Per José Miguel Muñoz Gómez - Els revestiments de polietilè d'alta densitat són coneguts pel seu rendiment de contenció en abocadors, mineria, aigües residuals i altres sectors vitals. Menys discutida, però que mereix una avaluació, és la qualificació superior de la petjada de carboni que proporcionen les geomembranes HDPE en comparació amb les barreres tradicionals com l'argila compactada.
Un revestiment HDPE de 1,5 mm (60 mil) pot proporcionar un segellat similar a 0,6 m d'argila compactada homogènia d'alta qualitat i produir una permeabilitat inferior a 1 x 10-11 m/s (segons ASTM D 5887). Posteriorment, la geomembrana HDPE supera les mesures generals d'impermeabilitat i sostenibilitat quan s'examina el registre científic complet, tenint en compte tots els recursos i energia en la producció d'argila i geomembranes HDPE que s'utilitzaran com a capa barrera.
L'enfocament geosintètic proporciona, com mostren les dades, una solució més respectuosa amb el medi ambient.
CARACTERÍSTIQUES DE LA PEJADA DE CARBONI I DE LA GEOMEMBRANA HDPE
El component principal de HDPE és el monòmer d'etilè, que es polimeritza per formar polietilè. Els principals catalitzadors són tetraclorur de trialquilitatani d'alumini i òxid de crom
La polimerització d'etilè i comonòmers en HDPE es produeix en un reactor en presència d'hidrogen a una temperatura de fins a 110 ° C (230 ° F). A continuació, la pols de HDPE resultant s'introdueix a un granulador.
SOTRAFA utilitza un sistema calandred (matriu plana) per fabricar la seva geomembrana primària de HDPE (ALVATECH HDPE) a partir d'aquests pellets.
Identificació de GEH i CO2 equivalents
Els gasos d'efecte hivernacle inclosos en la nostra avaluació de la petjada de carboni van ser els principals GEH considerats en aquests protocols: diòxid de carboni, metà i òxid nitrós. Cada gas té un potencial d'escalfament global (GWP) diferent, que és una mesura de quant contribueix una massa determinada d'un gas d'efecte hivernacle a l'escalfament global o al canvi climàtic.
El diòxid de carboni s'emet per definició un GWP d'1,0. Per incloure quantitativament les contribucions del metà i l'òxid nitrós a l'impacte global, la massa de les emissions de metà i d'òxid nitrós es multiplica pels seus respectius factors de GWP i després s'afegeix a les emissions massives de diòxid de carboni per calcular una massa "equivalent de diòxid de carboni". emissió. Als efectes d'aquest article, els GWP es van extreure dels valors enumerats a la guia de 2010 de l'EPA dels EUA "Informació obligatòria d'emissions de gasos d'efecte hivernacle".
Els GWP dels GEH considerats en aquesta anàlisi:
Diòxid de carboni = 1,0 GWP 1 kg CO2 eq/Kg CO2
Metà = 21,0 GWP 21 Kg CO2 eq/Kg CH4
Òxid nitrós = 310,0 GWP 310 kg CO2 eq/kg N2O
Utilitzant els GWP relatius dels GEH, es va calcular la massa d'equivalents de diòxid de carboni (CO2eq) de la següent manera:
kg CO2 + (21,0 x kg CH4) + (310,0 x kg N2O) = kg CO2 eq
Hipòtesi: La informació sobre l'energia, l'aigua i els residus de l'extracció de les matèries primeres (petroli o gas natural) mitjançant la producció de pellets de HDPE i després la fabricació de geomembranes HDPE:
Geomembrana HDPE de 5 mm de gruix, amb densitat 940 Kg/m3
La petjada de carboni HDPE és d'1,60 kg de CO2/kg de polietilè (ICE, 2008)
940 Kg/m3 x 0,0015 mx 10.000 m2/ha x 1,15 (ferralla i solapaments) = 16.215 Kgr HDPE/ha
E = 16.215 Kg HDPE/Ha x 1,60 Kg CO2/kg HDPE => 25.944 Kg CO2 eq/ha
Assumpció Transport: 15,6 m2/camió, 1000 km de la planta de fabricació al lloc de treball
15 kg CO2/gal dièsel x gal/3.785 litres = 2,68 kg CO2/litre dièsel
26 g N2O/gal dièsel x gal/3.785 litres x 0,31 kg CO2 eq/g N2O = 0,021 kg CO2 eq/litre dièsel
44 g CH4/gal dièse x gal/3.785 litres x 0,021 kg CO2 eq/g CH4 = 0,008 kg CO2 eq/litre dièsel
1 litre de gasoil = 2,68 + 0,021 + 0,008 = 2,71 kg CO2 eq
Emissions de transport de productes de camions per 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/tona-milla
On:
E = Emissions totals de CO2 equivalents (kg)
TMT = Tones de milles recorregudes
EF CO2 = factor d'emissió de CO2 (0,297 kg CO2/tona-milla)
EF CH4 = factor d'emissió de CH4 (0,0035 gr CH4/tona-milla)
EF N2O = Factor d'emissió de N2O (0,0027 g N2O/tona-milla)
Conversió a unitats mètriques:
0,298 kg CO2/tona-milla x 1,102 tones/tona x milla/1,61 km = 0,204 kg CO2/tona-km
E = TKT x 0,204 kg CO2 eq/tona‐km
On:
E = Emissions totals de CO2 equivalents (Kg)
TKT = tona – quilòmetres recorreguts.
Distància des de la planta de fabricació (Sotrafa) fins al lloc de treball (hipotètic) = 1000 km
Pes típic del camió carregat: 15.455 kg/camió + 15,6 m2 x 1,5 x 0,94/camió = 37.451 kg/camió
641 camió/ha
E = (1000 km x 37.451 kg/camió x tona/1.000 kg x 0,641 camió/ha) x 0,204 kg CO2 eq/tona-km =
E = 4.897,24 Kg CO2 eq/ha
Resum de la petjada de carboni de la geomembrana HDPE 1,5 mm
CARACTERÍSTIQUES DELS REVESTIRS D'argila compactada i la seva petjada de carboni
Els revestiments d'argila compactada s'han utilitzat històricament com a capes de barrera a les llacunes d'aigua i instal·lacions de contenció de residus. Els requisits normatius comuns per als revestiments d'argila compactada són un gruix mínim de 0,6 m, amb una conductivitat hidràulica màxima d'1 x 10-11 m/s.
El procés: l'argila a la font del préstec s'excava amb equips de construcció estàndard, que també carrega el material en camions bolquets de tres eixos per al seu transport al lloc de treball. Es suposa que cada camió té una capacitat de 15 m3 de terra solta. Utilitzant un factor de compactació d'1,38, s'estima que es necessitarien més de 550 camions de terra per construir un revestiment d'argila compactada de 0,6 m de gruix en una àrea d'una hectàrea.
La distància des de la font del préstec fins al lloc de treball és, per descomptat, específica del lloc i pot variar molt. Als efectes d'aquesta anàlisi, es va suposar una distància de 16 km (10 milles). El transport des de la font del préstec d'argila i el lloc de treball és un component important de les emissions globals de carboni. Aquí s'explora la sensibilitat de la petjada de carboni global als canvis en aquesta variable específica del lloc.
Resum de la petjada de carboni del revestiment d'argila compactada
CONCLUSIÓ
Tot i que les geomembranes HDPE sempre es seleccionaran per al rendiment abans dels avantatges de la petjada de carboni, els càlculs utilitzats aquí donen suport una vegada més a l'ús d'una solució geosintètica per motius de sostenibilitat en comparació amb altres solucions de construcció habituals.
Les geomembranes com ALVATECH HDPE 1,5 mm s'especificaran per la seva alta resistència química, fortes propietats mecàniques i vida útil a llarg termini; però també hauríem de prendre temps per reconèixer que aquest material ofereix una petjada de carboni que és 3 vegades més baixa que l'argila compactada. Fins i tot si avalueu una argila de bona qualitat i un lloc de préstec a només 16 km del lloc del projecte, les geomembranes HDPE que provenen de 1000 km de distància encara superen l'argila compactada en una mesura de la petjada de carboni.
Des de: https://www.geosynthetica.net/carbon-footprint-hdpe-geomembranes-aug2018/
Hora de publicació: 28-set-2022