Ejercicios: Impacto social y ambiental

Explicá qué es el análisis de ciclo de vida de un producto y enumerá sus fases principales, desde la cuna hasta la tumba. ¿Por qué mirar solo la fase de uso puede dar una imagen falsa del impacto real?

La figura muestra el ciclo de vida de un celular con una fase tapada. Indicá qué fase falta y describí dos impactos ambientales que se producen en ella.

Explicá qué es un informe de evaluación de impacto y qué apartados mínimos debe contener (descripción de la tecnología, impactos identificados, medidas correctoras y conclusiones). ¿Quién lo redacta y quién lo utiliza para decidir?

Definí la huella de carbono de un producto y explicá por qué se expresa en $\text{kg}$ de CO₂ equivalente (suma de todos los gases de efecto invernadero convertidos a su equivalente en CO₂). Poné un ejemplo de actividad diaria y su huella aproximada.

Explicá qué es una ecoetiqueta oficial (como la europea) y en qué se diferencia de un mensaje publicitario «verde»: quién la concede, con qué criterios verificables y qué garantía ofrece al consumidor.

Distinguí entre reducir, reutilizar y reciclar con un ejemplo de envase para cada verbo, y explicá por qué la jerarquía de residuos ordena exactamente así las opciones (la mejor es la que evita generar el residuo).

Explicá qué es la huella hídrica de un producto (agua consumida en todo su ciclo de vida) y por qué una remera de algodón puede «llevar» más de $2\,000\ \text{L}$ aunque fabricarla apenas moje. ¿Qué diferencia hay entre agua verde (lluvia), azul (riego) y gris (dilución de contaminantes)?

Compará el impacto por pasajero de un viaje Madrid–Barcelona en avión y en tren de alta velocidad, razonando qué fase del viaje del avión concentra más emisiones (despegue) y por qué la fuente de la electricidad del tren importa en la comparación.

Compará el ciclo de vida de una botella de vidrio retornable con el de una botella de plástico de un solo uso: impactos en extracción y fabricación, transporte (el vidrio pesa más), cantidad de usos y fin de vida. Razoná qué factor suele inclinar el balance a favor de la retornable.

Un auto eléctrico no emite gases al circular, pero su batería concentra gran parte del impacto de fabricación. Explicá qué es la «deuda de carbono» inicial del eléctrico frente al de combustión, de qué depende el kilómetro en que se iguala el balance (mix eléctrico, tamaño de batería) y qué conclusión práctica se saca.

Identificá tres impactos sociales de la automatización de una fábrica (empleo directo, nuevos perfiles técnicos, condiciones de trabajo) y tres ambientales (consumo energético, residuos electrónicos, eficiencia de materiales), y redactá una conclusión equilibrada para el informe de evaluación.

Los estudios de ciclo de vida de bolsas de compras sorprenden: la bolsa de algodón debe usarse decenas o centenares de veces para igualar el impacto por uso de la de plástico. Analizá qué factores explican ese umbral (cultivo del algodón: agua y pesticidas; peso transportado; número real de reutilizaciones) y qué conclusión práctica sacás para tu propia compra.

Un centro de datos consume electricidad para los servidores y, además, casi otro tanto para refrigerarlos. Explicá qué es el indicador PUE (cociente entre energía total y energía de los equipos informáticos), qué valor tiene un centro eficiente y tres medidas para mejorarlo (free cooling, localización en climas fríos, calor residual reutilizado).

Explicá la diferencia entre economía lineal (extraer, producir, usar, tirar) y economía circular, y describí tres bucles de la circular (mantenimiento y reparación, reutilización de productos completos, reciclaje de materiales) con un ejemplo de producto para cada bucle. ¿Por qué el bucle más corto (reparar) suele ser el más eficiente?

Analizá el ciclo de vida de una farola solar autónoma: impactos de fabricación (panel, batería de litio, poste), fase de uso (¿emisiones?) y fin de vida de la batería. Compará con una farola conectada a la red y razoná en qué situaciones la solar gana claramente y en cuáles no.

Un informe de sostenibilidad de una mochila usa cuatro indicadores: energía ($\text{MJ}$), emisiones ($\text{kg CO₂ eq}$), agua ($\text{L}$) y residuos generados ($\text{kg}$). Explicá por qué un solo indicador no basta (una opción puede ganar en carbono y perder en agua), qué es una ponderación de indicadores y qué subjetividad introduce.

Una cafetería universitaria sirve $120\,000$ cafés al año y compara dos sistemas de servicio mediante un Análisis de Ciclo de Vida (ACV):

• Opción A (Desechable): Vaso de cartón con recubrimiento de PLA compostable. Huella de fabricación y transporte: $24\text{ g CO}_2\text{eq}$ y $0,25\text{ l}$ de agua por unidad. Al desecharse en vertedero o planta de compostaje genera $16\text{ g CO}_2\text{eq}$.

• Opción B (Reutilizable): Vaso de polipropileno inyectado ($40\text{ g}$). Huella de fabricación: $320\text{ g CO}_2\text{eq}$ y $3,2\text{ l}$ de agua. El lavado en lavavajillas industrial in situ consume $0,35\text{ l}$ de agua y genera $9\text{ g CO}_2\text{eq}$ de energía por ciclo. Se estima una tasa de pérdida o rotura del $2\,\%$ por uso.

• Calculá el umbral de amortización ambiental (número mínimo de usos que debe durar un vaso reutilizable para emitir menos $\text{CO}_2\text{eq}$ total que los desechables equivalentes).

• Interpretá el impacto de la tasa de pérdida: si los alumnos extravían el vaso antes del uso 15, predecí qué opción genera mayor impacto de carbono y cuál mayor huella hídrica.

• Diseñá dos medidas de gestión técnica u operativa para la cafetería que aseguren que la opción reutilizable sea rentable ambientalmente.

Dos fabricantes de telefonía abordan el diseño de un terminal con filosofías opuestas:

• Terminal X: Chasis unibody sellado con adhesivo térmico impermeable (IP68), batería fija ultradelgada no extraíble y componentes integrados en una única placa base.

• Terminal Y: Chasis modular atornillado con tornillos Torx estándar (IP54), batería sustituible por el usuario en 2 minutos y módulos independientes (cámara, conector USB, pantalla) conectados por flex.

• Analizá el ciclo de vida de ambos dispositivos: ¿qué ventajas e inconvenientes presentan en la fase de uso frente a caídas/agua y en el fin de vida para el reciclaje de tierras raras (neodimio, tantalio)?

• Un Índice de Reparabilidad oficial otorga al modelo X una nota de $3,8/10$ y al modelo Y un $8,9/10$. Justificá qué cuatro criterios técnicos pondera dicho índice para penalizar al terminal X.

• Suponé que el fabricante de Y deja de actualizar el sistema operativo a los 3 años, mientras que X ofrece soporte de software durante 7 años. Predecí cómo este desfase de obsolescencia lógica/percibida altera la sostenibilidad real estimada en el diseño físico.

Se realiza un ACV comparativo entre dos prendas destinadas al mismo uso funcional:

• Prenda S (Poliéster virgen, fast-fashion): Fabricación: $4,5\text{ kg CO}_2\text{eq}$ y $150\text{ l}$ de agua. Vida útil estimada: $12$ puestas/lavados antes de rotura o pérdida de forma.

• Prenda N (Algodón orgánico duradero): Fabricación: $8,2\text{ kg CO}_2\text{eq}$ y $2\,700\text{ l}$ de agua (cultivo e hilado). Vida útil estimada: $75$ puestas/lavados.

Cada ciclo de lavado y secado doméstico genera $0,18\text{ kg CO}_2\text{eq}$ y consume $25\text{ l}$ de agua. En cada lavado, la prenda S desprende unas $1\,800$ microfibras sintéticas no biodegradables.

1. Definí la Unidad Funcional adecuada para hacer una comparativa justa y calculá el impacto de carbono ($100$ puestas) para ambos sistemas textiles.

2. Interpretá el trade-off ambiental: justificá por qué evaluar únicamente la huella hídrica de fabricación conduciría a una conclusión errónea sobre cuál es más sostenible.

3. Diseñá dos modificaciones técnicas (una en el proceso de hilatura/diseño textil y otra en la fase de mantenimiento del electrodoméstico) dirigidas a mitigar la externalidad negativa específica del desprendimiento de microplásticos en la prenda S.

Una cadena de comida rápida sustituye anualmente $200\,000$ juegos de cubiertos de poliestireno (PS) por dos alternativas:

• Opción 1: Ácido poliláctico (PLA) biodegradable en compostaje industrial (temperatura $>58\text{ }^\circ\text{C}$ y humedad controlada durante 60 días). En la región, solo el $18\,\%$ de la fracción orgánica recogida se trata en plantas de compostaje con estas especificaciones; el resto va a vertedero o incineración.

• Opción 2: Madera de abedul con recubrimiento de cera vegetal. Su procesado requiere $3$ veces más superficie de suelo y $2,5$ veces más agua que el PLA, pero biodegrada en suelo o compost doméstico en $90$ días.

• Analizá el fenómeno de «transferencia de impactos» (burden shifting): predecí qué problemas mecánicos y ambientales ocurrirán si los usuarios desechan los cubiertos de PLA en el contenedor de reciclables de envases plásticos convencionales (PET/PE).

• A partir de los datos de gestión de residuos de la región, justificá cuál de las dos opciones ofrece un balance ecológico real más favorable en el fin de vida.

• Evaluá la viabilidad técnica de sustituir los cubiertos descartables por cubiertos de acero inoxidable con un Sistema de Depósito, Devolución y Retorno (SDDR). Determiná qué factores limitantes de infraestructura (espacio de lavado, consumo hídrico/energético local, tasa de pérdidas) deben auditarse para validar su implantación.

Un fabricante de vehículos eléctricos debe seleccionar la química de celda para una nueva flota urbana:

• Celda NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto): Densidad de $250\text{ Wh/kg}$. Cada batería de $60\text{ kWh}$ necesita $9\text{ kg}$ de cobalto, procedente en gran parte de minería con graves impactos de derechos humanos y contaminación de aguas en la R. D. del Congo. Su reciclaje hidrometalúrgico es económicamente rentable por el alto valor de mercado del cobalto y níquel.

• Celda LFP (Litio-Ferrofosfato): Densidad de $155\text{ Wh/kg}$. Emplea hierro y fósforo abundantes sin cobalto ni níquel. Al ser menos densa, la batería pesa un $61\,\%$ más para la misma capacidad, incrementando el consumo del vehículo en $1,2\text{ kWh/100 km}$. Su reciclaje es deficitario hoy en día.

• Planteá el conflicto de justicia ambiental: analizá el trade-off entre la justicia extractiva local (derechos humanos y degradación minera en países exportadores) y el impacto climático global en la fase de uso.

• Predecí el destino geográfico de las baterías al final de su vida útil: si el reciclaje de LFP no es rentable de forma espontánea por el mercado, ¿qué riesgo de tráfico transfronterizo de residuos hacia países en desarrollo se genera si no se aplica la Responsabilidad Ampliada del Productor (RAP)?

• Proponé dos especificaciones técnicas y regulatorias (como el Pasaporte Digital de Baterías o porcentajes obligatorios de material reciclado en celdas nuevas) que permitan usar química NMC mitigando de forma verificable las externalidades sociales en origen.