Desempenho ambiental da indústria de cimento portland por meio da avaliação de ciclo de vida: três estudos de caso

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Stafford, Fernanda do Nascimento
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167585
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016.
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spelling Desempenho ambiental da indústria de cimento portland por meio da avaliação de ciclo de vida: três estudos de casoEngenharia de materiaisCimento portlandTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016.Neste trabalho estudaram-se os impactos ambientais da produção de cimento por meio da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), com o objetivo de avaliar a produção no Brasil em comparação com a produção na Europa e identificar oportunidades de melhoria. Para tanto, foram selecionados três cenários: Empresa Europa baseado em dados primários de uma empresa com produção representativa de cimento tipo CP I localizada no sul da Europa; Empresa Brasil baseado em dados primários de uma empresa brasileira com produção significativa de cimento tipo CP II e CP IV; e Estimativa Brasil baseado em dados gerais da produção nacional de cimento e na legislação vigente. O ano base do estudo foi 2013 e foram utilizadas as metodologias de avaliação de impacto CML 2001 e Recipe. Também foi utilizado o banco de dados Ecoinvent e o software Simapro. Foram consideradas categorias de impactos atmosféricos, como Mudanças Climáticas, depleção de recursos, como Depleção de Metais e Depleção de Fósseis e categorias de toxicidade como Toxicidade Humana e Ecotoxicidade. Por ser um trabalho baseado na aquisição e interpretação de dados, a falta de alguns dados ou mesmo a estimativa desses dados faltantes influencia diretamente os resultados finais. Em todos os cenários, os processos de produção foram divididos em: (i) obtenção de matérias primas, (ii) obtenção de combustíveis fósseis, (iii) geração e uso de energia elétrica e (iv) clinquerização. Para os cenários ?Empresa Europa? e ?Empresa Brasil?, a etapa de transportes também foi estudada. As análises dos impactos para o cenário ?Empresa Europa? foram realizadas com base nos métodos CML 2001 e Recipe. O primeiro método foi utilizado para gerar comparabilidade com outros estudos já desenvolvidos para a região. Já o método Recipe, cientificamente mais aceito, foi utilizado no cenário europeu e nos demais cenários analisados. Apesar das diferenças entre os métodos, as conclusões em geral não se alteram: as emissões do forno, a geração e uso de energia elétrica e a obtenção de combustíveis fósseis, nessa ordem, são os principais contribuintes para as categorias de impacto analisadas. No cenário ?Estimativa Brasil?, o principal contribuinte para a categoria de impacto Mudanças Climáticas é, como esperado, emissão atmosférica do processo. Essas emissões também contribuem significativamente com a formação de oxidantes fotoquímicos, material particulado, acidificação, eutrofização marinha e toxicidade humana. Exceto para depleção de metais, todas as outras categorias são afetadas,principalmente, pela extração de combustíveis fósseis. Para o cenário ?Empresa Brasil?, encontrou-se que a etapa de Transportes é a que mais contribui para todas as categorias de impacto analisada. Isso ocorre devido ao fato de que o modal rodoviário é o principal no país. Além disso, o consumo de combustíveis fósseis no forno da empresa também representa uma das etapas mais impactantes do processo, de modo que a substituição desses fósseis por combustíveis alternativos pode levar a ganhos ambientais, desde que sejam levadas em consideração as distâncias a ser percorridas por estes alternos. Em todos os cenários, a geração de eletricidade foi baseada nos dados disponíveis no banco de dados Ecoinvent. Entretanto, para verificação, os três cenários foram reanalisados com base na geração de eletricidade para o ano de 2013. Verificou-se que não houve alteração significativa para os cenários brasileiros, mas o cenário europeu teve os impactos reduzidos. Isso deve-se ao fato de que o Brasil vem fazendo uso de energias derivadas de combustíveis fósseis, como as termelétricas, ao contrário do que ocorre no cenário Europeu, onde o uso de energias alternativas está cada vez mais presente. Por fim, realizou-se a normalização de todos os impactos estudados segundo o método Recipe, para todos os cenários. Verificou-se que o cenário Europeu apresenta os menores impactos em relação aos cenários nacionais e demonstrou-se a importante contribuição da etapa de transportes para a geração de impactos ambientais nos cenários brasileiros.<br>Abstract: In this study, we assessed the environmental impacts of cement production through Life Cycle Assessment (LCA), in order to evaluate production in Brazil compared to production in Europe and identify opportunities for improvement. We selected three scenarios: "European Plant" - based on primary data from a company with representative production of cement type CP I located in southern Europe; "Brazilian Plant" - based on primary data from a Brazilian company with significant production of cement type CP II and IV; and "Brazilian Estimative" - based on general data of the national production of cement and current legislation. The base year of the study was 2013, and we used the impact assessment methodologies CML 2001 and Recipe. Ecoinvent database and the software SimaPro were employed. We considered impact categories of atmospheric impacts such as Climate Change, resource depletion such as Metal Depletion and Fossil Depletion and toxicity categories as Human Toxicity and Ecotoxicity. Because it is a work based on acquisition and interpretation of data, the lack of some data or even estimating these missing data directly influences the final results. In all scenarios, the production processes were divided into five steps: (i) raw materials obtaining, (ii) fossil fuels obtaining, (iii) electricity use and (iv) clinkering. For European Plant and Brazilian Plant, the transport step was also studied. Analyses of the European Plant were based on CML 2001 and Recipe. The first method was used to generate comparability with other studies already developed for the region. However, Recipe method is most scientifically accepted. Due to that, all further analysis were conducted based on it. Despite the differences between the methods, findings generally do not change: kiln emissions, the generation and use of electricity and fossil fuels obtaining, in that order, are the main contributors to the impact categories analyzed. In the "Brazilian Estimative", the main contributor to Climate Change impact category is, as expected, the clinkering. These emissions also contribute significantly to the Photochemical Oxidants Formation, Particulate Matter, Acidification, Marine Eutrophication and Human Toxicity. Except for Depletion of Metals, all other categories are affected mainly by the extraction of fossil fuels. For the scenario Brazilian Plant, it was found that the transport stage is the largest contributor to all categories of impact analyzed. This is due to the fact that transports are mainly by road in the country. Moreover, theconsumption of fossil fuels in the kiln also represents one of the most impactful process steps. Due to this, the replacement by alternative fuels may lead to environmental benefits; however, the distances to be traveled by these alternatives must be taken in account. In all scenarios, the electricity generation was based on data available in Ecoinvent database. Nevertheless, for verification, the three scenarios were re-analyzed based on the generation of electricity for the year 2013. There was no significant change to the Brazilian scenarios, but the European scene presented reduced impacts. This is because Brazil has been making use of energy derived from fossil fuels such as thermal power, contrary to what occurs in the European scenario, where the use of renewable energy is increasingly present. Finally, we conducted the normalization of all studied impacts according to Recipe method to all scenarios. The European scenario has the lowest impacts in relation to Brazilian scenarios and the importance of transport step to all impact categories was demonstrated.Hotza, DachamirBatista, João António LabrinchaUniversidade Federal de Santa CatarinaStafford, Fernanda do Nascimento2016-09-20T04:01:01Z2016-09-20T04:01:01Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis139 p.| il., grafs., tabs.application/pdf340775https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167585porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-09-20T04:01:02Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/167585Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-09-20T04:01:02Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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