Resumen de Análisis de ciclo de vida en la transición a la economía circular. Caso de estudio: el reciclaje en la tecnología de membrana
- español
La Osmosis Inversa (OI) es la tecnología más extendida para la desalinización. OI es una tecnología de membrana. No obstante, esta tecnología tiene algunos problemas ambientales, como el uso de energía, la eliminación de salmuera y la generación de módulos de membrana de ósmosis inversa al final de su vida útil. Por ello, se ha investigado en el desarrollo de soluciones técnicas. Entre otros, cabe destacar los esfuerzos en la transición hacia la circularidad de esta tecnología a través de la innovación en alternativas de reciclaje. Las novedades de estos últimos años provienen de novedosos resultados a escala piloto de reciclado en nanofiltración (NF) y ultrafiltración (UF), y la segunda generación de reciclado indirecto que incluye el reciclado en osmosis directa (OD), que ha sido probado a escala de laboratorio. No obstante, existe una brecha de conocimiento sobre las implicaciones ambientales y económicas de estas tecnologías. La presente tesis tiene como objetivo actualizar y completar la comprensión del reciclaje directo en NF, UF y OD.
Para garantizar la protección del medio ambiente y prevenir el impacto de la transición a la Economía Circular y alineada con la Directiva Marco de Residuos (2008/98/CE), se ha señalado como herramienta más adecuada la aplicación del Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Por lo tanto, la presente tesis aplica el ACV y otras evaluaciones económicas a diferentes avances en la investigación del reciclaje OI al final de la vida útil. Eso es, la selección de pilotos de reciclaje, la integración de la variabilidad de los residuos, la definición y análisis de la cadena de suministro y una evaluación holística con una perspectiva de ciclo de vida del reciclaje en NF y OD. Además, se realizó una primera evaluación del reciclaje emergente en OD. En cuanto a las novedades metodológicas, cabe destacar el desarrollo de indicadores basados en resultados de ACV para salvar los vacios de datos y la incertidumbre de las tecnologías con bajos niveles de madureza tecnológica.
Los resultados muestran que las tres tecnologías de reciclaje, reciclaje directo en NF y UF; y el reciclaje indirecto en OD tienen un impacto potencial bajo en el medio ambiente. Además, en la mayoría de los casos, se ha identificado que tienen un impacto menor que sus homólogos comerciales. No obstante, los puntos críticos y otras barreras tecnológicas podrían complicar los ahorros ambientales potenciales del reciclaje. Es por ello que se han identificado los puntos donde aún se necesita algo de investigación o definición del proceso como en el caso de la caracterización de los módulos de OI desechados. Finalmente, la presente tesis define los criterios, indicadores y metodologías para continuar la investigación y el desarrollo mejorando la protección ambiental y la viabilidad económica de las tecnologías aquí estudiadas.
- English
Reverse osmosis (RO) is the foremost extended technology for desalination. RO is a membrane technology. Nonetheless, this technology has some environmental issues such as energy use, brine disposal and the generation of end-of-life (EoL) RO membrane modules. Therefore, research has been carried out on the development of technical solutions. Among others, the efforts in the transition towards circularity of this technology through the innovation in recycling alternatives also need to be highlighted. The novelties in these last years come from novel results at pilot scale recycling into nanofiltration (NF) and ultrafiltration (UF), and the second generation of indirect recycling that includes recycling into forward osmosis (FO), which has been tested at laboratory scale. Nonetheless, there is a knowledge gap in the environmental and economic implications of these technologies. The present thesis aims to update and fulfilled the comprehension of direct recycling into NF, UF and FO.
To guarantee environmental protection and prevent the impact of the transition into the Circular Economy and aligned to the Waste Framework Directive (2008/98/EC), the application of Life Cycle Assessment (LCA) has been indicated as the most suitable tool.
Therefore, the present thesis applies LCA and other economic assessments to different advancements in the research of EoL-RO recycling. That is the selection of recycling pilots, the integration of the variability of the waste, the supply chain definition and analysis and a holistic assessment with a life-cycle perspective of the recycling into NF and FO. Moreover, a first assessment of the emerging recycling into FO was performed. As for methodological novelties, the development of LCA-based indicators to bridge the data gaps and the uncertainty of technologies at low technology readiness level (TRL) needs to be remarked.
The results show that the three recycling technologies, direct recycling into NF and UF; and indirect recycling into FO have a potential low impact on the environment. Furthermore, in most of cases, it has been perceived that they have a lower impact than their commercial counterparts. Nonetheless, the hotspots and other technological barriers could complicate the potential environmental savings from recycling and some research is still necessary for the process definition and waste characterisation. Finally, the present thesis defines the criterion, indicators, and methodologies to continue the research and development enhancing the environmental protection and the economic feasibility of the herein-studied technologies.
