Por José Miguel Muñoz Gómez – Los revestimientos de polietileno de alta densidad son reconocidos por su desempeño de contención en vertederos, minería, aguas residuales y otros sectores vitales. Menos discutido pero que merece una evaluación es la calificación superior de huella de carbono que proporcionan las geomembranas de HDPE en comparación con las barreras tradicionales como la arcilla compactada.
Un revestimiento de HDPE de 1,5 mm (60 mil) puede proporcionar un sellado similar a 0,6 m de arcilla compactada homogénea de alta calidad y producir una permeabilidad inferior a 1 x 10-11 m/s (según ASTM D 5887). Posteriormente, la geomembrana de HDPE supera las medidas generales de impermeabilidad y sostenibilidad cuando se examina el registro científico completo, teniendo en cuenta todos los recursos y energía en la producción de arcilla y geomembranas de HDPE para ser utilizadas como capa de barrera.
El enfoque geosintético proporciona, como muestran los datos, una solución más respetuosa con el medio ambiente.
HUELLA DE CARBONO Y CARACTERÍSTICAS DE LA GEOMEMBRANA DE HDPE
El componente principal del HDPE es el monómero etileno, que se polimeriza para formar polietileno. Los principales catalizadores son el tetracloruro de aluminio y trialquilitatano y el óxido de cromo.
La polimerización de etileno y comonómeros en HDPE ocurre en un reactor en presencia de hidrógeno a una temperatura de hasta 110° C (230° F). El polvo de HDPE resultante se introduce luego en un granulador.
SOTRAFA utiliza un sistema de calandrado (troquel plano) para fabricar su geomembrana primaria de HDPE (ALVATECH HDPE) a partir de estos pellets.
Identificación de GEI y equivalentes de CO2
Los gases de efecto invernadero incluidos en nuestra evaluación de la huella de carbono fueron los principales GEI considerados en estos protocolos: dióxido de carbono, metano y óxido nitroso. Cada gas tiene un potencial de calentamiento global (GWP) diferente, que es una medida de cuánto contribuye una masa determinada de un gas de efecto invernadero al calentamiento global o al cambio climático.
Por definición, al dióxido de carbono se le asigna un PCG de 1,0. Para incluir cuantitativamente las contribuciones del metano y el óxido nitroso al impacto general, la masa de las emisiones de metano y óxido nitroso se multiplica por sus respectivos factores de GWP y luego se suma a las emisiones masivas de dióxido de carbono para calcular una masa de “equivalente de dióxido de carbono”. emisión. Para los fines de este artículo, los GWP se tomaron de los valores enumerados en la guía de la EPA de EE. UU. de 2010 "Informe obligatorio de emisiones de gases de efecto invernadero".
Los GWP de los GEI considerados en este análisis:
Dióxido de carbono = 1,0 GWP 1 kg CO2 eq/Kg CO2
Metano = 21,0 GWP 21 Kg CO2 eq/Kg CH4
Óxido nitroso = 310,0 GWP 310 kg CO2 eq/kg N2O
Utilizando los PCG relativos de los GEI, la masa de equivalentes de dióxido de carbono (CO2eq) se calculó de la siguiente manera:
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg CO2 eq
Supuesto: La información sobre energía, agua y residuos de la extracción de materias primas (petróleo o gas natural) mediante la producción de gránulos de HDPE y luego la fabricación de geomembrana de HDPE:
Geomembrana de HDPE de 5 mm de espesor, con densidad 940 Kg/m3
La huella de carbono del HDPE es de 1,60 Kg CO2/kg polietileno (ICE, 2008)
940 Kg/m3 x 0,0015 mx 10.000 m2/ha x 1,15 (desechos y solapes) = 16.215 Kgr HDPE/ha
E = 16.215 Kg HDPE/Ha x 1,60 Kg CO2/kg HDPE => 25,944 Kg CO2 eq/ha
Supuesto Transporte: 15,6 m2/camión, 1000 km desde la planta de fabricación hasta el lugar de trabajo
15 kg CO2/gal diésel x gal/3.785 litros = 2,68 Kg CO2/litro diésel
26 g N2O/gal diésel x gal/3.785 litros x 0,31 kg CO2 eq/g N2O = 0,021 kg CO2 eq/litro diésel
44 g CH4/gal diésel x gal/3.785 litros x 0,021 kg CO2 eq/g CH4 = 0,008 kg CO2 eq/litro diésel
1 litro de diésel = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg CO2 eq
Emisiones del transporte de productos en camiones por carretera:
E = TMT x (EF CO2 + 0,021∙EF CH4 + 0,310∙EF N2O)
E = TMT x (0,972 + (0,021 x 0,0035)+(0,310 x 0,0027)) = TM x 0,298 Kg CO2 eq/tonelada-milla
Dónde:
E = Emisiones totales de CO2 equivalente (kg)
TMT = Toneladas Millas Recorridas
EF CO2 = factor de emisión de CO2 (0,297 kg CO2/tonelada-milla)
EF CH4 = factor de emisión de CH4 (0,0035 gr CH4/tonelada-milla)
EF N2O = factor de emisión de N2O (0,0027 g N2O/tonelada-milla)
Conversión a unidades métricas:
0,298 kg CO2/tonelada-milla x 1,102 toneladas/tonelada x milla/1,61 km = 0,204 kg CO2/tonelada-km
E = TKT x 0,204 kg CO2 eq/tonelada-km
Dónde:
E = Emisiones totales de CO2 equivalente (Kg)
TKT = tonelada – kilómetros recorridos.
Distancia desde la planta de fabricación (Sotrafa) al lugar de trabajo (hipotético) = 1000 km
Peso típico del camión cargado: 15.455 kg/camión + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/camión = 37.451 kg/camión
641 camión/ha
E = (1000 km x 37,451 kg/camión x tonelada/1000 kg x 0,641 camión/ha) x 0,204 kg CO2 eq/tonelada-km =
E = 4.897,24 Kg CO2 eq/ha
Resumen de Huella de Carbono de Geomembrana HDPE 1.5 mm
CARACTERÍSTICAS DE LOS LINERS DE ARCILLA COMPACTADA Y SU HUELLA DE CARBONO
Los revestimientos de arcilla compactada se han utilizado históricamente como capas de barrera en lagunas de agua e instalaciones de contención de desechos. Los requisitos reglamentarios comunes para revestimientos de arcilla compactada son un espesor mínimo de 0,6 m, con una conductividad hidráulica máxima de 1 x 10-11 m/seg.
El proceso: la arcilla en la fuente de préstamo se excava utilizando equipos de construcción estándar, que también cargan el material en camiones volquete de tres ejes para transportarlo al lugar de trabajo. Se supone que cada camión tiene una capacidad de 15 m3 de tierra suelta. Utilizando un factor de compactación de 1,38, se estima que se necesitarían más de 550 camiones de tierra para construir un revestimiento de arcilla compactada de 0,6 m de espesor en un área de una hectárea.
La distancia desde la fuente de préstamo hasta el lugar de trabajo es, por supuesto, específica del sitio y puede variar mucho. Para los fines de este análisis, se asumió una distancia de 16 km (10 millas). El transporte desde la fuente de préstamo de arcilla y el lugar de trabajo es un componente importante de las emisiones totales de carbono. Aquí se explora la sensibilidad de la huella de carbono general a los cambios en esta variable específica del sitio.
Resumen de la huella de carbono del revestimiento de arcilla compactada
CONCLUSIÓN
Si bien las geomembranas de HDPE siempre se seleccionarán por su rendimiento antes que por las ventajas de la huella de carbono, los cálculos utilizados aquí respaldan una vez más el uso de una solución geosintética por motivos de sostenibilidad frente a otras soluciones de construcción comunes.
Se especificarán geomembranas como ALVATECH HDPE 1,5 mm por su alta resistencia química, fuertes propiedades mecánicas y larga vida útil; pero también debemos tomarnos el tiempo para reconocer que este material ofrece una huella de carbono 3 veces menor que la arcilla compactada. Incluso si se evalúa arcilla de buena calidad y un sitio de préstamo a solo 16 km del sitio del proyecto, las geomembranas de HDPE provenientes de 1000 km de distancia aún superan a la arcilla compactada en una medida de huella de carbono.
De: https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Hora de publicación: 28 de septiembre de 2022