Pegada ecológica para sistemas de envase: Lições do ciclo de vida
22 Aug 2022
Para capacitar a evolução do produto de acordo com suas metas climáticas e oferecer também aos fabricantes dados de sustentabilidade, a GEA está gerando números concretos sobre o impacto ambiental de suas máquinas realizando as chamadas avaliações do ciclo de vida do produto (LCA). Como próximo passo, as LCAs serão integradas ao processo de design de todos os novos produtos para otimizar a sustentabilidade e a transparência para os clientes. A GEA foi uma das primeiras do setor a realizar esta LCA em um sistema de envase de bebidas.
No caminho para atingir sua meta climática de zero emissões líquidas até 2040, a GEA se concentrará na redução de suas emissões do Escopo 3 ao longo da cadeia de valor, já que elas representam a maior parte das emissões de CO2e da empresa. Como primeiro passo, a GEA planeja reduzir as emissões do Escopo 3 em 18% até 2030 em relação aos níveis de 2019. A chave para isso será diminuir a pegada de carbono de suas máquinas durante a fase de uso. Isso se aplica à engenharia e à fabricação como um todo, que dão uma grande contribuição no caminho para o Net Zero com as tecnologias atuais e inovações futuras. Se pudermos melhorar continuamente a eficiência operacional dos equipamentos, isso ajudará os clientes a economizar energia térmica, eletricidade e recursos.
Um primeiro passo nessa jornada é garantir a transparência: “Temos visto um número crescente de solicitações de clientes por informações detalhadas sobre o impacto ambiental dos equipamentos da GEA – não apenas na fase de uso, mas durante toda a vida útil do produto”, diz Donato De Dominicis, vice-presidente sênior de Envase e Embalagem da GEA com sede em Sala Baganza, Itália. Como primeiro fornecedor de sistemas de envase, a GEA iniciou uma cooperação com a Universidade de Parma em maio de 2021. O objetivo era fornecer aos clientes os números de consumo de dois dos mais importantes sistemas de envase asséptico da GEA e impulsionar o progresso em direção às ambiciosas metas climáticas da GEA. “Queríamos uma análise minuciosa dos números – uma compreensão detalhada da pegada de nossos sistemas de envase. E uma LCA é a estrutura mais abrangente para medir o impacto ambiental”, diz Paolo Abelli, Diretor de P&D em Envase e Embalagem, GEA. É claro que realizar uma LCA em conformidade com os principais padrões internacionais não é tarefa simples. Fazer certo significa cumprir rigorosamente as normas da série ISO 14040, bem como as regras específicas para cada setor e tipo de máquina. “A LCA é baseada em um processo altamente burocrático, pode mesmo ser chamada uma de ciência em si, por isso a GEA buscou especialistas externos para começar”, acrescenta Abelli.
Dra. Nadine Sterley, Diretora de Sustentabilidade, GEA
“A LCA é uma ferramenta poderosa para identificar pontos críticos de pegada, priorizando melhorias de sustentabilidade em nosso processo de design e aumentando a transparência para nossos clientes”.
Dra. Nadine Sterley, Diretora de Sustentabilidade, GEA
Aprendendo o básico da LCA com o CIPACK
A GEA recorreu ao Centro Interdepartamental de Embalagens da Universidade de Parma (CIPACK), especializado em pesquisa básica e aplicada na área de embalagem e envase, particularmente em aplicações farmacêuticas e alimentícias. Barbara Bricoli, Gerente de Inovação de P&D, GEA Filling and Packaging, explica: “A Universidade de Parma nos apoiou na modalidade de coleta de dados de acordo com as regras de categoria de produto (PCR) de ‘Bebida e Envase’ e regras para envio de dados ao software”. Para a LCA, os pesquisadores de Parma trabalharam com um dos principais programas de avaliação de impacto, que atende ao formato de relatório de declaração ambiental de produto (EPD).
A LCA avaliou os dois principais sistemas de sopro-enchimento asséptico da GEA: o sistema ABF 2.0 de envase por sopro asséptico, com esterilização a seco da pré-forma, e o ECOSpin2 Zero, com esterilização úmida da garrafa. “São máquinas grandes e complexas com vários módulos, incluindo sopradores, envasadoras, fornos e muitos outros componentes”, explica Bricoli. “A LCA considerou cada uma delas separadamente e calculou o consumo de cada peça, o que contribuiu para uma análise geral precisa”.
Ponto de partida: consumo de energia e recursos na fase de uso
O escopo da LCA abrangeu as três principais fases do ciclo de vida do produto para cada unidade:
- Produção da máquina (incluindo extração de matérias-primas)
- Fase de uso (consumo durante a operação, ciclos de limpeza e esterilização)
- Descarte final (após uma vida útil de 15 anos)
Para cada uma dessas fases, a LCA determinou o impacto ambiental das máquinas em sete diferentes categorias de impacto1:
- Acidificação: a acidificação da água, do solo e do ar se deve a substâncias acidificantes, como ácido nítrico, ácido sulfúrico, dióxido de enxofre, cloreto de hidrogênio, ácido sulfúrico, hidrogênio, ácido fosfórico, etc., em kg de SO2 eq)
- Eutrofização: o termo indica o crescimento excessivo de organismos vegetais que modificam o equilíbrio ecológico do meio aquático, em kg de PO4
- Aquecimento global: o aumento da temperatura média da Terra devido às atividades humanas que liberam gases de efeito estufa, como o CO2, na atmosfera. Esses gases, que ficam presos na camada mais baixa da atmosfera, atuam como uma barreira à radiação solar refletida da superfície terrestre, cuja energia é convertida em calor. Isso faz com que a temperatura média global suba, em kg de CO2 eq
- Oxidação fotoquímica: este fenômeno é devido aos óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos, que, devido ao efeito das reações fotoquímicas induzidas pelos raios solares, levam à oxidação do monóxido de nitrogênio (NO), que se transforma em nitrogênio (NO2), e a formação de ozônio (O3) e outros compostos químicos com efeitos tóxicos no ecossistema e na saúde humana, em kg de NMVOC (Compostos Orgânicos Voláteis Não Metano).
- Depleção abiótica, elementos: esta categoria se refere à exaustão de elementos, como metais, e a unidade de medida é o kg de Sb eq.
- Depleção abiótica, combustíveis fósseis: a exaustão dos combustíveis fósseis, em MJ.
- Escassez de água: in m3 eq.
- Depleção da camada de ozônio: diluição da camada de ozônio, a categoria de impacto é opcional, mas foi considerada na análise, em kg de CFC-11 eq.
“Fornecemos os dados primários para o estudo, incluindo uma análise de estoque de todos os componentes e materiais da máquina, bem como dados de consumo durante a fase de uso”, explica Bricoli. “O impacto no fim da vida útil foi calculado com base em um cenário de descarte de máquinas usando dados de descarte europeus”.
A LCA descobriu que 95% do impacto ambiental das máquinas em média em todas as categorias de impacto se deve ao consumo de energia e recursos durante a fase de uso. Apenas em uma categoria de impacto – depleção abiótica de elementos – a fase de extração e produção de matérias-primas teve um impacto de 46% de mais que alguns pontos percentuais. “Dada a grande quantidade de aço utilizada na fabricação das máquinas, foi um tanto surpreendente constatar que os materiais utilizados na fabricação têm em média um impacto inferior a 4% do total”, diz Bricoli. “Isso torna a avaliação da fase de uso ainda mais interessante, porque é claramente onde nós e nossos clientes temos a maior influência para reduzir o impacto ambiental de nossas máquinas de envase daqui para frente”.
95% do impacto ambiental das máquinas em média em todas as categorias de impacto se deve ao consumo de energia e recursos durante a fase de uso.
Insight da LCA pela GEA Filling & Packaging
Ajustes técnicos reduzem 30% de CO₂e
Aprofundando-se na fase de uso, o estudo descobriu que – em quase todas as categorias de impacto – três formas de consumo de recursos tiveram o maior impacto: energia elétrica, vapor de processo e ar comprimido. Em termos de aquecimento global, esses três consumos sozinhos respondem por 76% do total de emissões de CO2 do ABF 2.0. “Dado o foco da GEA nas emissões do Escopo 3, as emissões de CO2e são nossa área de ação prioritária – e os resultados da LCA oferecem um mapa bastante claro sobre como avançar de forma mais eficaz”, diz Bricoli.
Como primeiro passo, a LCA ajudou a GEA a identificar e implementar três progressos rápidos para reduzir ainda mais a pegada climática de seus sistemas de envase.
- Ao recuperar o condensado adicional, eles reduziram os requisitos de vapor do processo durante a fase de uso, diminuindo assim o consumo de eletricidade no processo de aquecimento.
- Ao recircular o ar do soprador, reduziram ainda mais a necessidade de ar comprimido e energia elétrica.
- Os clientes agora podem optar por usar microfiltração em vez de UHT para produzir água estéril, o que novamente reduz a energia elétrica necessária para aquecer a água na máquina.
“Somadas, essas três medidas resultam em uma redução de 30% das emissões de CO2 durante a fase de uso da máquina”, afirma Paolo Abelli. “Alguns clientes continuarão a preferir a conveniência do UHT à microfiltração, mas o importante aqui é a transparência que alcançamos com a LCA – e que permite que nossos clientes agora possam tomar decisões com base em números reais”.
Para a equipe de P&D da GEA, a transparência obtida pela LCA acelerou o desenvolvimento de suas máquinas.
“Atualmente, estamos explorando maneiras adicionais de recuperar energia, por exemplo. do forno soprador ou outros processos de aquecimento. E iniciamos a colaboração com outras unidades da GEA para melhorar ainda mais a recuperação de energia elétrica em nosso sistema. Os números concretos que temos da LCA realmente ajudam a focar e alinhar esse trabalho colaborativo dentro da GEA”.
“Esta primeira LCA nos permitiu fazer alguns ajustes específicos em dois de nossos sistemas de envase para obter melhorias significativas em CO2e, mas isso é realmente apenas o começo.”
Barbara Bricoli, gerente de inovação de P&D, GEA Filling and Packaging
Ensinar um homem a pescar
Como resultado de sua primeira colaboração com a Universidade de Parma, a GEA agora tem as ferramentas e o know-how para realizar LCAs adicionais para outros produtos em seu portfólio. “Há um interesse crescente de todos os lados – de consumidores finais, clientes da GEA, fornecedores e, claro, dentro da GEA – para poder quantificar o impacto ambiental dos processos de fabricação e produtos finais para que todos possamos tomar decisões informadas sobre o que comprar ou, no nosso caso, como projetar as máquinas mais eficientes e sustentáveis”, diz Jannik Desel, Gerente de Projetos de Sustentabilidade da GEA. “Até agora, conseguimos fornecer estimativas aproximadas sobre a pegada ambiental de nossas máquinas, mas ter capacidade de LCA nos permitirá obter análises muito mais granulares e números precisos e acionáveis em nossas máquinas”.
A ferramenta atual da Desel fornece uma visão geral gráfica das emissões de um determinado produto para identificar rapidamente os maiores contribuintes para o aquecimento global – entre outras categorias de impacto – e priorizar as etapas para melhorar o desempenho ambiental. Mas, como seu colega de P&D Bricoli, ele chama logo a atenção sobre o fato de que este é apenas o começo. “Em termos de obter uma imagem clara e precisa das pegadas ambientais por parte do fornecedor, as coisas estão em sua fase preliminar”, diz Desel. “Confiamos muito nas médias do setor até agora, mas queremos avançar rapidamente para melhorar isso”.
A GEA iniciou colaborações com fornecedores para conhecer mais profundamente sobre a pegada de CO2 de seus equipamentos e descobriu que ter capacidade de LCA ajuda a orientar esse processo. “Empresas ao longo da cadeia de suprimentos estão começando a agir para entender e reduzir sua pegada ambiental, mas você também pode ver que é uma nova área de atuação, então há uma certa falta de experiência e clareza sobre como fazer isso” diz Desel.
“Ter a capacidade de LCA nos permite assumir a liderança com clientes ou fornecedores e ajudar a orientar esse processo colaborativo de criação de produtos de menor impacto em todo o ciclo de vida”.
Jannik Desel, Gerente de Projetos de Sustentabilidade, GEA
A LCA se tornando parte integrante do processo de design da GEA
Desel, sob o comando da Diretora de Sustentabilidade da GEA, Nadine Sterley, está agora liderando o esforço da GEA para estabelecer a experiência em LCA internamente para que a GEA possa integrar análises de impacto do ciclo de vida no processo de desenvolvimento de cada produto. “Nossos colegas na Itália merecem crédito por dar o primeiro grande passo para estabelecer a capacidade de LCA aqui dentro da GEA”, diz Sterley. “Como os resultados demosntram, a LCA é uma ferramenta poderosa para identificar pontos críticos de pegada, priorizando melhorias de sustentabilidade em nosso processo de design e aumentando a transparência para nossos clientes”.
