrancando fibras. Las fibras obtenidas son cortas y sólo se emplean para producir papel prensa barato o para mezclarlas con otro tipo de fibras de madera en la fabricación de papel de alta calidad. En los procesos de tipo químico, las astillas de madera se tratan con disolventes que eliminan la materia resinosa y la lignina y dejan fibras puras de celulosa . 5.6.2 Espesado. Este es un procedimiento de tratamiento de la pulpa, donde el material limpio y troceado se introduce en un aparato con una presión y temperatura elevadas, donde se trata con sosa cáustica o sulfato de sodio o de magnesio. Estos disolventes eliminan la materia resinosa y la lignina y dejan fibras puras de celulosa que se mezclan con otras de madera, de la siguiente manera: La pulpa de baja consistencia se lleva a un preespesador bajo condiciones presurizadas. Se extrae líquido desde la pulpa en dicho preespesador esencialmente por medio del efecto de la presión de alimentación del pre-espesador, se permite que se forme una capa de pulpa espesada sobre la superficie del filtro. Dicha capa de pulpa espesada se elimina por frotamiento de la superficie del filtro de dicho preespesador con un elemento limpiador. La pulpa espesada y el filtrado se descargan desde dicho dispositivo, Caracterizado porque: la capa de pulpa espesada se empuja por dicho elemento de limpieza a lo largo de la superficie del filtro hasta el extremo de descarga del dispositivo en una dirección prácticamente axial. Al mismo tiempo, se permite que la pulpa esencialmente no espesada fluya a través del dispositivo desde el extremo de alimentación al extremo de descarga a través del espacio comprendido entre el elemento de limpieza y el eje del dispositivo. Parte de dicho flujo de pulpa esencialmente no espesada se guía a la parte de la superficie del filtro siendo objeto de frotamiento por el elemento de limpieza. 19 19

INVENIA. Gestión del Conocimiento. Procedimiento y Aparato para el Espesamiento de Suspensiones de Fibra. [en línea] Disponible en: <http://www.openarchives.es/oepm:e99946209>.[citado 20 marzo 2010].

5.6.3 Blanqueo de Pasta. La elección del método de blanqueo, además de atender a requerimientos técnicos de efectividad y viabilidad económica y técnica, ha de contar como parámetro de decisión el efecto contaminante sobre el medio ambiente, tanto en vertidos gaseosos como acuosos, y en menor medida, sólidos, ya que los compuestos utilizados como los compuestos residuales de los tratamientos de blanqueo, que son procesos oxidativos, pueden producir intermedios peligrosos y residuos nocivos para la salud humana y del entorno natural, por lo que en la evaluación de alternativas, ha de considerarse el coste de equipos adecuados para el tratamiento de dichos compuestos.20 5.7 VARIABLES OBJETO DE ESTUDIO La unidad de medida será una Tonelada y para facilitar la evaluación de los resultados y poder determinar cómo otras alternativas podrían ayudar a disminuir los efectos contaminantes al medio ambiente como consecuencia de la comparación de datos obtenidos del Análisis del ciclo de vida de las bolsas objeto de estudio revisaremos dos escenarios, el primero con la obtención de materias primas de primera y el uso de estas en la producción y en el segundo escenario el uso de materias primas de primera y recuperadas en la producción. De igual manera usaremos -

Para la obtención de materias primas: Una tonelada de papel y una tonelada de polietileno. Para las bolsas terminadas, será una tonelada de bolsas de papel terminadas que equivalen a 15.733 unidades y una tonelada de Bolsas Plásticas que equivalen a 146.843 unidades, para facilitar la comparación de los resultados se tomaran 10.000 unidades terminadas de cada una de las bolsas. Con capacidad de carga de 5 kilos cada una. Es importante precisar que para las IV etapas se revisaran cuatro variables en común y en las etapas III Uso y IV disposición final además se revisaran otras variables que inciden en el proceso del ACV, de igual manera se revisaran en dos escenarios diferentes el A. Con materiales de primera y B. con materiales reciclados.

Ibíd.

TextosCientificos.com. Blanqueo de la Pulpa de Papel. [en línea]. Disponible en: <http://www.textoscientificos.com/papel/pulpa/blanqueo>. [citado 17 agosto 2012]. 20

Ibíd.

Las variables definidas para la obtención de materias primas por tonelada: Variable Energía Usada en el Proceso Variable Cantidad de agua utilizada en el Proceso Variable emisiones de gases CO2 Variable Cantidad de Residuos sólidos Generados Variable de trasporte de materia prima a la fabrica Las variables definidas para la producción de bolsas por tonelada: Variable Energía Usada en el Proceso Variable Cantidad de agua utilizada en el Proceso Variable emisiones de gases CO2 Variable Cantidad de Residuos sólidos Generados Las variables definidas para el uso Variable Energía Usada en el Proceso Variable Cantidad de agua utilizada en el Proceso Variable emisiones de gases CO2 por el transporte de distribución de la bolsa Variable Cantidad de Residuos Generados Variable capacidad de carga Variable de Disposición Final Variable Energía Usada en el Proceso Variable Cantidad de agua utilizada en el Proceso Variable de emisiones de gases CO2 por el transporte de las bolsas al relleno sanitario Variable Cantidad de Residuos Generados Variable Periodos de Degradación 5.8 RECOLECCIÓN DE DATOS Para ello se diseñó un instrumento que permitió efectuar la recolección de datos necesarios para la visita de campo hecha a la empresa de plástico y de la información teórica obtenida de las diferentes fuentes de información disponibles para la consulta de fabricación de bolsas de papel. Este instrumento se encuentra reportado desde los anexos D a la G del presente.

5.9 FASE 3. VISITA DE CAMPO Y OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE PROCESOS DE PRODUCCIÓN

5.9.1 Visita Fábrica de Bolsas Plásticas. Para tener más claridad sobre los procesos que se dan en la producción de bolsas plásticas, se visitó el 10 de junio de 2010, la empresa AN & PLAST LTDA., ubicada en la Carrera 72 I No. 37C-24 SUR INT. 1, en el barrio Carvajal de la ciudad de Bogotá, donde el Sr. Andrés Fernando Núñez Caicedo, gerente guió la visita y entrego la información acerca del proceso de producción y costos de las bolsas plásticas.

5.9.2 Manufactura de las Bolsas de Plástico. El proceso de producción de las bolsas plásticas de polietileno y las que contienen aditivo oxo degradable es muy similar, solo difiere en el aditivo que se coloca en la mezcla, por lo que para este trabajo explicaremos de forma general el proceso:

Figura 5. Proceso de producción de una bolsa de plástico.

Fuente: Acoplasticos. 2011.

Generalmente en las empresas que se fabrican películas de plásticos y sus subproductos no se obtienen las materias primas; sino que el polietileno de baja densidad a granel es reciclado o elaborado por otras empresas y luego es transportado a las plantas para alimentar las líneas de producción de envases, bolsas y demás artículos plásticos.

La fabricación de las bolsas plásticas involucra cuatro pasos básicos: 1) Obtención de las materias primas, ya fue explicado en el numeral 5.3.1.2 3) Mezcla 2) Extrusión, 3) Impresión, y 4) Corte, refilado y sellado.

5.9.2.1 Mezcla. Se debe realizar una mezcla del polietileno en pepa de diversos colores según el color a obtener por aproximadamente 10 minutos, en un silo mezclador, que es una máquina, que tiene un tornillo en el interior que obliga a los materiales a circular constantemente y esto garantiza que los pellets de polietileno de color verdoso que generan un plástico transparente, se mezclen con los pellets de colores diferentes para conseguir el color deseado en el producto final. Si se van a hacer bolsas con aditivo oxodegradable se adiciona el aditivo en esta mezcla.

Imagen 3. Tolva de mezcla.