Ciclo-de-vida

Colección Energías Renovables del Océano
Energías del Océano
Guía para el Desarrollo
de Análisis de Ciclo
de Vida de Energías
del Océano
Leonor Patricia Güereca, Sergio Agustín Zamorano Guzmán,
Rosario León-Lira, Guadalupe Paredes Figueroa,
Adriana Rivera-Huerta, Dora Ruiz Méndez,
Maribel García Sánchez e Itzel Rolón Rodríguez
Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Colección Energías Renovables del Océano
Rodolfo Silva Casarín, Gregorio Posada Vanegas
Jorge Gutiérrez Lara y Angélica Felix Delgado
Editores de la Colección

Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías
del Océano
Leonor Patricia Güereca 1 , Sergio Agustín Zamorano Guzmán 2 ,
Rosario León-Lira 2 , Guadalupe Paredes Figueroa 3 ,
Adriana Rivera-Huerta 2 , Dora Ruiz Méndez 4 ,
Maribel García Sánchez 2 e Itzel Rolón Rodríguez 2
1
Instituto de Ingeniería, UNAM y Red Mexicana de Análisis de Ciclo de Vida
2
Instituto de Ingeniería, UNAM
3
Universidad de Monterrey
4
Instituto de Ingeniería, UNAM y Groningen University

Güereca L.P., S.A. Zamorano Guzmán, R. León-Lira, G. Paredes Figueroa, A. Rivera-Huerta,
D. Ruiz Méndez, M. García Sánchez, I. Rolón Rodríguez, 2021. Guía para
el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida de Energías del Océano. Cemie-Océano,
Universidad Autónoma de Campeche. 124 p.
© CEMIE-Océano
© CIVICCS. Grupo de Investigación de Ciclo de Vida, Cambio Climático y Sostenibilidad
(CIVICCS) del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de
México, 2021.
© Universidad Autónoma de Campeche 2021
Instituto de Ecología, Pesquerías y Oceanografía
del Golfo de México (epomex)
ISBN 978-607-8444-28-1 de la Colección
ISBN 978-607-8444-78-6 del Volumen
DOI: 10.26359/EPOMEX.CEMIE082021
Estos lineamientos fueron desarrollados como parte del proyecto cemie-Océano. Fondo Sectorial
de Energía conacyt – sener/Sustentabilidad Energética, a través del Centro Mexicano de
Innovación en Energías del Océano, Número de Subvención 249795. Esta publicación puede
reproducirse total o parcialmente y en cualquier forma para fines educativos o sin fines de lucro,
sin un permiso especial de los derechos de autor titulares, siempre que se reconozca la fuente.
civiccs agradecería recibir una copia de cualquier publicación que utilice ese documento como
referencia.

Contenido
Colección Energías Renovables del Océano
Créditos fotográficos
Resumen Ejecutivo 13
Cómo usar la Guía 15
Introducción 17
Contexto 17
Alcance de la Guía 19
Análisis de Ciclo de Vida 23
¿Qué es el Análisis de Ciclo de Vida? 23
Metas de los Análisis de Ciclo de Vida 29
ACV de energías del océano 29
Marco Técnico para la Aplicación del ACV
a las Energías del Océano 49
General 49
Definición de objetivo y alcance 50
Inventario de Ciclo de Vida 71
7

Evaluación de Impacto de Ciclo de Vida 74
(EICV)
Categorías de Impacto No Consideradas
en ACV y de Relevancia en Energías
del Océano 81
Impactos en biodiversidad 82
Riesgo por fenómenos meteorológicos 86
Impactos Sociales de las Tecnologías para la
Generación de Energía Eléctrica a partir
del Océano con un Enfoque de Análisis
del Ciclo de Vida Social 91
Impactos sociales de las energías
del océano 92
Marcos conceptuales para las evaluaciones
de impacto social en el ámbito marino 95
Impactos sociales en dos tipos de
tecnologías de energía del océano:
mareas y olas 97
Análisis de impactos con enfoque
de Análisis de Ciclo de Vida Social 100
Conclusiones y Futuros Pasos 105
Referencias 111

Créditos fotográficos
Página
Autor/Fuente
16 Grahame Jenkins en Unsplash
https://unsplash.com/photos/n56zPsBFA64
21 Fotografía de Alexandros Giannakakis
Toamada de Unsplash
(https://unsplash.com/photos/yFlbtsp7U8k)
22 Energía eólica marina
en https://www.americaeconomia.com/negocios-industrias/
la-energia-eolica-marina-entra-en-el-radar-de-brasil-yatrae-equinor-y,
Energía undimotriz en https://encolombia.com/medioambiente/interes-a/energia-undimotriz/
Olas del mar de Gatis Marcinkevics en Unsplash
Energía undimotriz en Ecotrendies
https://ecotrendies.com/que-es-la-energia-undimotriz.html
Carcharodon carcharias
autor / Banco de Imágenes conabio
Seriola lalandi
autor / Banco de Imágenes conabio
Delfín común (Delphinus delphis bairdii)
Oscar Guzón / Banco de Imágenes conabio
47 Fotografía de Mark Harpur
Toamada de Unsplash
(https://unsplash.com/photos/d8yPxlVERM8)

48 Tres turbinas de viento blanco en el mar.
Fotografía de Shaun Dakin.
Tomada de Unsplash (https://unsplash.com/)
54 Centro de investigación de energía del océano
en Kailua- Kona. Hawaii.
(https://www.makai.com/renewable-energy/)
55 a) Prototipo de sistema de electrodiálisis reversa para el
aprovechamiento del gradiente salino. Desarrollado en el
IIUNAM-CU por el CEMIE-Océano (Fotografía Elier Sandoval).
b) Pila industrial de electrodiálisis reversa
(Foto tomada de Novasep 2020) (https://www.novasep.com/).
c) Planta piloto REDStack en Afsluitdijk, Países Bajos
(Fujifilm Corporation 2016) (https://www.fujifilm.com/) .
57 Tecnología de gradiente salino.
Tomada de Novasep (https://www.novasep.com/)
80 Cachalote (Physeter macrocephalus)
Carlos Javier Navarro Serment / Banco de Imágenes conabio
84 Fotografía de Marcus Woodbridge.
Tomada de Unsplash ( https://unsplash.com/)
90 Hombre de mar
Daniel Martínez Hernández
104 Dunas costeras
Javier Hinojosa / Banco de Imágenes conabio
110 Lobo fino de Guadalupe (Arctocephalus philippii townsendi)
Javier Hinojosa / Banco de Imágenes conabio

Colección
Energías Renovables del Océano
Uno de los objetivos centrales del Centro Mexicano de Innovación en Energía
del Océano (cemie-Océano), es dar a conocer, de manera ágil y abierta, los
resultados técnicos derivados de las actividades realizadas por los investigadores,
estudiantes y empresarios que en él participan. La meta es alcanzar a la
sociedad civil y a otros actores técnicos, estudiantiles, empresariales e institucionales
públicos y privados tanto para mantenerles informados como para, a
través de un ejercicio de conciencia energética, iniciar nuevas interacciones y
vínculos de colaboración alrededor de las energías del océano.
La colección de libros Energías Renovables del Océano está compuesta por
las diferentes temáticas que aborda el cemie-Océano, esta primera entrega
se compone de la revisión de los Estados del Arte asociados al desarrollo
del aprovechamiento de las energías por gradiente térmico, gradiente salino,
oleaje y corrientes, así como de los avances en almacenamiento de energía
e interconexión a la red eléctrica, materiales, aspectos ambientales y modelación
numérica y física. Los libros, además de encontrarse en las bibliotecas de
las 45 instituciones que conforman el cemie-Océano, podrán ser descargados
electrónicamente sin costo en la página de internet www.cemieoceano.mx
Esperamos que esta colección sea de utilidad para quienes, como todos los
miembros del cemie-Océano, estamos convencidos de que el cambio en el
paradigma energético de nuestro país, es una meta alcanzable que pasa por
el camino de la formación de recursos humanos de alto nivel y que requiere el
máximo de las capacidades de las personas e instituciones educativas, comerciales
y de base tecnológica con las que contamos.
Los editores

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
Resumen Ejecutivo
El incremento de la demanda energética a nivel mundial, en conjunto con
el calentamiento global y la limitada disponibilidad de combustibles fósiles,
han detonado el desarrollo tecnológico y la innovación en el sector
energético a nivel mundial, buscando cada vez fuentes de energía más eficientes
y con menores impactos ambientales.
En este sentido, la energía del océano podría ser una fuente viable, ya que
se ha estimado que la energía producida por las olas podría eventualmente
proveer un porcentaje importante de la demanda eléctrica mundial actual.
Una de las principales ventajas ambientales de la energía del océano es
que la mayoría de los dispositivos diseñados a la fecha, no generan emisiones
directas de Gases de Efecto Invernadero (gei). Sin embargo, es necesario evaluar
de una forma integral los impactos ambientales acumulados por toda la
cadena de valor, considerando desde la extracción de materias primas hasta
la disposición final de los sistemas energéticos y tomando en cuenta todos los
vectores involucrados: aire, agua y suelo.
El enfoque de Análisis de Ciclo de Vida (acv), ha probado ser una metodología
que apoya la evaluación ambiental de una forma holística. A la fecha, son
contados los estudios de acv que se han realizado, por ello, el objetivo de esta
Guía es compartir experiencias que apoyen el desarrollo de futuros estudios
13

CEMIE-Océano
de Análisis de Ciclo de Vida de energías del océano. Lo anterior, permitirá que
el desarrollo tecnológico para el aprovechamiento de dichas energías, evolucione
de manera paralela con sus mejoras ambientales.
Para cumplir el objetivo de la Guía, en la sección Análisis de Ciclo de Vida se
presentan los fundamentos teóricos de la metodología, en donde se abordan
los principales elementos que requieren la Normas iso 14040 e iso 14044 (iso,
2006) y se describen estudios de acv realizados a nivel mundial.
Posteriormente, se presentan los principales elementos de los acv realizados
en México a las energías del océano, abordando el acv de undimotriz,
gradiente térmico, gradiente salino, corrientes y eólico marinos.
El Capítulo 3 describe un conjunto de recomendaciones técnicas para el desarrollo
de acv de energías del océano. Dichas recomendaciones se desprenden
de los estudios realizados en México y buscan apoyar el cumplimiento
de los principales requisitos de las Normas iso 14040 e iso 14044 (iso, 2006):
Definición de objetivos y alcance, Inventario de Ciclo de Vida, Evaluación del
Impacto de Ciclo de Vida e Interpretación.
El Capítulo 4 aborda los potenciales impactos que no se consideran en los
estudios de acv de energías del océano, como los impactos en la biodiversidad
marina y los riesgos hidro-meteorológicos a los que están sujetos estos
sistemas de energía.
El Capítulo 5 plantea los marcos conceptuales en los que podría fundamentarse
la evaluación de impactos sociales de las energías del océano. Finalmente,
se presentan las conclusiones y se sugieren los futuros pasos en el camino
hacia el desarrollo de energías del océano.
14

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Cómo usar la Guía
En la tabla 1 se presentan los itinerarios de lectura recomendados para cada
una de las audiencias.
Tabla 1. Itinerarios recomendados para cada una de las audiencias.
Tipo de lector
D
ID
Tomadores de decisiones
Investigadores y Desarrolladores de Ciclo de Vida
T Desarrolladores de tecnologías
Sección D ID T
Introducción P P P
Contexto P P P
Alcance de la Guía P P P
Primeras experiencias P P P
Análisis de Ciclo de Vida P P
¿Qué es el Análisis de Ciclo de Vida? P P
Metas de los Análisis de Ciclo de Vida P P
Marco técnico para la aplicación del ACV a las energías del océano
P
General P P P
Definición de objetivo y alcance P P P
Definición de objetivos de Análisis de Ciclo de Vida
P
Función
P
Sistemas
P
Límites
P
Unidad Funcional P P P
Inventario de Ciclo de Vida P P P
Actividades involucradas
P
Recolección de datos
P
Asignación
P
Calidad de los datos
P
Evaluación de impacto de ciclo de vida P P P
Métodos
P
Punto medio o punto final
P
Categorías de impacto no consideradas en ACV y de relevancia en energías del océano P P P
Impactos en biodiversidad P P P
Riesgo por fenómenos meteorológicos P P P
Conclusiones y futuros pasos P P P
15

Fotografía de Grahame Jenkins.
Tomada de Unsplash (https://unsplash.com/photos/n56zPsBFA64)

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
1
Introducción
Contexto
Uno de los más grandes desafíos de este siglo es encontrar una fuente de
energía alternativa a los combustibles fósiles, la cual debe ser de bajo costo,
menos contaminante y de alta disponibilidad para las demandas actuales. En
este sentido, la Agencia Internacional de Energía, estimó que la energía producida
por las olas podría eventualmente proveer alrededor del 10 % de la
demanda eléctrica mundial actual (Brooke, 2003).
Las olas cuentan con energía cinética y energía potencial gravitacional. Esta
energía contenida en las olas, que usualmente es dada en Watts por metro de
frente de la ola (metre of incident wave front), se ha estimado que como recurso
energético global podría alcanzar 2 TW que corresponde al mismo orden de
magnitud del consumo eléctrico mundial. Una estimación conservadora señala
que se podrían extraer entre 10 y 25 % de dicho recurso, lo cual implica que las
olas podrían tener una importante contribución al mix energético (Cruz, 2008).
Una de las principales ventajas ambientales de la energía de las olas es que
la mayoría de los dispositivos diseñados a la fecha, no generan emisiones directas
de Gases de Efecto Invernadero (gei) durante su operación, lo cual sí
ocurre cuando se emplean combustibles fósiles.
17

CEMIE-Océano
Sin embargo, todas las energías renovables, inevitablemente, tienen efectos
sobre el medio ambiente (Cruz, 2008). En el caso de las energías del océano,
las afectaciones ambientales pueden estar relacionadas con las fases de instalación,
operación, mantenimiento, desmantelamiento y fin de vida.
A la fecha, el conocimiento sobre los impactos ambientales de la energía del
océano es limitado, sin embargo, si se analizan los sistemas de generación de
energía del océano desde un punto de vista sistémico, se pueden identificar
los avances y limitaciones en materia ambiental, de una forma más clara, desde
las etapas de diseño de los dispositivos.
En este sentido, el Análisis de Ciclo de Vida (acv) ha probado ser un enfoque
holístico y científicamente robusto que permite identificar impactos ambientales
de una forma integral, considerando todas las etapas de ciclo de vida
del producto. Se trata de una metodología estandarizada por las normas iso
14040/44 (iso, 2006), que consiste en modelar impactos ambientales a partir
de la cuantificación de todas las entradas y salidas de cada una de las etapas
del Ciclo de Vida del sistema y considerando todos los vectores involucrados:
ambiente marino, zona costera e impactos en el suelo y el aire.
Bajo el enfoque de acv, se pueden identificar los impactos ambientales generados
por la obtención de energía del océano, de acuerdo con la etapa en la
que se producen. De esta forma, la etapa de “Extracción de materias primas”,
que incluye la extracción de materiales, transporte y manufactura de insumos,
genera afectaciones fuera del sitio donde se encuentra el dispositivo.
Las etapas de “Construcción e instalación de los dispositivos” y la de “Operación
y mantenimiento”, generan impactos ambientales directos que afectan
potencialmente el sitio donde se ubican los sistemas de generación de energía.
La etapa de “Fin de la vida” de los dispositivos, que incluye el desmantelamiento,
el transporte y la disposición final, valorización o reciclaje, pueden tener
impactos ambientales en el sitio donde se ubica el dispositivo y fuera de él.
Evaluar los impactos ambientales de los sistemas de generación de energía
del océano, bajo la perspectiva de ciclo de vida, permite identificar las etapas y
procesos unitarios que generan los mayores impactos ambientales y proponer
mejoras específicas para dichos procesos.
Lo anterior, es particularmente relevante en los sistemas de generación de
energía del océano ya que los resultados de ciclo de vida permitirán hacer
recomendaciones de mejora que faciliten una evolución tecnológica, al mismo
tiempo que mejoran su desempeño ambiental.
Lo anterior, concuerda con lo establecido por Cruz (2009), quien menciona
que el éxito de la energía del océano sólo tendrá cabida si se tienen en cuenta
las consideraciones medioambientales y de sostenibilidad desde el principio.
18

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Con esto se evitará que la industria transfiera los problemas asociados a la
producción de electricidad de la tierra al mar.
Los resultados del acv podrían apoyar a dirigir los esfuerzos en la mejora del
diseño de las tecnologías existentes y de los prototipos, dar certidumbre a los
inversionistas, ayudar a las autoridades en la construcción de la normatividad
y facilitar la toma dediciones.
Alcance de la Guía
Esta sección presenta los objetivos del documento, describe su utilidad potencial
para las audiencias previstas y sus enfoques relacionados.
La Guía hace evidentes los beneficios de utilizar el enfoque de ciclo de vida
para evaluar los impactos ambientales potenciales de los sistemas de generación
de energías del océano, y tiene como objetivo crear coherencia, credibilidad
y facilitar la aplicación del acv de manera generalizada en la evaluación
de los impactos ambientales de las energías del océano. Estas evaluaciones
se convierten en un aspecto relevante si se toma en cuenta que se trata de
desarrollos técnicos-científicos que actualmente se encuentran en etapas de
diseño y experimentación a nivel mundial.
La presente Guía busca apoyar a los tomadores de decisiones, desarrolladores
de Análisis de Ciclo de Vida, ya sea a nivel de investigación o consultoría,
y a los desarrolladores de tecnologías de generación de energía a partir del
océano (técnicos, investigadores). En todos los casos, se trata de audiencias
que se enfrentan a desarrollar, decidir o implementar, las fuentes de energías
renovables con menores impactos ambientales y mayor eficiencia de generación.
Los tomadores de decisiones, se refiere a funcionarios del sector gubernamental,
eléctrico, energético e inversionistas, que requieren identificar de forma
sistemática y objetiva las mejores alternativas de generación de energía,
en términos ambientales (y sociales) y en muchos casos necesitan entender
los métodos mediante los cuales pueden hacer evaluaciones comparativas
de impactos ambientales de las tecnologías disponibles. Para ellos, esta Guía
ofrece los aspectos teóricos a considerar, como la Unidad Funcional (uf), que
es la base de comparación de acv, la definición de los límites de los sistemas
que se recomienda comparar, los datos necesarios, los impactos ambientales
que se pueden modelar, así como aquellos aspectos que requieren ser tomados
en cuenta de forma específica para cada tecnología y ubicación (como los
relacionados con riesgos meteorológicos e impactos en la biodiversidad).
Para el caso de los desarrolladores de acv, esta Guía ofrece aspectos técnicos
que se deben de tener en cuenta a la hora de hacer estudios de energías
del océano, ya que ésta es una línea emergente en la cual se debe avanzar
19

CEMIE-Océano
en cuanto a desarrollo metodológico (hacen falta modelos de evaluación de
impactos como aquellos relacionados con la biodiversidad marina, riesgos meteorológicos
o fin de vida bajo el agua). Además, se presenta un conjunto de
recomendaciones para definir objetivos y alcances (considerando la capacidad
de generación de energía de los dispositivos) y la generación del inventario
(incluyendo discusiones relacionadas con la asignación).
Para los desarrolladores de tecnología de generación de energía a partir
del océano, la Guía proporciona los conceptos necesarios que les permitirá
conocer el enfoque de Análisis de Ciclo de Vida, así como los beneficios de
usar esta metodología. El entendimiento de este marco metodológico apoyará
a identificar las etapas de ciclo de vida y los procesos unitarios con mayores
impactos ambientales dentro del sistema de estudio; de esta forma se pueden
desarrollar modificaciones al sistema como la sustitución de materiales y estrategias
de fin de vida (e.g. la sustitución de un refrigerante determinado por
otro que disminuya los impactos ambientales de los sistemas de Conversión
de Energía Térmica Oceánica (otec)).
La aplicación del acv puede beneficiarse de la aplicación de otras metodologías
de evaluación ambiental, como el monitoreo de impactos en la biodiversidad,
el análisis de fondo marino o la modificación de patrones de corrientes, y
el análisis de riesgos asociados a fenómenos meteorológicos. Los resultados
obtenidos mediante estos métodos complementan y enriquecen los estudios
de acv y permiten la toma de decisiones con mayor fortaleza científica. Por
tanto, en la presente Guía se dedica una sección a revisar los potenciales impactos
en biodiversidad y riesgos asociados a fenómenos meteorológicos.
Para facilitar la comprensión de la Guía, se presentan algunos casos prácticos
de Análisis de Ciclo de Vida de energía del océano basados en prototipos
experimentales que están siendo desarrollados como parte del proyecto cemie-Océano.
20

Fotografía de Alexandros Giannakakis
Toamada de Unsplash (https://unsplash.com/photos/yFlbtsp7U8k)

Fotografías de:
https://encolombia.com/medio-ambiente/interes-a/energia-undimotriz/
Gatis Marcinkevics en Unsplash
https://ecotrendies.com/que-es-la-energia-undimotriz.html
Carcharodon carcharias
Fotografía:
/ Banco de imágenes de conabio
Seriola lalandi
Fotografía:
/ Banco de imágenes de conabio
Delphinus delphis bairdii
Fotografía:
/ Banco de imágenes de conabio“

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
2
Análisis de Ciclo de Vida
¿Qué es el Análisis de Ciclo de Vida?
De acuerdo con la Norma iso 14040 (iso, 2006), el Análisis de Ciclo de Vida
(acv) se define como una metodología para determinar los efectos en materia
ambiental asociados a un bien o servicio: compilando un inventario de entradas
y salidas relevantes del sistema, evaluando su potencial impacto ambiental
e interpretando los resultados del análisis de cada etapa de vida del producto
en relación con los objetivos planteados en el estudio.
El acv es una herramienta con respaldo científico ya que se trata de una metodología
holística, cuantitativa y sistemática que determina todas las cargas
ambientales asociadas a la producción de bienes y servicios, desde la obtención
de las materias primas hasta su disposición final, analizando todos los
vectores involucrados: agua, aire y suelo que ha probado su eficacia en la evaluación
de impactos generados por la energía. El acv también permite mejorar
el diseño de las tecnologías existentes y de los prototipos, así como apoyar en
la toma de decisiones en varios niveles y dentro de diferentes funciones y organizaciones,
incluidas las comparaciones de productos y las evaluaciones de
tecnología (García y Masera, 2016; Güereca et al., 2015; Luján-Ornelas, 2015;
Ruiz-Méndez, 2017; Schebek et al., 2019).
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CEMIE-Océano
Esta metodología está regulada por la Organización Internacional de Estandarización
en las Normas iso 14040 y 14044 (iso, 2006a, 2006b) y su estructura
sigue el esquema de la figura 1. El acv comprende cuatro etapas, cada
una de ellas interrelaciona con las etapas restantes, ya que, por ser un método
iterativo, conforme se avance en las etapas se puede volver a etapas previas
y redefinir aspectos que así lo requieran.
Definición de objetivo y alcance
El primer paso de un acv es determinar la base del estudio es decir, el objetivo
y alcance del mismo. El objetivo establece las razones para llevar a cabo el
estudio y el alcance determina la amplitud, profundidad y detalle de la investigación.
En este paso se deben establecer:
Sistemas estudiados
Bienes o servicios que se analizarán y compararán.
Función
La función debe ser definida, debido a que un sistema puede tener diferentes
funciones que dependen del objetivo y alcance del acv (iso, 2006a).
Límites
Se debe determinar claramente qué unidades de procesos se incluirán en el
estudio, con base en el objetivo establecido. En virtud de que el acv es un estudio
holístico, puede resultar muy extenso y complicado de llevar a cabo, es
Figura 1. Estructura del método Análisis de Ciclo de Vida
Fuente: Adaptado de ISO (2006a).
24

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
por esto que los límites del sistema deben ser claros y precisos, identificando
qué procesos unitarios deberán incluirse en el acv, respecto a la aplicación
prevista del estudio (iso, 2006a).
Unidad funcional
Elemento clave del estudio, que debe ser preciso y suficientemente comparable
para ser utilizado como referencia. Debe describirse el flujo de referencia,
que es la cantidad de productos o servicios necesarios para cumplir el objetivo
del estudio en función de los productos que se comparan, y a partir de ésto,
cuantificar las entradas y salidas de cada sistema (iso, 2006a).
Inventario de Ciclo de Vida
Según la norma iso 14044 (iso, 2006b), el inventario de ciclo de vida (icv) es
una lista cuantificada de todos los flujos de entrada y de salida del sistema
durante toda su vida útil. El icv se desarrolla durante la segunda etapa de la
metodología y es considerado el núcleo de cualquier estudio de acv y el componente
más cuantitativo y científico (Klöpffer, 2014). Comprende la obtención
de datos relevantes del sistema, los cuales incluyen el uso de recursos y las
emisiones al aire, agua y suelo asociadas con el sistema a lo largo del ciclo
de vida del producto. La información primaria debe ser proporcionada por el
proveedor y la secundaria se puede obtener mayormente de bases de datos,
públicas o privadas, así como de datos de otros estudios, teniendo especial
cuidado en que sean representativos (iso, 2006b).
Recolección de datos
Los datos seleccionados para un acv dependen del objetivo y el alcance del
estudio. Estos datos se pueden recopilar de los sitios de producción asociados
con los procesos unitarios dentro de los límites del sistema o se pueden obtener
o calcular de otras fuentes. En la práctica, es factible que todos los datos
incluyan una mezcla de datos medidos, calculados o estimados (iso, 2006b).
La representatividad de los datos es un aspecto que está directamente relacionado
con la calidad del acv, lo que se traduce en la veracidad del inventario,
la reproducibilidad de los métodos utilizados para la obtención de los
datos y la validez de los resultados. Este aspecto involucra que los datos obtenidos
sean consistentes para la tecnología bajo estudio, el año o el período
de referencia, y la región en la cual ocurre el proceso (Klöpffer, 2014; Luján-Ornelas,
2015).
Asignación
La iso 14040 (iso, 2006a) define a la asignación como la partición de los flujos
de entrada o salida de un proceso unitario al sistema del producto de estudio.
Esto significa que los aspectos ambientales se reparten entre los diferentes
25

CEMIE-Océano
productos y/o entre los sistemas de productos subsiguientes (Jungmeier et
al., 2002).
Por otro lado, la iso 14044 (iso, 2006b) menciona que siempre que sea posible,
la asignación debe evitarse y donde no se pueda evitar, el sistema debe
dividirse de manera que reflejen las relaciones físicas entre las partes. Donde
la relación física no se pueda establecer o utilizar, se deben utilizar otras correlaciones,
esto puede hacerse sobre la base de los fundamentos químicos
o el valor económico de los productos (Finnveden, 1999), es decir, los tipos de
reparto más comunes son el másico, energético y económico.
Como mencionan Pradel et al. (2016), este tema es uno de los más discutidos
en acv y eso es principalmente porque existen tres tipos de problemas que se
mencionan a continuación (Finnveden et al., 2009):
• Múltiples salidas: el proceso genera varios productos, la industria petroquímica
y refinerías, son ejemplo de ello.
• Múltiples canales de entrada: el proceso recibe varios productos de desecho,
por ejemplo, esto sucede en un incinerador de residuos.
• Reciclaje de circuito abierto: el proceso recibe un residuo que es convertido
en un producto, por ejemplo, la incineración de residuos utilizados
para la generación de energía recuperada en forma de calor y electricidad.
La norma internacional iso 14040 (iso, 2006a) menciona algunas orientaciones
sobre cómo manejar estos problemas, por ejemplo, dividir el proceso
en subprocesos o ampliar los límites del sistema con el propósito de abarcar
las partes afectadas por otros ciclos de vida en el sistema tecnológico en estudio
(Luján-Ornelas, 2015). Sin embargo, algunos autores argumentan que la
expansión del sistema es poco práctica porque no elimina los problemas de
asignación, por el contrario, pueden surgir nuevos problemas de este carácter,
implicando grandes incertidumbres (Finnveden et al., 2009).
Calidad de los datos
La descripción de la calidad de los datos es importante para comprender la
fiabilidad de los resultados del estudio y para su interpretación correcta es
necesario tener en cuenta parámetros como: cobertura de tiempo, cobertura
geográfica, cobertura tecnológica, representatividad de los datos, consistencia
y reproducibilidad de los métodos utilizados para la obtención de los mismos
(iso, 2006a).
Evaluación de Impacto de Ciclo de Vida (eicv)
El propósito de la eicv es determinar la importancia de los posibles impactos
ambientales utilizando los resultados del icv. En general, este proceso implica
asociar los datos del icv con categorías de impacto específicas (iso, 2006a).
26

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
De esta manera es factible generar un conjunto de indicadores que faciliten el
manejo y conocimiento del proceso, así como la toma de decisiones (Luján-Ornelas,
2015).
En la práctica, se tiene que los intercambios individuales obtenidos en el icv
se multiplican por su factor de caracterización respectivo y los resultados son
sumados para formar los llamados “indicadores de ciclo de vida” (Wernet et
al., 2016).
Los factores de caracterización consisten en cifras adimensionales que representen
el potencial de daño causado en las categorías de impacto (Goedkoop
et al., 2013). Por ejemplo, en la categoría de cambio climático se ha
introducido como sustancia de referencia el bióxido de carbono (CO 2
) en aire,
de modo que el factor de caracterización es un número que expresa el daño
potencial producido por un kilogramo, como el metano (CH 4
) en relación con
un kg de CO 2
(Luján-Ornelas, 2015).
Un requerimiento de la norma iso 14040 es que los factores de caracterización
deben estar enfocados en mecanismo ambientales (intervención en el
medio ambiente provocado por el hombre) que se vinculen con un conjunto
de alguna de las tres áreas de protección: (1) salud humana, (2) disponibilidad
de recursos naturales y (3) ecosistemas (figura 2). Las áreas de protección son
los impactos finales que pueden causarse, identificados principalmente como
daños a la salud humana y a la del ecosistema (Ruiz-Méndez, 2017).
Figura 2. Relación entre intervenciones ambientales y áreas de protección
Fuente: Adaptado de UNEP (2014).
27

CEMIE-Océano
Métodos
Un impacto posicionado a la mitad del camino del mecanismo ambiental se
denomina de “punto medio” y es el que se emplea principalmente como indicador.
Un impacto ambiental se denomina de “punto final” cuando causa
daños directos a la salud humana o al ecosistema. Las categorías de impacto a
punto final deben corresponder a áreas de protección que conforman la base
de decisiones en política y protección al ambiente, porque representan específicamente
daños tangibles, daños que ya ocurrieron (Ruiz-Méndez, 2017).
Los dos enfoques (impactos de punto medio y de punto final) son complementarios
en el sentido de que los primeros tienen una relación más fuerte
con los flujos ambientales y en general poseen un parámetro menor de incertidumbre,
pero por su complejidad son difíciles de asimilar por personas sin
conocimientos especializados. Los impactos de punto final son más fáciles de
interpretar en términos de su relevancia con esferas de interés para las sociedades:
la calidad del medio ambiente y su relación con la salud humana (figura
2) (Huijbregts et al., 2017).
Para la caracterización a punto medio, la fórmula empleada es:
Donde m i
es la magnitud de intervención i (e.g., la masa de CO 2
liberada al
ambiente), Q mi
el factor de caracterización que conecta la intervención i con
la categoría a punto medio m, e I m
el indicador resultante para la categoría de
impacto a punto medio m.
Para la caracterización a punto final existen dos maneras de proceder. El primer
enfoque empieza desde la intervención, sin ningún cálculo de los puntos
medios. La fórmula es:
Donde m i
es la magnitud de intervención i (e.g., la masa de CO 2
liberada al
ambiente), Q ei
es el factor de caracterización que conecta la intervención i con
la categoría a punto final e, y I e
es el indicador resultante para la categoría de
impacto a punto final e. El segundo enfoque parte de los puntos medios. La
fórmula es:
Donde I m
es el resultado del indicador para la categoría de impacto a punto
medio m, Q em
es el factor de caracterización que conecta la categoría de
impacto a punto medio m con la categoría de impacto de punto final e y I e
es
resultado del indicador para la categoría de impacto a punto final e.
28

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Metas de los Análisis de Ciclo de Vida
De acuerdo con LCInitiative (Life Cycle Initiative) (unep-setac, 2015), los estudios
de Análisis de Ciclo de Vida tienen como meta lo siguiente:
• Obtener información sobre las operaciones internas y la cadena de valor.
• Identificar puntos críticos ambientales.
• Comprender los riesgos y las oportunidades de reducción de impactos
ambientales.
• Seguimiento del desempeño ambiental.
• Apoyar la toma de decisiones estratégicas.
• Mejorar los procedimientos organizativos.
• Reducir los costos operativos.
• Establecer una base para la comunicación ambiental con las partes interesadas
(comunidades/sociedad) y la presentación de informes.
• Mostrar conciencia ambiental con fines de marketing.
• Reducir la presión sobre el medio ambiente.
• Mejorar el uso de herramientas ambientales por parte de las partes interesadas.
Además, los estudios de acv de energías del océano, constituyen un tema
de investigación científica que permitirá apoyar el proceso de toma de decisiones,
la mejora de los dispositivos y el establecimiento de política pública.
ACV de energías del océano
ACV de energías del océano a nivel global
Durante las últimas décadas, entre las principales energías renovables que
han presentado un crecimiento, tanto en investigación como en desarrollo, se
encuentra la energía del océano. Este sistema contempla las diversas formas
de recursos renovables oceánicos, de acuerdo con su origen y características,
entre ellas: olas y mareas, corrientes marinas, gradiente térmico y salino, y eólica
marina (figura 3). Comprenden un grupo de tecnologías bajas en carbono
que podrían desempeñar un papel importante en la transición del sector energético
a nivel mundial, contribuyendo a la seguridad energética, así como, a la
reducción de emisiones de gei (Sgobbi et al., 2016 Hussain et al., 2017).
No obstante, el uso de las tecnologías de energías del océano no está exento
de la generación de impactos ambientales a lo largo de su ciclo de vida,
incluidas las etapas de construcción y desmantelamiento. Por ello, es de gran
importancia evaluar estos sistemas desde una perspectiva ambiental que contribuyan
a un desarrollo holístico sustentable para el sector de energía renovable.
29

CEMIE-Océano
Figura 3. Fuentes de energía del océano
La metodología de acv ha sido ampliamente utilizada para cuantificar los
impactos ambientales de sistemas de generación de energía, tanto convencionales
como renovables. El acv se considera una herramienta sólida y de aplicación
universal, ya que contribuye a identificar las etapas críticas del ciclo de
vida de un sistema para obtener mejoras ambientales, y a comparar los impactos
ambientales de sistemas o tecnologías que tienen una función o desempeño
equivalente, permitiendo a los tomadores de decisiones seleccionar los
sistemas con menor impacto ambiental (Padilla-Rivera, 2015; Lelek et al., 2016).
Hasta ahora, los estudios de acv de energías del océano se han enfocado a
prototipos a gran escala, principalmente de energía mareomotriz y undimotriz,
ya que son los tipos de energías del océano que presentan un mayor avance
en investigación y desarrollo y se han identificado como tecnologías con alto
potencial para ofrecer una contribución significativa a los países con recurso
oceánico en el mediano y largo plazo. Asimismo, la mayoría de los estudios se
han centrado en la cuantificación de emisiones de carbono y energía incorporada
(Uihlein, 2016; Liu et al., 2017). La figura 4, muestra la cantidad de estudios
de acv de energías del océano reportados en la literatura durante la última
década (2010 – 2020) por tipo de energía (Paredes et al., 2019).
De forma general, los estudios de acv consideran criterios de infraestructura
(equipos, materiales, componentes estructurales), de operación, ubicación
geográfica, capacidad nominal, costos y vida útil, entre otros. Como bien es
30

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
sabido, uno de los parámetros claves en un estudio de acv es su Unidad Funcional.
En el caso de los estudios de energía del océano reportados, la Unidad
Funcional es de 1 kWh de energía suministrada, lo cual concuerda con lo
establecido en los estudios de acv de los diferentes sistemas de generación
de energía, esto con la finalidad de realizar comparaciones entre tecnologías
(Uihlein, 2016; Douziech et al., 2016). Los límites del sistema considerados involucran,
en la mayoría de los casos, todas las etapas de ciclo de vida del
dispositivo, como se muestra en la figura 5. Con respecto a las categorías
de impacto ambiental, como se mencionó anteriormente, la mayoría de los
estudios se enfocan en la categoría de cambio climático. Sin embargo, para
aquellos que contemplan una evaluación más detallada, involucran una gran
variedad de categorías, entre ellas: acidificación, agotamiento de la capa de
ozono, oxidación fotoquímica, ecotoxicidad marina, eutrofización, agotamiento
de recursos, ecotoxicidad de agua dulce, radiación ionizante (Paredes et al.,
2019). En la tabla 2, se muestran características generales de los estudios de
acv de energías del océano reportados en la literatura.
Globalmente, la información disponible en materia de acv de energías del
océano aún es limitada debido a la ausencia de datos primarios que contribuyan
a minimizar la incertidumbre de los resultados, ya que la mayoría de los
estudios se basan en supuestos y estimaciones de los parámetros. Sin embargo,
es importante puntualizar que, de acuerdo con el análisis de los estudios
Figura 4. Cantidad de estudios de ACV de energías del océano reportados en la literatura (2010 -2020).
* Los estudios involucran dos o más tipos de energía del océano.
31

CEMIE-Océano
Figura 5. Límites del sistema considerados en un estudio de ACV de energías del océano.
Tipo
de energía
Undimotriz
Undimotriz/
Mareomotriz
Mareomotriz
Tabla 2. Estudios de ACV de energías del océano (2010-2020).
Título
del proyecto
ACV de un convertidor
de energía
de olas.
Análisis de Ciclo de
Vida comparativo
de un dispositivo de
energía undimotriz y
mareomotriz.
Análisis de Ciclo de
Vida de la energía
incorporada y
emisiones de carbono
de un caso de
estudio de energía
mareomotriz: Presa
Servern.
Objetivo
del estudio
Este estudio se basa en el
trabajo realizado por Parker
et al. (2007), pero incluye una
evaluación completa de los
impactos ambientales del ciclo
de vida del convertidor de
energía de olas.
Realizar un ACV de un dispositivo
de energía de las olas
(Oyster) para determinar la
energía incorporada, las emisiones
de carbono y comparar los
resultados con un dispositivo de
energía de las mareas (SeaGen).
Estimar la demanda potencial
total de energía y emisiones de
carbono de la presa de Severn
utilizando la metodología ACV.
Límites
del sistema
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
País
Reino
Unido
Reino
Unido
Reino
Unido
Referencia
Thomson
et al., 2011
Walker y
Howell, 2011
Kelly et al.,
2012
32

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Tipo
de energía
Undimotriz/
Mareomotriz/
Gradiente
Térmico
Mareomotriz
Mareomotriz
Mareomotriz
Gradiente
térmico
Mareomotriz/
Undimotriz
Eólica/Undimotriz
Undimotriz
Tabla 2 (continuación). Estudios de ACV de energías del océano (2010-2020).
Título
del proyecto
Evaluación global de
emisiones de GEI
y energética de los
sistemas de energía
del océano a partir
de estudios de ACV.
Dispositivos de energía
mareomotriz: Un
Análisis de Ciclo de
Vida comparativo.
Análisis de Ciclo
de Vida de una
central eléctrica
de energía del
océano: evaluación
y análisis del tiempo
de recuperación de
la energía con una
comparación entre
Suecia y Tanzania.
Evaluación de la
energía incorporada
y cuantificación de
emisiones de carbono
de la laguna de
mareas en la bahía
de Swansea bajo una
perspectiva de ciclo
de vida.
Análisis de Ciclo de
Vida de un convertidor
de energía por
gradiente térmico.
Análisis de Ciclo de
Vida de energías del
océano
Análisis de Ciclo de
Vida de una plataforma
marina de usos
múltiples: combinación
de producción
de energía eólica y
undimotriz
ACV de un convertidor
de energía
de olas.
Objetivo
del estudio
Estimar las emisiones de GEI y
el período de recuperación de
la energía de los tres sistemas
de energía del océano bajo un
enfoque de ACV.
Evaluar la energía incorporada
y emisiones de CO2 de cuatro
dispositivos de energía mareomotriz
mediante la metodología
de ACV.
Determinar el tiempo de recuperación
de la energía y emisiones
de CO2 asociadas con el
ciclo de vida central eléctrica de
energía del océano.
Evaluar la energía incorporada y
emisiones de CO 2
de la laguna
de mareas bajo un enfoque
de ACV.
Evaluar las emisiones de CO 2
de un convertidor de energía
por gradiente térmico a través
de la metodología de ACV.
Evaluar los impactos ambientales
del dispositivo de energía
mareomotriz (turbina de eje
horizontal) y undimotriz (absorbedor
puntual) que produce
electricidad y la entrega a la red
eléctrica europea a través de la
metodología ACV.
Determinar los impactos
ambientales durante el ciclo de
vida de una plataforma marina
flotante de usos múltiples.
Evaluar los impactos ambientales
en términos de cambio
climático de un convertidor de
energía undimotriz a través de
la metodología de ACV.
Límites
del sistema
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
puerta
De la cuna a la
puerta
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
País
Irlanda/Reino
Unido/
Japón
Reino
Unido
Suecia
Reino
Unido
Referencia
Banerjee et al.,
2013
Walker et al.,
2013
Elmehag y
Torosian,
2013
Simon, 2015
Holanda Aalbers, 2015
Diversos
países de
Europa
Cantabria,
España
Suiza
Uihlein, 2016
Elginoz y
Bas, 2017
Gastelum,
2017
33

CEMIE-Océano
Tipo
de energía
Undimotriz
Undimotriz
Undimotriz
Undimotriz
Gradiente
Salino
Undimotriz
Undimotriz/
Mareomotriz/
Gradiente
Térmico
Undimotriz/
Mareomotriz
Tabla 2 (continuación). Estudios de ACV de energías del océano (2010-2020).
Título
del proyecto
Evaluación del
ciclo de vida de
un convertidor de
energía undimotriz:
Boya-cable-batería.
Primeras consideraciones
sobre los
impactos ambientales
del ciclo de vida
de dos convertidores
de energía
undimotriz.
ACV de un convertidor
de energía
undimotriz Pelamis.
Evaluación del
impacto ambiental
del ciclo de vida de
un convertidor de
energía de olas de
desbordamiento integrado
en sistemas
de rompeolas.
Evaluación ambiental
de alternativas de
captación para
ósmosis inversa de
agua de mar en el
Golfo Arábigo.
Evaluación del ciclo
de vida de dos convertidores
de energía
de olas.
ACV de tecnologías
de energía del
océano: una revisión
sistemática
Análisis de Ciclo de
Vida de sistemas de
energía de olas y
mareas: una revisión
de la práctica metodológica
actual.
Objetivo
del estudio
Realizar un ACV para un convertido
de energía de olas de
todas sus etapas y procesos del
ciclo de vida.
Comparar dos convertidores
de energía undimotriz a través
de una metodología de ACV
simplificada.
Realizar un ACV de un convertidor
de energía de olas Pelamis
de primera generación a través
de una amplia gama de categorías
de impactos ambientales.
Realizar un ACV a un convertidor
de energía de olas
OBREC en términos de huella
de carbono.
Evaluar ambientalmente dos
plantas de ósmosis inversa (RO)
de agua de mar ubicadas en el
Golfo Arábigo, considerando
alternativas de captación subterránea
y diferentes opciones de
fuentes de energía.
Identificar los impactos ambientales
de dos modelos diferentes del
convertidor de energía undimotriz
Oyster (1 y 800), en tres categorías
generales: uso de recursos,
salud humana y consecuencias
ecológicas.
Compilar y discutir las prácticas
de ACV más avanzadas en tecnologías
de energía del océano.
Examinar los estudios de
ACV de energía undimotriz y
mareomotriz con la finalidad de
comprender el estado actual de
la práctica metodológica y las limitaciones
inherentes asociadas
para futuras aplicaciones.
Límites
del sistema
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
De la cuna a la
tumba
País
China
Italia
Reino
Unido
Italia
Qatar
Reino
Unido
Diversos
países.
Diversos
países.
Referencia
Zhai et al.,
2018
Curto et al.,
2018
Thomson et
al., 2019
Patrizi et al.,
2019
Al-Kaabi y
Mackey, 2019
Karan et al.,
2019
Paredes et al.,
2019
Zhang et al.,
2020
34

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
con enfoque de acv realizados hasta la fecha, la etapa de extracción y fabricación
de los materiales y componentes estructurales presenta los mayores
impactos ambientales en estos tipos de dispositivos, mientras que las etapas
de instalación, mantenimiento y operación no muestran impactos ambientales
significativos (Uihlein, 2016; Paredes et al., 2019).
Los estudios de acv se centran en la fase de inventario de ciclo de vida (materiales
de construcción, componentes, estructuras y equipos) y en la fase de
evaluación de impacto ambiental (en la categoría de cambio climático, regularmente).
Sin embargo, hasta ahora, ningún acv contempla categorías relacionadas
con biodiversidad e impactos marinos, los cuales, específicamente para
este tipo de energías, deben de ser abordados de manera fundamental con la
finalidad de evitar alteraciones en los ecosistemas que puedan ser irreversibles
(Felix et al., 2019). Finalmente, el desarrollo tecnológico a gran escala del
sector de energía del océano debe evaluarse desde un enfoque holístico sostenible,
considerando aspectos técnicos, ambientales, sociales y económicos
a lo largo del ciclo de vida de estos dispositivos.
Primeras experiencias de ACV de energías del océano en México
México cuenta con instrumentos de investigación, desarrollo e innovación para
las energías renovables, los cuales son los Centro Mexicanos de Innovación
en Energía (cemie), uno de ellos es el cemie-Océano, que tiene como objetivo
generar tecnologías innovadoras que exploten la diversidad de recursos energéticos
oceánicos disponibles para suministrar de forma sustentable una parte
cada vez mayor de la demanda energética del país. Las áreas temáticas en las
que trabajan los grupos de investigación del cemie-Océano, son: energía undimotriz,
energía mareomotriz, corrientes marinas, gradiente térmico y gradiente
salino. Los objetivos que persiguen incluyen evaluar y diagnosticar el estado
actual de la investigación de estas energías en México, así como su implementación
y producción. Como parte de dicho esfuerzo, se incluye la evaluación
de los impactos ambientales de las tecnologías en desarrollo. Dicho análisis se
lleva a cabo de una forma integral, considerando el enfoque de acv de estas
tecnologías en cada área temática.
Los trabajos presentados en la presente sección se refieren a: Ocean Thermal
Energy Conversion (otec), cuya energía proviene del gradiente térmico;
gradiente salino, que aprovecha la energía originada de las diferencias de salinidad
entre el mar y un cuerpo de agua; corrientes marinas y de marea, que
utiliza la energía cinética generada por el movimiento del agua, y Undimotriz
que utiliza las olas que se producen como resultado de las corrientes del
viento sobre la superficie de agua. En el caso del sistema undimotriz, existien
numerosas formas de aprovechar esta energía a través de dispositivos cono-
35

CEMIE-Océano
cidos, en términos generales como Wave Energy Converter (wec), que utilizan
diferentes sistemas de captación (e.g., absorbedor puntual, totalizadores,
overtopping y columna de agua oscilante). Además, se considera la energía
eólica marina, que se basa en el aprovechamiento de las corrientes de viento
que se generan en el océano.
Análisis de Ciclo de Vida de Energía Undimotriz
Pinto (2017), realizó un estudio de acv de dos dispositivos de energía undimotriz:
energía cinética (boya en brazo) y potencial (boya en plataforma) (figura 6).
Las etapas consideradas fueron: extracción de materias primas, construcción,
generación de energía, almacenamiento y desmantelamiento de los dispositivos,
sin considerar la distribución a la red eléctrica. La Unidad Funcional analizada
fue de 1 kWh de energía eléctrica generada en un período de 10 años.
Se diseñaron seis escenarios de acuerdo con las tecnologías desarrolladas
por cemie-Océano y tres tipos de almacenamiento de energía eléctrica: batería
de iones de litio, mini almacén y conexión directa a la red eléctrica. Finalmente,
estos escenarios se compararon con la generación de energía convencional
(central termoeléctrica de ciclo combinado).
Los resultados de los escenarios evaluados muestran que los escenarios con
impactos ambientales evitados corresponden a aquellos sistemas que envían
la energía generada a la red eléctrica. Por otro lado, los escenarios que emplean
baterías de litio como almacenamiento de energía, presentan los mayores
impactos en ocho de las nueve categorías evaluadas. Finalmente, los escenarios
propuestos con mini almacén evitan la generación de ocho categorías
de impacto y presentan impactos significativos únicamente en la categoría de
agotamiento del agua.
Figura 6. Escenarios de ACV propuestos para energía undimotriz.
Fuente: Reproducido de Pinto (2017).
36

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Al realizar una evaluación global, el mejor escenario en términos ambientales
es boya en plataforma con conexión directa a la red eléctrica. Sin embargo,
en el caso de que se requiera algún tipo de sistema de almacenamiento, se
recomienda el uso de mini almacén. .
En resumen, la energía de las olas puede contribuir a una producción de
energía sostenible, pero no está exenta de impactos ambientales. Las actividades
involucradas durante su ciclo de vida (fabricación, operación, mantenimiento
y desmantelamiento de dispositivos) pueden generar efectos adversos
sobre el medio ambiente. Por ello, es de gran importancia considerar
una extensa investigación y comprensión de las implicaciones ambientales del
sistema de energía undimotriz antes de su aplicación a escala real (Uihlein y
Magagna, 2016). Adicionalmente, el desarrollo de la energía undimotriz debe
incorporar aspectos económicos, sociales e institucionales (Borthwick, 2016).
Análisis de Ciclo de Vida de energía generada mediante
sistemas de Conversión de Energía Térmica Oceánica (otec)
Las tecnologías utilizadas para aprovechar el gradiente térmico, conocidas
como dispositivos de conversión de energía térmica oceánica (otec, por sus
siglas en inglés), aprovechan el gradiente térmico que se presenta al aumentar
la profundidad del océano. El gradiente térmico es producido debido a la capacidad
de absorción de la energía térmica solar por parte del océano, siendo
mayor la temperatura en la superficie y va disminuyendo con el aumento de la
profundidad.
Zamorano (2019), realizó un Análisis de Ciclo de Vida para evaluar los impactos
ambientales de la energía generada por medio de un sistema otec. En la
figura 7 se presenta el sistema analizado, el cual está basado en un diseño de
ciclo cerrado, en una estructura flotante y en la generación de 100 MW, con
una vida útil de 30 años, considerando como fluido de trabajo el amoniaco
(por su amplio uso en sistemas otec). Se construyeron tres escenarios, modificando
el fluido de trabajo utilizado en la conversión de energía, manteniendo
al amoniaco como fluido principal y considerando el uso de los refrigerantes
R-134a y R-152a. Se definió como Unidad Funcional 1 kWh promedio generado
durante los 30 años de vida útil del dispositivo y se consideraron las etapas de
construcción, generación y fin de vida. En la etapa de construcción se incorporó
el impacto asociado a la extracción de materiales y se consideró el reciclaje
de todos los materiales.
Se utilizó como referencia para el desarrollo del inventario lo reportado por
George et al. (1979). En este sentido, el autor brinda información específica respecto
a las cantidades de material utilizados en los diferentes componentes
del dispositivo. En el acv realizado por Zamorano (2019), se incluye información
actualizada sobre las tuberías de aguas profundas a partir de lo reportado
37

CEMIE-Océano
Figura 7. Sistema de ciclo cerrado de OTEC.
Adaptado de Fernández (2008) por Sergio Zamorano (2020).
por Vega (2010), mientras que los valores de emisión por bombeo se obtuvieron
de Dessne (2015).
Para la evaluación de los impactos se utilizó el software GaBi con la metodología
ReCiPe v.1.08 a punto medio, del cual se seleccionaron las categorías
cambio climático (cc), agotamiento de ozono (ao), acidificación (ac), eutrofización
marina (eum), toxicidad humana (th), formación de materia particulada
(fmp), eco-toxicidad marina (etm), agotamiento de recursos minerales (am) y
agotamiento de combustibles fósiles (acf), las cuales se seleccionaron por ser
consideradas las categorías relevantes para los sistemas de generación de
energías del océano (Zamorano, 2019).
En la figura 8 se presentan los valores normalizados para los tres escenarios
analizados del dispositivo otec y se observa que el escenario con menores
impactos ambientales está asociado al uso de amoniaco, mientras que el uso
del refrigerante R-134a presenta mayores impactos ambientales. Los impactos
asociados a los fluidos de trabajo están relacionados a su producción y no a
emisiones o fugas durante su uso. La diferencia en la magnitud de los impactos
se atribuye principalmente a la eficiencia de los fluidos de trabajo, siendo
actualmente, el amoniaco el más eficiente.
Además del trabajo llevado a cabo por Aalbers (2015), quien describió un
sistema que usa amoniaco como fluido de trabajo, no se encontraron otros
estudios de acv de sistemas otec de ciclo cerrado. Tomando en cuenta el
escenario de amoniaco, descrito en esta sección, el amoniaco representa cer-
38

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Figura 8. Impactos normalizados de tres escenarios del sistema OTEC
usando diferentes sustancias como fluido de trabajo.
CC- Cambio Climático, ACF- Agotamiento de Combustibles Fósiles, TH- Toxicidad Humana, ETM,
Ecotoxicidad Marina, EUM- Eutrofización Marina, AM- Agotamiento de recursos minerales,
AO- Agotamiento de Ozono, FMP- Formación de Materia Particulada, AC- Acidificación.
ca del 50 % de los impactos totales, asociados a su etapa de producción. Lo
anterior,l difiere de lo reportado por Aalbers (2015), pues de sus resultados se
estima que el impacto atribuible a la producción del amoniaco es de alrededor
de 0.000014 kg de CO 2
eq/kWh que equivale a 0.0036 % del total. Bicer et al.
(2016), estimaron que la producción convencional de amoniaco emite 1.5 kg
de CO 2
eq/kg y proponen diferentes alternativas para reducir sus impactos de
producción. Una de las alternativas que proponen los autores es la producción
de amoniaco por electrólisis de residuos municipales con emisiones de 0.34
kg de CO 2
eq /kg de amoniaco; otra alternativa es producirlo por electrólisis de
biomasa con una generación de 0.85 kg de CO 2
eq/kg de amoniaco.
Los valores de impacto de los estudios de Zamorano (2019) y Aalbers (2015
son comparables a los de otros sistemas de energías renovables, pero menores
que los asociados a la producción eléctrica convencional de México, lo que
hace del sistema otec una opción en cuanto a una transición energética en las
zonas donde sea viable su utilización.
Análisis de Ciclo de Vida de energía generada mediante
sistemas de Gradiente Salino
El gradiente salino es la diferencia de la concentración salina que tienen dos
puntos diferentes en el agua. La generación de energía por gradiente salino
obtiene la energía a partir de la mezcla de dos cuerpos de agua de diferente
concentración salina separados por una membrana.
39

CEMIE-Océano
Tomando como referencia los proyectos de cemie-Océano, se optó por modelar
un sistema de conversión de energía por gradiente salino utilizando la
electrodiálisis inversa (red, por sus siglas en inglés) (figura 9). Sus componentes
principales constan de una repetición de compartimientos de alimentadores
de agua de mar, membranas catiónicas selectivas, compartimientos de
alimentación de agua de río y membranas aniónicas selectivas. En las celdas
sucede una reacción espontánea donde se produce una corriente de iones
que será convertida a una corriente eléctrica por una reacción rédox, utilizando
el cloruro de hierro como electrolito (Bijmans et al., 2012).
Se propuso el diseño de un sistema de 200 kW con tiempo de vida útil de 30
años y para integrar el Inventario de Ciclo de Vida del dispositivo, se utilizó información
de la literatura, principalmente de Veerman et al. (2009 y 2010), Post
et al. (2010) y AGC LTD (2019). También se utilizó información proporcionada
por el grupo de trabajo de la Dra. Cecilia Enríquez de la Facultad de Ciencias
de la unam, quienes son parte del proyecto cemie-Océano.
Se seleccionaron nueve categorías de impacto a punto medio de la metodología
ReCiPe v.1.08 (cc- cambio climático, acf- agotamiento de combustibles
fósiles, th- toxicidad humana, etm, ecotoxicidad marina, eum- eutrofización
marina, am- agotamiento de recursos minerales, ao- agotamiento de ozono,
fmp- formación de materia particulada, ac- acidificación). Para desarrollar el
acv se consideró 1 kWh como Unidad Funcional, con la finalidad de que fuera
Figura 9. Sistema de electrodiálisis inversa (Bijmans et al., 2012).
40

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
posible su comparación con otros acv de sistemas de generación de energía.
Debido a la falta de información de suministros durante la etapa de operación,
solo se consideraron las etapas de construcción y fin de vida.
La figura 10 muestra que, para ocho de nueve categorías de impacto, la
construcción es la etapa con mayores efectos ambientales, lo cual está relacionado
con la elaboración de las membranas ion-selectivas (cemie-Océano,
2018) utilizadas para la conversión de energía ya que están fabricadas con
estireno. La eficiencia de las membranas está ligada a la eficiencia de generación
del dispositivo, por lo que entre mayor sea la eficiencia de las membranas,
será menor la cantidad de membranas a utilizar, esto es relevante, debido a
que las membranas son el elemento que se requiere en mayor cantidad para
este dispositivo, y están elaboradas de estireno (15 %), benzeno (46%) y divinilbezeno
(39 %), materiales como el estireno, que tiene asociado la emisión de
CO 2
, metano, clorodifluorometano y al consumo de materiales, principalmente
derivados del petróleo, utilizados durante su elaboración. La única categoría
de impacto en la que el fin de vida supera a la construcción es la eutrofización
marina, atribuible a la disposición final de las membranas con una contribución
de 0.00076 kg N eq/kWh, asociada a las descargas de nitrógeno, nitratos y
el ion amoniaco (3+), relacionadas a la disposición de materiales poliméricos.
Actualmente, existen otros dos trabajos de acv referentes a gradiente salino
por electrodiálisis reversa, en ellos se utilizó una densidad de poder mayor a
Figura 10. Impactos normalizados del dispositivo de gradiente salino.
CC- Cambio Climático, ACF- Agotamiento de Combustibles Fósiles, TH- Toxicidad Humana,
ETM, Ecotoxicidad Marina, EUM- Eutrofización Marina, AM- Agotamiento de Metales,
AO- Agotamiento de Ozono, FMP- Formación de Materia Particulada, AC- Acidificación.
41

42
CEMIE-Océano
la utilizada en este proyecto, por lo que el número de membranas a utilizar
se reduce, así como la magnitud de los impactos. En el caso de Tristán et al.
(2020), al igual que en este trabajo, las membranas son el elemento de mayor
impacto, por ejemplo, en la categoría de ecotoxicidad, el impacto se asocia
en alrededor del 75 % a la elaboración de la membrana. Por otro lado, en el
caso de Mueller et al. (2020) los elementos de mayor impacto son las tapas
de la pila y los electrodos (90 a 95 %). Sin embrago, al aumentar la escala del
sistema, su impacto se reduce, y el impacto de los espaciadores aumenta (de
valores aproximados al 9 % a valores cercanos al 52 %). Es importante mencionar
que ni Tristán et al. (2020) ni Mueller et al. (2020) incluyen la etapa de fin
de vida en su modelo, por lo que no se menciona el método de disposición de
las membranas.
Análisis de Ciclo de Vida de energía generada mediante
sistemas de Corrientes Marinas
Las corrientes marinas presentan pocas variaciones y son controladas por la
rotación de la tierra, la gravedad, los esfuerzos de viento y la diferencia de
densidad de las aguas en mezcla en el océano (Yang, 2013).
No en todas las regiones del mundo se pueden aprovechar las corrientes
marinas, pues se requieren caudales extremadamente intensos (Cabello et al.,
2017). Se consideran lugares adecuados para su aprovechamiento aquellos
donde las corrientes tienen velocidades mayores a 2.5 m/s. Las mayores corrientes
se encuentran en el océano Ártico, el canal de la Mancha, el canal de
Cozumel, el golfo de St. Lawrence, la bahía de Fundy y el río Amazonas, entre
otros (Sangiuliano, 2017).
Para obtener energía a partir de las corrientes marinas, en la mayoría de los
casos se utilizan turbinas colocadas en las corrientes de la marea, funcionando
de forma parecida a los generadores eólicos. Las turbinas extraen la energía
cinética de la corriente. Estas turbinas pueden ser de eje horizontal, paralelo
al flujo del agua, o de eje vertical, perpendicular al flujo. Básicamente consisten
en paletas sujetas a un buje formando el rotor, una caja de máquinas y un
generador. El flujo del agua mueve al rotor, que utiliza la velocidad generada
y transformada por el generador. La energía es enviada a tierra por medio de
cables (Rourke et al., 2010).
El acv de energía generada mediante sistemas de corrientes marinas, realizado
por Zamorano (2019), tomó como referencia el hidrogenerador impulsa
(desarrollado dentro del cemie-Océano) (figura 11), un sistema flotante de turbinas
verticales y flujo conducido que consta de una carcasa, donde se encuentran
los rotores y un par de flotadores, que son los encargados de concentrar
el flujo. Este es un dispositivo a nivel piloto, por lo que su generación es de
apenas 0.5 kWh y se consideró como tiempo de vida 10 años. La información

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
se obtuvo directamente del equipo de investigación que desarrolla esta tecnología
dentro del cemie-Océano y al igual que con el dispositivo de gradiente
salino, solo se consideran las etapas de construcción y fin de vida, pues de momento
se desconoce la información precisa de su mantenimiento. Se definió
como Unidad Funcional 1 kWh promedio y 10 años de vida útil del dispositivo.
Los resultados de este estudio muestran que la etapa de mayor impacto es
la construcción, especialmente en las categorías de toxicidad humana y agotamiento
de la capa de ozono, impactos asociados principalmente al aluminio
utilizado para los álabes del dispositivo y al acero utilizado en los rotores (figura
12). El reciclaje de materiales metálicos, en el fin de vida, tiene asociados
impactos evitados al reincorporar los elementos a un ciclo productivo en lugar
de transferirlos directamente a una disposición final.
Si se toma como referencia la categoría cambio climático, indicador que todos
los acv de energías del océano reportan sin excepción (Zamorano, 2019),
el impacto asociado a la construcción de este dispositivo es de 3.7 a 6.9 veces
el impacto total de otros dispositivos similares, pero probados ya a un nivel de
escala comercial. (Uihlen, 2016; Walker et al., 2015; Douziech et al., 2016).
Análisis de Ciclo de Vida de energía generada mediante
Aerogenerador Eólico Marino
Un aerogenerador eólico marino u off-shore, es un dispositivo de conversión
de la energía cinética generada por el movimiento de las masas de aire que
se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de
baja presión, donde las olas y la ausencia de obstáculos permiten su aprovechamiento
en períodos de trabajo útil más amplios de los que se pueden tener
en tierra para la generación de energía eléctrica. Estos sistemas están com-
Figura 11. Estructura del hidrogenerador IMPULSA.
Fuente: Reproducido de López (2011).
43

CEMIE-Océano
puestos por una turbina eólica, la cual es igual a las terrestres, y una estructura
de soporte instalada en altamar, donde el tipo de cimentación depende de la
profundidad a la cual se quiera instalar el equipo (figura 13) (Romera, 2010, Oh
et al., 2018).
Figura 12. Valores normalizados para el hidrogenerador IMPULSA.
CC- Cambio Climático, ACF- Agotamiento de Combustibles Fósiles, TH- Toxicidad Humana,
ETM, Ecotoxicidad Marina, EUM- Eutrofización Marina, AM- Agotamiento de recursos minerales,
AO- Agotamiento de Ozono, FMP- Formación de Materia Particulada, AC- Acidificación.
Figura 13. Tipos de cimentación. Adaptado de Oh et al. (2018).
44

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
De acuerdo con el objetivo definido en este acv, se estableció como Unidad
Funcional un 1 kWh de energía eléctrica producida por el aerogenerador
off-shore durante un período de vida de 20 años. La modelación se realizó con
ayuda del software especializado GaBi y se utilizó el método de evaluación de
impactos ReCiPe v.1.08 de punto medio.
Para integrar el Inventario de Ciclo de Vida se tomaron como base las características
físicas y de diseño del trabajo realizado por Vargas et al. (2015),
donde se evaluó a través de acv una turbina eólica de 2 MW instalada en el
territorio mexicano, y el trabajo hecho por Dones et al. (2007), quienes evaluaron
los impactos de una estructura de soporte con cimentación tipo monopila.
Las categorías de impacto ambiental que se evaluaron fueron: cambio climático
(cc), agotamiento de la capa de ozono (ao), acidificación (ac), eutrofización
marina (em), toxicidad humana (th), formación de materia particulada (fmp),
eco-toxicidad marina (etm), agotamiento de recursos minerales (am) y agotamiento
de combustible fósiles (acf), impactos que se consideran los más relevantes
en sistemas de generación de energía del océano, según lo propuesto
por Paredes et al. (2019).
En la figura 14 se muestran los resultados preliminares de este estudido, en
donde se observa que, para casi todas las categorías de impacto, exceptuando
el agotamiento de los combustibles fósiles y el agotamiento de la capa de
ozono, la etapa de construcción es la que presenta la mayor contribución a
Figura 14. Evaluación de impacto de ciclo de vida de un aerogenerador off-shore.
CC- Cambio Climático, ACF- Agotamiento de Combustibles Fósiles, TH- Toxicidad Humana,
ETM, Ecotoxicidad Marina, EUM- Eutrofización Marina, AM- Agotamiento de Metales,
AO- Agotamiento de Ozono, FMP- Formación de Materia Particulada, AC- Acidificación.
45

CEMIE-Océano
los impactos ambientales. Con respecto a la etapa de fin de vida, su mayor
contribución a las dos categorías antes mencionadas se atribuye al uso de
lubricante, insumo necesario para el funcionamiento correcto de la turbina, y
para la subetapa de mantenimiento.
En la figura 14, puede observarse la relevancia que existe en la gestión correcta
del fin de vida de los materiales que componen el dispositivo, ya que
puede representar una reducción en los impactos ambientales y, por lo tanto,
un aumento en el rendimiento ambiental (Ortegon et al., 2013; Haapala y Prempreeda,
2014; Tomporowski et al., 2017).
En la literatura se pueden encontrar distintos estudios de acv de aerogeneradores
off-shore, en donde sólo se evalúa la categoría de cambio climático
(Wiedmann et al., 2011; Ortegon et al., 2013; Reimers et al., 2014; Raadal et
al., 2014; Bonou et al., 2016; Wang et al., 2019). Tomando esta categoría como
referencia, los resultados varían entre 7.8 y 468 g CO 2
eq/kWh. Este rango tan
amplio se debe a que en los aerogeneradores existen factores que afectan los
resultados como: la potencia nominal, el factor de capacidad de la turbina, el
sitio de la instalación, si es una estructura flotante o fija, el tipo de cimentación
y los materiales que la componen, si existe reciclaje (y en qué medida) o si no
se considera este proceso en el fin de vida (Berrios et al., 2009; Dolan y Heath,
2012; Raadal et al., 2014; Reimers et al., 2014; Kadiyala et al., 2017; Kaldellis et
al., 2016; Kaldellis y Apostolou, 2017; Wang et al., 2019). Los resultados preliminares
para la categoría de cambio climático fueron de 10.9 g de CO 2
eq/kWh.
Estos resultados coinciden con trabajos realizados bajo condiciones similares
a las aquí planteadas, capacidad nominal de 2 MW por turbina y tipo de cimentación
monopila, cuyos valores oscilan entre 9.5 y 13.4 g CO 2
/kWh (Wiedmann
et al., 2011; Bonou et al., 2016; Chipindula et al., 2018).
Se observó que el 67 % del impacto en cambio climático se generan durante
la etapa de construcción, resultado que se encuentra entre lo reportado por
diversas fuentes (Bonou et al., 2016; Huang et al., 2017; Kaldellis y Apostolou,
2017; Yang et al., 2018) cuyo impacto varía entre el 60 y 80 %, atribuible principalmente
a los materiales usados para la manufactura de los componentes
que integran el dispositivo, siendo el acero el más significativo.
46

Fotografía de Mark Harpur
Toamada de Unsplash (https://unsplash.com/photos/d8yPxlVERM8)

Fotografía de Shaun Dakin.
Tomada de Unsplash (https://unsplash.com/)

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
3
Marco Técnico
para la Aplicación del ACV
a las Energías del Océano
General
En esta sección se muestran los retos específicos que se presentan cuando
se desarrollan estudios de Análisis de Ciclo de Vida de energías del océano.
Se trata de un compendio de recomendaciones para abordar los principales
requerimientos de la Norma iso 14044 (iso, 2006b). Dichas recomendaciones
se basan en las experiencias obtenidas a partir de la realización de seis estudios
de acv de energía del océano, desarrollados como parte del proyecto
cemie-Océano a lo largo de los últimos cuatro años. Para los sistemas de
generación de energía es importante especificar el factor de capacidad del
dispositivo, el cual se define como la relación de la energía real generada y la
estimada, para un equipo en un periodo de máximo aprovechamiento, ya que
influye en el rendimiento del mismo (Dolan y Heath, 2012; Kadiyala et al., 2017).
Cada una de las secciones incluye especificaciones generales y, cuando es
posible, se establecen recomendaciones específicas por tipo de dispositivos.
49

CEMIE-Océano
Definición de objetivo y alcance
Definición de objetivos de Análisis de Ciclo de Vida
Al igual que en cualquier proyecto, la definición del objetivo es un aspecto
fundamental porque marca el rumbo del estudio y permite guiar el desarrollo
del Inventario de Ciclo de Vida (icv), de la Evaluación de Impacto de Ciclo de
Vida (eicv) y la Interpretación.
El objetivo debe establecer de manera clara y sin ambigüedades, el “Qué”,
“Cómo” y “Para qué” del estudio. Comenzando siempre con un verbo.
A continuación, se presentan los objetivos que marcaron el rumbo de los seis
estudios de acv de energías del océano que se han realizado por el Grupo de
investigación de “Ciclo de Vida, Cambio Climático y Sostenibilidad” (civiccs),
del Instituto de Ingeniería de la UNAM.
• OTEC. Evaluar los impactos ambientales de sistemas tecnológicos de generación
de energía a partir del gradiente térmico del océano, mediante
el acv para identificar los procesos con mayores impactos ambientales.
• Gradiente Salino. Evaluar los impactos ambientales de sistemas tecnológicos
de generación de energía a partir del gradiente salino del océano
mediante el acv para identificar los procesos con mayores impactos ambientales.
• Corrientes Marinas. Evaluar los impactos ambientales de sistemas tecnológicos
de generación de energía a partir de corrientes oceánicas y de
marea mediante la metodología de acv para identificar los procesos con
mayores impactos ambientales.
• Undimotriz. Desarrollar un Análisis de Ciclo de Vida comparativo de la generación
de energía eléctrica a partir de sistemas undimotrices para identificar
las etapas con mayores contribuciones ambientales y proponer mejoras.
Evaluar los impactos ambientales de diferentes sistemas undimotrices, los
cuales comúnmente se denominan como wec (por sus siglas en inglés,
Wave Energy Converter), con la finalidad de aumentar el conocimiento
sobre su impacto ambiental e identificar etapas y procesos con mayores
afectaciones, de manera que se puedan proponer mejoras.
• Aerogenerador Eólico Marino. El objetivo es evaluar los impactos ambientales
de un aerogenerador off-shore con la finalidad de identificar las
áreas de mejora ambiental que faciliten el proceso de toma de decisiones.
Función
Establecer claramente la función del sistema permite la identificación de la
Unidad Funcional, así como establecer los límites del sistema, con lo que será
posible asociar los insumos y emisiones, y realizar comparaciones con siste-
50

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
mas que cumplan con la misma función. Los sistemas de generación de energía
tienen como función el abastecimiento de energía; sin embargo, el uso de
esa energía podría modificar los sistemas analizados si la energía se utiliza
para el abastecimiento de poblaciones o para el abastecimiento de una industria,
pues la cantidad y horas de consumo eléctrico son diferentes para ambos
casos y se podrían requerir sistemas de almacenamiento. Además, estos sistemas
pueden generar subproductos o enlazarse a sistemas multipropósito,
cuyo objetivo no es sólo la generación de energía eléctrica, sino que cumplen
otras funciones, como brindar protección costera o desalar agua (Sánchez-Dirzo
et al., 2012).
Es importante recordar que la mayoría de los proyectos de energía del océano
se encuentran en etapa de prueba, por lo cual es probable que se produzcan
vacíos en la información. En este caso, difícilmente se encontrarán data-sets
en bases de datos, por lo tanto, se recomienda buscar datos reales o
escalados, considerando la incertidumbre potencial asociada en la etapa de
interpretación.
A continuación, se describe la función usada en los estudios realizados por
el Grupo civiccs para cemie-Océano.
• otec. Los sistemas otec tienen como función principal la generación de
energía a partir del gradiente térmico del océano. Estos sistemas pueden
tener subproductos asociados que son necesarios de identificar. Los
subproductos del sistema otec pueden ser: la potabilización de agua,
sistemas de ventilación y de enfriamiento industrial, y brindar apoyo en
actividades como la acuacultura (Daniel, 1994; Banerjee et al., 2015).
• Gradiente Salino. El gradiente salino es la diferencia de la concentración
salina que tienen dos puntos diferentes en el agua. A la generación de
energía por gradiente salino se le llama también energía azul, y se basa
en el aprovechamiento de un proceso de transporte de masas que involucra
dos cuerpos de agua de diferente concentración salina a través de
una membrana para llegar a un equilibrio de concentración.
• Corrientes Marinas. Los sistemas de generación de electricidad a través
de corrientes, utilizan turbinas en el paso de la corriente para extraer
energía mecánica y transformarla en energía eléctrica. Las corrientes
aprovechables en el océano pueden ser de marea u oceánicas, superficiales,
profundas o de costa. Las primeras se producen cuando el agua se
mueve debido a las mareas, mientras las segundas son controladas por la
rotación de la tierra, la gravedad, los esfuerzos de viento y la diferencia de
densidad de las aguas en mezcla en el océano (Yang, 2013). Por lo tanto,
la función del sistema de corrientes marinas es la generación de energía
eléctrica.
51

CEMIE-Océano
• Undimotriz. Los sistemas undimotrices buscan explotar las olas producidas
por los vientos en la superficie del mar, de las cuales se puede explotar
tanto energía cinética como potencial (Pinto, 2017). Por esta razón, la
función de un wec es extraer cualquiera de las formas de energía generada
por las olas para su conversión en energía aprovechable, generalmente
electricidad (Delmonte et al., 2016; Falcão et al., 2017, Gastelum,
2017; Patrizi et al., 2019) durante su tiempo de vida útil. La vida útil reportada
para los distintos dispositivos varía desde 15 hasta 60 años (Walker y
Howell, 2011; Banerjee et al., 2013; Karan et al., 2019; Patrizi et al., 2019),
siendo la más común 20 años (Dahlsten, 2009; Thomson et al., 2011; Banerjee
et al., 2013; Uihlein, 2016; Zhai et al., 2018; Karan et al., 2019). La
energía obtenida de estos sistemas puede ser usada para el suministro
de electricidad, para la desalación del agua de mar o para el bombeo y
calentamiento de agua (Pinto, 2017). En este caso se adoptó como función
de los sistemas undimotrices el abasto de electricidad.
• Aerogenerador Eólico Marino. La función se establece como la energía
producida en forma de electricidad por un aerogenerador durante su
tiempo de vida útil, el cual es reportado en la literatura típicamente como
20 años (Dones et al., 2007; Berrios et al., 2009; Romera, 2010; Wagner
et al., 2011; Wiedmann et al., 2011; Oh et al., 2013: Haapala y Prempreeda,
2014; Raadal et al., 2014; Wang et al., 2019), mientras que los valores
para el factor de capacidad varían entre 30 y 46 % (Dones et al., 2007;
Wiedmann et al., 2011; Dolan y Heath, 2012; Haapala y Prempreeda, 2014;
Raadal et al., 2014).
Sistemas
La descripción de los sistemas es importante para identificar sus elementos
y la forma en la que operan. En los sistemas de generación de energía del
océano, es fundamental una descripción detallada, debido a que, incluso para
el mismo tipo de fuente puede haber diferencias sustanciales en su operación.
OTEC
Los Sistemas otec utilizan variaciones de los ciclos termodinámicos de Rankine,
que tiene como objetivo la conversión de energía térmica en trabajo. Es
necesario establecer el tipo de ciclo que se está utilizando en la conversión
de energía:
• Ciclo cerrado. Es conocido como ciclo Anderson y utiliza fluidos de trabajo
con bajo punto de ebullición, como el amoniaco, el propano, freón,
R-134, R-123, R-152a, entre otros. Su eficiencia es mayor que la del ciclo
abierto, aunque no genera subproductos (Fernández, 2008).
52

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
• Ciclo abierto. Se le conoce también como ciclo de Claude y utiliza el agua
como su fluido de trabajo. Este ciclo utiliza un proceso conocido como
evaporación flash, en el cual se usa un sistema de aspersión para que
mayor cantidad de agua tibia se evapore al bajar súbitamente la presión,
llevando al agua a su punto de ebullición y convirtiéndola en vapor (Bernal,
2016).
• Ciclo mixto. Combina ambos sistemas, buscando la alta eficiencia del ciclo
cerrado y la desalinización de agua obtenida en el ciclo abierto.
También, es importante establecer si el sistema es on-shore (dentro de la
costa) u off-shore (fuera de la costa), pues esto modifica el tipo de estructura
en la que operará.
Los sistemas de conversión otec pueden estar basados en tres conceptos:
• Ósmosis de presión retardada. Utilizando el principio de ósmosis en dos
cuerpos de agua con diferentes concentraciones salinas, se producirá un
flujo de energía en forma de presión, aprovechable para la generación de
energía eléctrica al hacer pasar el flujo producido a través de una turbina
(Bernal, 2016).
• Electrodiálisis inversa. El sistema consta de una batería formada por celdas
separadas por membranas ion selectivas. Su funcionamiento se basa
en el paso de flujos de agua de diferente concentración salina de forma
alternada entre las celdas. En las celdas sucede una reacción espontánea
donde se produce una corriente de iones que será convertida a corriente
eléctrica por una reacción rédox, utilizando el cloruro de hierro por
ejemplo como electrolito (Bijmans et al., 2012). Los iones son dirigidos a
los electrodos, donde, con ayuda de una sustancia electrolítica, se lleva
a cabo la reacción rédox que tiene como resultado un flujo aprovechable
de electrones.
• Mezcla capacitiva (CapMix). Requiere el uso de dos supercapacitores
de carbón activado a modo de electrodos (Bijmans et al., 2012). La extracción
de energía consta de 4 etapas. En la primera etapa se conduce
agua con alta salinidad entre los electrodos, la segunda etapa es la carga,
donde los iones disueltos en el agua son captados por los electrodos,
aumentando su carga y disminuyendo el voltaje, produciendo un flujo de
electrones. La tercera etapa implica la sustitución dentro del sistema del
agua con alta concentración salina por agua con baja concentración, lo
que produce que los electrodos se descarguen, aumentando el voltaje
en el sistema y cambiando la dirección del flujo de electrones (Hatzell et
al., 2014).
53

CEMIE-Océano
Centro de investigación de energía del océano en Kailua- Kona. Hawaii. Principalmente
se utiliza para la investigación de sistemas OTEC (Makai Ocean Energy, 2020).
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Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
a) Prototipo de sistema de electrodiálisis reversa para el aprovechamiento del gradiente salino.
Desarrollado en el IIUNAM-CU por el CEMIE-Océano (Foto: Elier Sandoval).
b) Pila industrial de electrodiálisis reversa (Foto tomada de Novasep 2020) (https://www.novasep.com/).
c) Planta piloto REDStack en Afsluitdijk, Países Bajos (Fujifilm Corporation 2016)
(https://www.fujifilm.com/) .
55

CEMIE-Océano
Corrientes Marinas
La explotación de las corrientes de marea y marinas es similar, con la diferencia
de que una corriente de marea correrá en direcciones opuestas en determinados
tiempos, por lo que los sistemas de corrientes de marea deben de ser
capaces de seguir operando cuando se presenta el cambio de dirección (Student
Energy, 2015).
Estos sistemas tienen un funcionamiento semejante a las turbinas eólicas,
pues se colocan turbinas en el paso de las corrientes, con lo que se logra
transformar energía mecánica en energía eléctrica.
Las turbinas para la explotación de corrientes marinas pueden ser de eje horizontal,
paralelo al flujo del agua, o de eje vertical, perpendicular al flujo como
se aprecia en la figura 15. Básicamente consisten en paletas sujetas a un buje,
formando el rotor, una caja de máquinas y un generador. El flujo del agua mueve
al rotor, que utiliza la velocidad generada y transformada por el generador.
La energía es enviada a tierra por medio de cables (Rourke et al., 2010).
También es importante especificar el sistema de sujeción, que puede ser de
gravedad, apilado o flotante.
Figura 15. a) Turbina de eje horizontal; b) Turbina de eje vertical (Adaptado de Student Energy, 2015);
c) Diseño interno del Hidrogenerador IMPULSA, utilizado en este trabajo;
d) vista externa del Hidrogenerador IMPULSA. Fuente: Mariño et al. (2017).
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Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Undimotriz
La energía de las olas o undimotriz, es aquella que permite la obtención de
electricidad a partir de la energía cinética y potencial contenida en el movimiento
de las olas. Las olas son el resultado de diversos factores y algunas
de sus ventajas, en comparación con otras energías renovables, es que son
frecuentes, periódicas y predecibles (López et al., 2014; Alamain et al., 2017;
Sánchez, 2017; Patrizi et al., 2019).
Existen diferentes mecanismos de extracción de la energía oceánica para su
posterior conversión a energía eléctrica, los dispositivos que llevan a cabo esta
función son los denominados wec (López et al., 2014; Delmonte et al., 2017;
Sánchez, 2017), y se clasifican comúnmente de acuerdo a dos categorías diferentes:
(i) por su ubicación de instalación respecto a la costa, como on-shore
(en la costa), nearshore (entre 10 y 40 metros) y off-shore (>50 metros), y (ii) por
su sistema de captación de energía: columna oscilante de agua (owc, por sus
siglas en inglés Oscillating Water Column), absorbedores puntuales, atenuadores
y totalizadores o terminadores, y de rebasamiento u overtopping (López
et al., 2014; Delmonte et al., 2016; Gastelum, 2017; Sánchez, 2017; Thomson et
al., 2019; Karan et al., 2019).
Tecnología de gradiente salino. Tomada de Novasep (https://www.novasep.com/)
57

CEMIE-Océano
En los dispositivos tipo wec las características del sitio de instalación, por
ejemplo, su ubicación de instalación respecto a la costa, la profundidad, las
condiciones meteorológicas, las características del fondo marino, entre otros
factores, pueden afectar el rendimiento del dispositivo (Gastelum, 2017; D’aquino
et al., 2019).
Aerogenerador Eólico Marino
La energía eólica es aquella que se obtiene del viento, proveniente de la energía
cinética generada por el movimiento de las masas de aire que se desplazan
de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión,
con velocidades proporcionales al gradiente de presión y que es transformada
en otras formas útiles para las actividades humanas (Romera, 2010).
Tradicionalmente la energía eólica marina no está considerada como una
energía oceánica, sin embargo, esto ha ido cambiando debido a que su entorno
es igual y sus limitaciones similares a las energías del océano, específicamente
a la mareomotriz, por lo que se consideran como un mismo sector
energético (Esteban y Leary, 2012).
Dentro de la generación de energía eólica, pueden encontrarse dos grandes
grupos de turbinas empleadas: las de eje horizontal (figura 16) y las de
eje vertical (figura 17). Las primeras son ampliamente usadas debido a su alto
rendimiento aerodinámico y posibilidad de lograr grandes potencias, pero requieren
constancia en la dirección del viento. En cambio, las de eje vertical
son independientes de la dirección del viento, sin embargo, su rendimiento
aerodinámico es bajo en comparación con las primeras (Spies y Tacca, 2016).
Figura 16. Ejemplo de aerogenerador
de eje horizontal.
Autor: María del Rosario León Lira.
Figura 17. Ejemplo de aerogenerador
de eje vertical.
Autor: María del Rosario León Lira.
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Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Límites
Los límites espaciales y temporales, como en cualquier otro proyecto de acv,
implican la selección de las etapas a modelar. Para los sistemas de energías
del océano, es importante tomar en cuenta las externalidades relacionadas a
cada una de sus etapas: de forma general se contemplan tres grandes etapas,
la etapa de construcción, la de generación y la de fin de vida para los dispositivos
de generación de energía, tal como se muestra en la figura 18, y que se
describen brevemente a continuación.
Etapa de construcción
En esta etapa se considera la construcción del dispositivo y la extracción de las
materias primas. Asimismo, es importante realizar un desglose de los procesos
para identificar puntualmente los elementos y materiales de mayor impacto. En
la figura 19 se ilustra este desglose.
Figura 18. Sistema general para la modelación de dispositivos de energía del océano.
Figura 19. Estructura de la etapa de construcción para la modelación de los dispositivos analizados..
59

CEMIE-Océano
Etapa de generación
Esta etapa tiene asociados los impactos de los insumos utilizados para la generación
de energía eléctrica. Además, se asocian los elementos utilizados durante
el mantenimiento de los equipos. Si no se cuenta con información debe
especificarse la falta de dicha información.
Etapa de fin de vida
La etapa de fin de vida contempla el desarmado de los sistemas y el tipo de
disposición final que se dará a los elementos resultantes. Se especifican los
elementos que serán llevados a un relleno sanitario, los elementos susceptibles
a reúso y los elementos susceptibles a reciclaje. Si hay elementos que serán
abandonados, se debe especificar la razón y se recomienda modelar como
depósito a relleno sanitario, siempre y cuando no se cuente con la información
correspondiente de los efectos y emisiones asociados a su abandono.
El Grupo civiccs, para la colaboración con cemie-Océano, utilizó estas etapas
en el desarrollo de los estudios de acv. A continuación, se presentan las
descripciones para cada uno de los sistemas de generación estudiados.
⊲ OTEC
Los sistemas otec utilizan los ciclos de Rankine con variaciones que permiten
usar la diferencia de temperatura del agua tibia de la superficie del océano y el
agua fría de las profundidades, para que un fluido de trabajo con bajo punto de
ebullición se evapore y haga girar turbinas para que se produzca energía eléctrica
(Fernández, 2008). Estos sistemas pueden estar en una instalación en tierra
firme, o en estructuras flotantes. En el caso estudiado se decidió utilizar un
equipo en estructura flotante, por lo que la etapa de construcción contempla
también los impactos asociados a los materiales utilizados para la construcción
de la estructura (concreto y acero, el prototipo otec).
Además, el sistema requiere de grandes tuberías para la extracción del agua
de mar obtenida a diferentes profundidades y con diferentes temperaturas,
estas tuberías están elaboradas de polímeros reforzados con fibras.
Después de ser extraída el agua, es llevada a equipos intercambiadores de
calor elaborados de aluminio para que evaporen el fluido de trabajo, el cual, es
dirigido a una turbina para la generación de electricidad, que es transmitida a
tierra utilizando cables submarinos.
En la etapa de generación se modelaron los impactos asociados a la producción
de fluido de trabajo utilizado (amoniaco, R-152a o R -134 a) y las emisiones
asociadas al bombeo del agua de mar (Dessne, 2015).
El proceso de fin de vida incluye la disposición a un relleno sanitario para los
materiales usados en la estructura flotante (considerando su probable abandono)
y el reciclaje de materiales con potencial para hacerlo, principalmente
60

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
metales como el acero, el cobre y el aluminio. En la figura 20, se especifican
los límites empleados.
⊲ Gradiente Salino
El sistema de gradiente salino modelado utiliza la electrodiálisis reversa. Para
lo cual es necesaria la fabricación de pilas, segmentadas y separadas por membranas
de intercambio iónico. Los flujos de agua son dirigidos alternadamente
por los segmentos de la pila. Las membranas que separan los segmentos solo
permiten el paso de aniones (membranas de intercambio aniónico) o de cationes
(membranas de intercambio catiónico). En los últimos compartimientos
Figura 20. Límites específicos para el sistema OTEC.
61

CEMIE-Océano
de cada lado se encuentra una sustancia electrolítica que, a través de una
reacción redox con los iones extraídos del agua, liberará electrones que son
captados por los electrodos, generando una corriente eléctrica.
La etapa de construcción implica la construcción de los sistemas de bombeo
y pretratamiento, además de la construcción de las pilas, que requiere materiales
como el titanio para los electrodos, espaciadores y membranas de intercambio
iónico elaboradas de materiales poliméricos, en este caso estireno,
benceno y divinilbenceno.
Debido a la falta de datos de la operación, solo se modelaron las etapas de
construcción y fin de vida. Es importante la recopilación futura de información
asociada a la generación debido a las sustancias usadas para el mantenimiento
de los equipos, en especial para el mantenimiento de las membranas, pues
son el elemento principal de este tipo de tecnologías y su deterioro puede
impactar gravemente en la eficiencia de generación del sistema.
En el fin de vida se consideró la disposición de las membranas en relleno
sanitario, al ser productos del que no se conoce procesos para reciclaje, mientras
que los materiales metálicos fueron enviados a reciclaje. En la figura 21 se
presentan los límites específicos para el sistema de gradiente salino.
⊲ Corrientes Marinas
El sistema de corrientes analizado es un prototipo flotante, cuya carcasa concentra
el flujo del agua hacia los rotores, convirtiendo energía cinética en energía
eléctrica, que es almacenada en baterías.
La etapa de construcción contempla la fabricación de la carcasa que conforma
el sistema de extracción de energía, las alabes y los rotores. Se considera
parte de la obra civil el sistema de anclaje (un peso muerto y un tensor) que
evita que el sistema flotante sea arrastrado por la corriente. El impacto asociado
a la producción de los materiales está incluido en esta etapa. Es un dispositivo
sencillo fabricado con aluminio, fibra de vidrio y acero.
El dispositivo se encuentra en fase de pruebas y mejoramiento, por lo que
aun no se tiene registrado el tipo de mantenimiento y su periodicidad, y se
desconocen los insumos usados en la etapa de generación. Por lo anterior, es
importante a futuro hacer una recopilación de esta información para un modelo
completo y verificar el nivel de impacto asociado a la etapa de generación
de dicho dispositivo.
La etapa de fin de vida contempla el reciclaje de los materiales en los que
sea factible este proceso, por ejemplo, los metales; mientras que el concreto
utilizado como anclaje, se considera perdido, por lo que se decidió modelar la
disposición en relleno sanitario. El diagrama utilizado para estos sistemas se
presenta en la figura 22.
62

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Figura 21. Límites del sistema de gradiente salino.
⊲ Undimotriz
Para los sistemas de generación de energía undimotriz, generalmente se utiliza
el enfoque de la cuna a la tumba (Walker y Howell, 2011, Karann et al., 2019)
en el cual se consideran tres etapas: construcción, generación y fin de vida
(figura 23).
La fase de construcción considera la extracción de materias primas, fabricación
de los diferentes componentes que integran el dispositivo, los cables y
la instalación en sitio (Dahlsten, 2009; Thomson et al., 2011; Walker y Howell,
63

CEMIE-Océano
Figura 22. Límites del sistema para el dispositivo de corrientes marinas.
2011; Karan et al., 2019). En la mayoría de los casos, la energía de las olas se
convierte en electricidad mediante dos pasos. Primero, la energía de las olas
se convierte en una forma simplificada de energía mecánica (potencial o cinética),
y luego, mediante un sistema adecuado de toma de fuerza, se convierte en
energía eléctrica, por lo que fundamentalmente los wec tienen tres módulos:
el sistema de captación, el sistema de conversión de energía y la estructura de
soporte o amarre (López et al., 2014; Patrizi et al., 2019).
Por otro lado, la etapa de generación incluye la operación y mantenimiento
de los dispositivos, en algunos casos también la transmisión de la electricidad
(Dahlsten, 2009; Walker y Howell, 2011; Karan et al., 2019). Sin embargo, no
64

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Figura 23. Límites del sistema para dispositivos tipo WEC.
65

66
CEMIE-Océano
existen datos de esta etapa, por lo cual, normalmente se basa en estimaciones
(Thomson et al., 2011).
La etapa de fin de vida, incluye el desmantelamiento de los dispositivos, que
es esencialmente lo contrario del proceso de instalación, y la eliminación de
los residuos y/o su reciclaje (Dahlsten, 2009; Walker y Howell, 2011; Zhai et al.,
2018; Karan et al., 2019), hasta la fecha, esta es la etapa con mayor incertidumbre
debido a que no hay estudios publicados sobre las prácticas de eliminación
o reciclado de dispositivos tipo wec (Zhai et al., 2018). Por tanto, se hacen
suposiciones en la tasa de reciclaje, teniendo como base la tasa típica asumida
de las tecnologías de generación de energía a través de fuentes renovables,
la cual propone dividir los materiales metálicos en un 90 % a una planta de reciclado
y el resto de los desechos a un vertedero (Thomson et al., 2011; Karan
et al., 2019).
⊲ Aerogenerador Eólico Marino
Las etapas incluidas en el estudio del aerogenerador eólico marino son la construcción,
generación y fin de vida. En la figura 24 se presentan los límites específicos
de un sistema de generación eólico marino. La etapa de construcción
comprende desde la extracción de materiales hasta las fases de producción y
procesamiento de los equipos que integran la turbina eólica, la estructura de
soporte, el cable para la interconexión, así como el transporte y los combustibles
fósiles usados para la instalación del aerogenerador en el océano (Raadal
et al., 2014; Nugent y Sovacool, 2014; Ji y Chen, 2016).
Generalmente, el límite del sistema es la entrega de energía a una subestación
terrestre, sin incluirla dentro del sistema. Tampoco se toman en cuenta las
pérdidas que se generan por los cables submarinos (Haapala y Prempreeda,
2014; Raadal et al., 2014; Reimers et al., 2014).
Lo anterior, se debe a que la necesidad de una subestación en altamar depende
de la capacidad instalada total de un parque eólico y de su distancia de
la costa. Generalmente, cuando el total de la capacidad instalada es menor a
30 MW, una subestación off-shore es innecesaria. Si la capacidad total instalada
varía entre 30 y 120 MW y la distancia del parque eólico a la costa es mayor
a 10 km, entonces si es necesaria la subestación. Una subestación off-shore
es esencial si el parque eólico tiene una capacidad mayor a los 120 MW, independientemente
de la distancia que exista a la costa (Huang et al., 2017). Cabe
mencionar, que los costos de una subestación off-shore son altos, por lo que
deben de ser evitadas y usar cable submarino para la transmisión de la energía
(Wu et al., 2014).
La generación, es quizá la etapa más sencilla (Nugent y Sovacool, 2014), sin
embargo, no está exenta de generar efectos ambientales (Dahane et al., 2017),
en este proceso se incluye la operación y el mantenimiento del aerogenerador.

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Figura 24. Límite del sistema para dispositivos de energía eólica marina.
67

CEMIE-Océano
La operación, incluye el aceite y otros recursos necesarios para la lubricación y
limpieza de las turbinas (Nugent y Sovacool, 2014; Yang et al., 2018), mientras
que el mantenimiento se divide en preventivo y correctivo, el cual contempla
el reemplazo periódico de componentes dañados o desgastados, así como
la mano de obra (Sørensen, 2009; Nugent y Sovacool, 2014; Ji y Chen, 2016).
En la etapa de fin de vida, se prevé el desmantelamiento del aerogenerador
y el reciclamiento de la mayoría de sus materiales como un medio para mitigar
las emisiones de gei (Weinzettel et al., 2009; Nugent y Sovacool, 2014). La
tabla 3, muestra la tasa de reciclaje y/o disposición final de los materiales que
integran la estructura, tanto de la turbina como del soporte, según lo reportado
en la literatura.
Tabla 3. Escenarios de fin de vida para los materiales que componen un aerogenerador off-shore.
Hierro
Acero
Cobre*
Fibra de vidrio
Material
Concreto demolido
Cables
Escenarios
de disposición final
90 % reciclaje
10 % relleno sanitario
90 % reciclaje
10 % relleno sanitario
90 % reciclaje
10 % relleno sanitario
95 % reciclaje
5 % relleno sanitario
100% relleno sanitario
Referencia
(Cortés, 2019)
(Yang et al., 2018)
(Huang et al., 2017)
(Raadal et al., 2014)
(Berrios et al., 2009)
(Cortés, 2019)
(Yang et al., 2018)
(Huang et al., 2017)
(Raadal et al., 2014)
(Berrios et al., 2009)
(Raadal et al., 2014)
(Weinzettel et al., 2009)
(Cortés, 2019)
(Yang et al., 2018)
(Cortés, 2019)
(Huang et al., 2017)
(Berrios et al., 2009)
100% Incineración (Guezuraga et al., 2012)
100% relleno sanitario
85 % reciclaje
15 % relleno sanitario
66 % reciclaje
34 % recuperación de energía
(Huang et al., 2017)
(Berrios et al., 2009)
(Raadal et al., 2014)
(Raadal et al., 2014)
Otros materiales 100 % relleno sanitario (Huang et al., 2017)
*Se excluye el que se utiliza en el cable submarino
68

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Unidad Funcional
La Unidad Funcional es un elemento fundamental para el Análisis de Ciclo de
Vida, pues a partir de este elemento se relaciona la función del sistema estudiado
con los insumos, las descargas y emisiones para cumplir con esta función,
además de que permite la comparación con otros acv de productos con
la misma función. Los sistemas de generación de energía renovable ya han
sido estudiados (Parker et al., 2007, Rule et al., 2009, Banerjee et al., 2013),
especialmente los sistemas on-shore. Como Unidad Funcional se ha usado,
de forma general, 1 kWh promedio producido durante el periodo de vida de
los sistemas de generación. Esta Unidad Funcional también ha sido adoptada
en sistemas de generación de energías asociadas al océano (Douziech et al.,
2016; Uihlein, 2016; Rule et al., 2009).
⊲ OTEC
Se considera que la función principal de una planta otec es la generación de
energía, por lo que la Unidad Funcional propuesta para el sistema otec, fue 1
kWh, al igual que Aalbers (2015). Los rangos de operación de las plantas otec
están entre 20 kW a 100 MW, siendo los valores más comunes de generación
alrededor de los 10 MW (tabla 4).
⊲ Gradiente Salino
Actualmente, los trabajos relacionados a acv de energía de gradiente salino,
como el de Zamorano (2019) y Tristan et al. (2020), utilizan 1 kWh como Unidad
Funcional, mientras que otros como Mueller et al. (2020) utilizan 1 MWh. Debido
a que otros sistemas de generación de energía del océano utilizan 1 kWh
como Unidad Funcional, se propone esta misma unidad para el caso de gradiente
salino. Por el momento, no existen plantas de gradiente salino comerciales
funcionando, la mayoría de los proyectos son de tipo piloto. La planta del
proyecto redstack en Afsluitdijk, en los Países Bajos, opera generando 50 kW,
siendo una planta de estudio y desarrollo tecnológico (oes, 2016). Tedesco et
al. (2017) lograron un prototipo de generación de 1 kW nominal con generación
neta de alrededor de 700 W. Por su parte, Post et al. (2010), propone el diseño
de un sistema de 200 kW de generación.
⊲ Corrientes Marinas
Convencionalmente se utiliza 1 kWh como la Unidad Funcional de los sistemas
que explotan las corrientes de marea y marinas (Douziech et al., 2016;
Uihlein, 2016; Rule et al., 2009). Su rango de generación es de 60 kW a 5.6
MW (oes,2016).
⊲ Undimotriz
La Unidad Funcional se establece, comúnmente, como 1 kWh de energía producida
por el dispositivo de conversión de energía de las olas durante su vida
69

CEMIE-Océano
Tabla 4. Capacidad de generación de diferentes sistemas OTEC.
Capacidad Lugar Observaciones Fuente
22 kW No disponible
1 MW Makai, Hawái Planta en operación
1-100 MW Makai, Hawái
10-100 MW Japón
Primera planta probada en 1830 fue destruida
por una tormenta
A partir del resultado de la planta existente, se
espera poder construir plantas OTEC en el rango
de generación de 1 a 100 MW
Cálculo de costos de generación para plantas
de 10 y 100 MW
Bernal (2016)
Makai Ocean
Engineering, Inc., (2020)
Makai Ocean
Engineering, Inc., (2020)
Okinawa (2020)
1-10 MW Japón Cálculo de costos para plantas de 1 y 10 MW Okinawa aterial a, (2020)
10 MW China
10.7 MW Mar Caribe
La empresa Lockhead Martín, junto con Reingwood,
pretendían colaborar para la construcción
de una planta de 10 MW en el sur de China
En planeación, proyecto NEMO (
New Energy for Martinique and Overseas)
Bernal (2016)
OES (2008-2020)
15 MW Mar Caribe En planeación OES (2008-2020)
10 MW Filipinas Proyecto aprobado OES (2008-2020)
20 kW Corea del Sur Entró en operación en 2013 OES (2016)
200kW Corea del Sur Instalada, utiliza apoyo de una planta de poder OES (2016)
1 MW Corea del Sur Aprobada, operación a partir de 2018 OES (2016)
50 kW Japón
Planta ubicada en Kumejima, con dos módulos
de 50 kW cada uno, se trabaja para escalar a
125 MW
OES (2016)
útil con el fin de poder evaluar los resultados, no solo con los diferentes tipos
de wec sino también con otras energías renovables (Dahlsten, 2009; Thomson
et al., 2011; Uihlein, 2016; Gastelum, 2017; Karan et al., 2019; Thomson et al.,
2019).
⊲ Aerogenerador Eólico Marino
Los estudios de acv de energía marina, generalmente se centran en relacionar
los impactos ambientales de los procesos necesarios para la obtención de
energía eléctrica. Por ello, la Unidad Funcional suele establecerse como 1 kWh
de electricidad generada por el aerogenerador off-shore (Berrios et al., 2009;
Wagner et al., 2011; Reimers et al., 2014; Huang et al., 2017; Paredes et al.,
2019). Existen estudios donde se incluye no sólo la generación, sino también
el suministro a la red eléctrica (Raadal et al., 2014; Bonou et al., 2016; Uihlein,
2016; Yang et al., 2018; Wang et al., 2019), así como otras unidades de energía
(mj) (Wang et al., 2019). En el trabajo realizado por parte del cemie-Océano,
se incluyeron los materiales para el cable submarino, indispensable para la
70

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
transmisión de la energía eléctrica a la costa, pero sin tomar en cuenta las pérdidas
que generan, la sub-estación en tierra, ni la distribución de la energía, tal
como lo sugieren diversos estudios (Haapala y Prempreeda, 2014; Raadal et
al., 2014; Reimers et al., 2014; Wu et al., 2014; Huang et al., 2017).
Inventario de Ciclo de Vida
La etapa de Inventario de Ciclo de Vida (icv), consiste en cuantificar todas las
entradas y salidas de cada una de las etapas del sistema analizado. Los icv
representan los flujos de materia y energía que entran y salen al sistema en
forma de recursos, energía, productos, subproductos, emisiones a la atmósfera,
descargas al agua y residuos.
Para generar el icv se recomienda tener el inventario documentado y clasificado
por cada etapa del acv. Además, se sugiere presentar la información de
forma conjunta, especificando el tipo de sistema y las características básicas,
como la capacidad de generación y el tiempo de vida, el ejemplo presentado
en la tabla 5 puede utilizarse como referencia.
Actividades involucradas
• Recolección de información bibliográfica. Esta actividad es de gran importancia
ya que implica el entendimiento del sistema de generación y
sus procesos. La información bibliográfica es la primera fuente de datos
a la que se tiene acceso para la elaboración de los inventarios y tiene
un valor extra al ser datos publicados a los que es fácil referirse de ser
necesario.
• Entrevistas con expertos. Las entrevistas permiten obtener un mejor entendimiento
del funcionamiento de los sistemas y validar las consideraciones
que deben tomarse al momento de desarrollar el estudio. También,
son una fuente directa cuyos datos pueden tener mejor calidad que los
presentes en la literatura.
• Visitas. De ser posible, se recomienda conocer de forma presencial los
sistemas con los que se trabajará, o sistemas parecidos, ya que ayudará
a comprender la operación del sistema y a dimensionar el proyecto en el
que se está trabajando.
• Cálculos. Existen datos que no se podrán obtener de forma directa y será
necesario calcularlos utilizando balances de masa y energía, estos cálculos
también ayudarán a corroborar información obtenida de otras fuentes.
Recolección de datos
La recolección de datos debe realizarse de forma sistemática, teniendo identificado
claramente el origen de la información y agrupándola de acuerdo con el
71

CEMIE-Océano
Entrada
Tabla 5. Ejemplo de inventario de ciclo de vida. Dispositivo OTEC ciclo cerrado.
Tomado de Zamorano (2019).
Inventario OTEC ciclo cerrado
Etapa de construcción
Elemento Cantidad Material Cantidad Unidad Total Unidad
Estructura 1 Concreto 2.18E+04 ton 1.15438E-06 ton/kWh
Entrada
Red de
alambre
1.83E+05 m2 9.64555E-06 m2/kWh
Etapa de generación
Elemento Sustancias Material Cantidad Unidad Total Unidad
Generación
Salida
Generación
Sustancias
utilizadas
Sustancias
liberadas
Fluido de
trabajo
Fluido de
trabajo
auxiliar
CO2 por
cambio te
temperatura
(intercambio
de
calor)
O2 por
extracción
de agua
caliente
N2 por
extracción
de agua
fría
1.74E+06 ton 9.18746E-05 ton/kWh
1.07E+05 ton 5.63776E-06 ton/kWh
1.51E+07 kg 0.0008 kg/kWh
Módulo
Ecoinvent
3.4
RoW: market
for concrete,
high
exacting requirements
ecoinvent
3.4
GLO:
market for
cast iron
ecoinvent
3.4
Módulo
Ecoinvent
3.4
RoW:
market for
ammonia,
liquid ecoinvent
3.4
RoW:
market for
ammonia,
liquid ecoinvent
3.4
Carbon
dioxide
1.70E+07 kg 0.000901054 kg/kWh Oxygen
3.04E+07 kg 0.001609024 kg/kWh Nitrogen
Fuente
George
et al.,
1979
George
et al.,
1979
Fuente
George
et al.
1979
George
et al.
1979
Dessne
2015
Dessne
2015
Dessne
2015
72

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
tipo de fuente. Es recomendable, de ser necesario, agrupar notas explicativas
sobre el origen y el significado de los datos obtenidos.
Se recomienda elaborar formatos para solicitar información. Estos formatos
deben ser suficientemente claros para que sean comprensibles por terceros.
Se pueden agregar preguntas asociadas al sistema, y solicitar diagramas de
funcionamiento de los sistemas y hojas de información de equipos disponibles.
Asignación
Como establece la norma iso 14040, es recomendable la minimización del uso
de métodos de asignación utilizando la subdivisión de procesos. Al momento
de modelar los sistemas de generación de energía del océano se encontró
conveniente la subdivisión de procesos como se explica en la sección de límites,
de tal forma que se pudiera contar con subprocesos unifuncionales (es
decir, que el proceso tenga un solo producto como resultado, por lo que la
carga ambiental se asocia directamente a este producto). Esto facilita la estimación
de las cargas ambientales y su relación con los productos obtenidos
en cada proceso, con esto se logra identificar los elementos con mayor carga
ambiental dentro del sistema.
Calidad de los datos
La buena calidad de los datos es un requisito de la norma de gran importancia,
ya que reduce la incertidumbre de los resultados. Por lo anterior, es relevante
asegurar la calidad alta de los datos, a través de métodos rigurosos para la
recolección de la información. Aun así, se debe de tener en cuenta que no en
todos los datos se podrá tener una calidad alta. Sin embargo, es fundamental
tener identificados los datos de menor calidad que podrían ser relevantes para
el estudio y, que por ende, tengan la posibilidad de generar incertidumbre en
los resultados. Lo anterior, es importante ya que en la fase Interpretación del
acv se deben de discutir los resultados así como las posibles recomendaciones
y conclusiones a partir de la calidad de los datos utilizados. En este sentido,
se recomienda el uso de la Matriz de Pedigree (tabla 6) de Weidema et al.
(2013), como un elemento básico para el aseguramiento de la calidad.
La Matriz de Pedigree se basa en criterios para identificar la calidad de los
datos, asignando valores a características y formas de recolección.
73

CEMIE-Océano
Indicador/
Calificador
Fiabilidad
Integridad
Correlación
temporal
Correlación
geográfica
Correlación
tecnológica
Tabla 6. Matriz de Pedigree.
1 2 3 4 5
Datos verificados
basados en mediciones
directas
Datos representativos
de
todos los sitios
relevantes para
el mercado
considerado durante
un periodo
adecuado para
igualar fuera de
la fluctuación
normal
Menos de 3 años
de diferencia
con el año del
estudio
Datos del área
bajo estudio
Datos procedentes
de empresas,
procesos y
materiales bajo
estudio
Adaptada de Weidema et al. (2013).
Datos verificados,
parcialmente
basados en conjeturas
o datos
no verificados
basados en mediciones
directas
Datos representativos
>50% de los
sitios relevantes
para el mercado
considerado,
sobre un periodo
de tiempo para
igualar fuera de la
fluctuación normal
adecuado
Menos de 6 años
de diferencia respecto
al periodo
del estudio
Datos promedio
de una gran
área donde está
incluida el área de
estudio
Datos de procesos
y materiales
bajo estudio
(ej., tecnología
idéntica) pero de
diferente empresa
Datos no verificados,
basados
en estimaciones
calificadas
Datos representativos
de
solo algunos
sitios (<<50%)
relevante para el
mercado considerado
o >50%
de sitios, pero
de periodos más
cortos
Menos de
10 años de
diferencia con
el periodo del
estudio
Datos de áreas
con condiciones
de producción
similar
Datos de procesos
y materiales
bajo estudio,
pero de diferente
tecnología
Estimados calificados
(ej., por
expertos de la
industria)
Datos representativos
de
un solo sitio
relevante para
el mercado
considerado o algunos
sitios, pero
en periodos más
cortos
Menos de
15 años de
diferencia con
el periodo del
proyecto
Datos de áreas
con condiciones
de producción
ligeramente
similares
Datos en procesos
o materiales
relacionados
Estimaciones no
calificadas
Representatividad
desconocida
o datos de
una pequeña
cantidad de
sitios y periodos
más cortos de
tiempo
Año de la
información es
desconocida o
mayor a 15 años
de diferencia con
el periodo del
proyecto
Datos de un
área desconocida
o totalmente
diferente
Datos de
procesos
relacionados a
nivel laboratorio
o de diferente
tecnología
Evaluación de Impacto de Ciclo de Vida (EICV)
La evaluación de los impactos implica la caracterización y modelación del consumo
de materias primas y energía, y de emisiones y descargas en categorías
de impacto que representan problemáticas medioambientales.
Para llevar a cabo la eicv es necesaria la selección de categorías de impacto
relevantes para los sistemas a estudiar. Se pueden utilizar categorías predefinidas
en estudios científicos o establecer las categorías de impacto que se
consideran relevantes, siempre y cuando se fundamente la selección.
74

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
En este sentido, el Volumen 1 de la Guía Global para Indicadores de Evaluación
de Impactos de Ciclo de Vida (unep/setac, 2016), resulta una referencia
muy valiosa para apoyar en la toma de decisiones para la selección de
las categorías de impacto a analizar en los acv de energías del océano. Esta
Guía Global, sugiere la elección de indicadores centrándose en los impactos
de cambio climático, impactos a la salud relacionados con materia particulada
fina, el uso de agua y el uso de suelo. Después, se eligen indicadores para temas
transversales y huellas basadas en acv. Para llevar a cabo la selección de
los indicadores se recomienda tener en cuenta las capacidades y restricciones
de los inventarios de ciclo de vida, la naturaleza de la actividad y las características
de la localización (unep/setac, 2016).
La tabla 7 muestra una recopilación de las categorías de impacto que se han
utilizado en otros proyectos de acv de energías del océano, las cuales son
consideradas como referencia.
Como se observa en la tabla 7, el cambio climático es el indicador que todos
los acv de energías del océano consideran debido a la crisis climática que
vivimos y que ha propiciado los compromisos internacionales en materia de
reducción de emisiones gei. De hecho, la Guía Global para Indicadores de
Evaluación de Impactos de Ciclo de Vida recomienda en gran medida el uso
de este indicador. Además, recomienda revisar un indicador para afectaciones
a la salud relacionadas a la formación de materia particulada y sugiere
usar métodos que den resultados a nivel de punto final. Sin embargo, otros
autores, como Thomson et al. (2019), Zhai et al. (2018), Douziech et al. (2016) y
Uihlein (2016) utilizan la formación de materia particulada como una alternativa
de punto medio, que es la recomendación propuesta en esta Guía.
Al analizar los inventarios de los sistemas estudiados dentro del proyecto de
cemie-Océano, se destaca el uso de metales en la elaboración de los dispositivos
(Zamorano, 2019), por ello, se considera conveniente evaluar el indicador
agotamiento de recursos minerales, como lo hacen Thomson et al. (2019), Zhai
et al. (2018) y Douziech et al. (2016).
Los requerimientos de recursos minerales antes mencionados, también involucran
a la industria química debido a los procesos necesarios para el procesado
de materiales como el acero y el aluminio. Además, las tecnologías asociadas
a gradiente térmico y gradiente salino utilizan sustancias específicas para
su operación. En el caso de gradiente térmico, se necesita la producción de
sustancias como el amoniaco, utilizadas como fluido de trabajo, mientras que
gradiente salino utiliza membranas elaboradas con materiales poliméricos. La
participación de las sustancias químicas es alta en los sistemas para la generación
de energías del océano debido al procesado del acero utilizado en todos
los dispositivos, la producción de sustancias como el amoniaco para el sistema
75

CEMIE-Océano
Tabla 7. Categorías reportadas para sistemas de energía del océano en la literatura.
Categorías utilizadas en diferentes ACV de energías del océano
Fuente
Categorías de impacto de punto medio Otras
CC AO AC EU EUM TH POF FMP ET ETA ETM RI OTA OTU TTN AA AM ACF Energía ARA SHC SHNC SHERM PAA-f OT RA RC Rco RH
Douglas
et al., 2008
* *
Rule et al.,
20092
* *
Banerjee
et al., 2013
* *
Aalbers
20151
* * * * * * * * * *
Walker et
al., 20152
* *
Uihlein,
20163
* * * * * * * * *
Douziech
et al.,2016.
* * * * *
Zhai
et al., 2018
* * * * * * * * * * * * * *
Thomson
et al., 2019
* * * * * * * * * * * * * * * * * *
Mueller
et al., 2020
* * * * * * * * *
Tristán
et al., 2020
* * *
Kaddoura
et al.,2020
* * * * * * * * * * * *
CC- Cambio Climático, AO- Agotamiento de Ozono, AC-Acidificación, EU-Eutrofización, EUM- Eutrofización Marina, TH- Toxicidad Humana, POF- Potencial de Oxidación Fotoquímica, FMP- Formación de Materia Particulada, ET- Ecotoxicidad, ETA-Ecotoxicidad
terrestre, ETM, Ecotoxicidad Marina, RI-Radiación Ionizante. OTA. Ocupación de Tierra Agrícola, OTU- Ocupación de Terreno Urbano, TTN- Transformación de Terreno Natural, AA-Agotamiento de Agua, AM- Agotamiento de recursos minerales, ACF- Agotamiento
de Combustibles Fósiles, ARA- Agotamiento de Recursos Abióticos. SHC.-Salud humana cancerígenos.SHNC- Salud humana no cancerígenos. SHER- Salud humana efectos respiratorios. PAAf -Potencial de agotamiento abiótico fósil. OT- Ocupación de tierra. RA-
Requerimiento de aluminio. RC-Requerimiento de cemento. Rco- Requerimiento de cobre. RH- Requerimiento de hierro. 1) Solo realiza el análisis a Cambio Climático. 2) Aparece como emisiones de CO2 asociadas, lo 3) Utiliza diferentes métodos para calcular
los valores de cada categoría 4) No indica si es ocupación de tierra agrícola o urbana.
76

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
otec y la elaboración de las membranas utilizadas en el sistema de gradiente
salino, por lo cual, la evaluación de los impactos en toxicidad humana es importante,
(Thomson et al., 2019; Zhai et al., 2018; Douziech et al., 2016; Uihlein,
2016; Aalbers, 2015).
En línea con lo anterior, tanto la eco-toxicidad como la eutrofización marina,
son categorías que deben ser consideradas porque relacionan la presencia de
sustancias toxicas y exceso de nutrientes provenientes de las distintas etapas
del ciclo de vida de los sistemas de energía (Thomson et al., 2019; Douziech et
al., 2016; Uihlein, 2016; Zhai et al., 2018; Mendoza et al., 2019).
Como se mencionó antes, las tecnologías de gradiente térmico, utilizan un
fluido de trabajo, las sustancias empleadas para esta función son usadas también
como refrigerantes, por lo que su uso (aunado al uso de diferentes minerales,
materiales plásticos y la energía requerida para la fabricación de los
dispositivos) es motivo para evaluar la categoría de agotamiento de ozono
(Aalbers, 2015; Thomson et al., 2019; Uihlein, 2016; Zhai et al., 2018; Zhang et
al., 2020).
El agotamiento de combustibles fósiles fue evaluado por Thomson et al.
(2019) y Zhai et al. (2018), esta categoría permite relacionar la dependencia de
los sistemas a los combustibles fósiles, y visualizar a las energías del océano
como una opción para reemplazarlos (Hong y Möller, 2011; Wang y Teah, 2017).
Adicionalmente, se sugiere la revisión de la categoría de acidificación (Thomson
et al. (2019; Zhai et al., 2018; Uihlein, 2016; Aalbers, 2015).
De acuerdo con lo anterior, esta Guía propone el análisis de nueve categorías
de impacto (tabla 8).
Tabla 8. Categorías de impacto propuestas.
Siglas Categoría Unidad
CC Cambio climático kg (CO2 al aire)
AO Agotamiento de ozono kg (CFC-11 al aire)
AC Acidificación kg (SO2 al aire)
EUM Eutrofización marina kg (N al agua)
TH Toxicidad humana kg (14DCB al aire urbano)
FMP Formación de materia particulada kg (PM10 al aire)
ETM Ecotoxicidad marina kg (14 DCB al agua marina)
AM Agotamiento de recursos minerales kg (Fe)
ACF Agotamiento de combustibles fósiles kg (petróleo)
77

CEMIE-Océano
Métodos
Después de la selección de categorías se deben elegir los modelos para la
caracterización de impactos, lo cual implica agrupar los datos del icv por categoría
y modelar los efectos ambientales esperados a través de factores de
caracterización (Antón, 2004).
Actualmente, existen métodos que ya tienen seleccionados modelos de caracterización
y que con ayuda de los softwares especializados, facilitan el cálculo
de los impactos. Algunos de estos métodos son:
• cml-ia. Fue desarrollada por el Instituto de Ciencias Ambientales de la
Universidad de Leiden en los Países Bajos, y restringe la modelación
cuantitativa a etapas tempranas en la cadena de causas y efectos para
reducir incertidumbre. Los resultados se agrupan en categorías de punto
medio. Contiene los factores de caracterización para todos los lineamientos
mencionados en el Manual de acv y otros factores adicionales.
Contiene otros métodos de caracterización como el Eco-indicator 99 y
eps. Además, cuenta con los datos de normalización para todas las intervenciones
y categorías de impacto a diferentes niveles espaciales y
temporales (cml–Department of Industrial Ecology, 2016).
• ReCiPe. Fue desarrollada por el rivm (el Instituto Nacional para la Salud
Pública y el Ambiente de los Países Bajos), cml, la consultoría Pré y la
Universidad Radboud de Nimega; dentro de este grupo de expertos se
encuentran los desarrolladores de las metodologías cml 2001 y Eco-indicator
99. De esta forma, la metodología ReCiPe logra conjuntar elementos
importantes de ambas metodologías, permite realizar modelaciones a
punto medio con 18 categorías de impacto, y a punto final con tres categorías
de impacto, de acuerdo con las necesidades del estudio (Goedkoop
et al., 2009). ReCiPe en 2016 fue mejorada al incluir factores de caracterización
representativos a nivel global y no solo a la escala europea, pero
las modificaciones permiten el uso de algunos factores a nivel continente
o país. Además, se agregaron nuevas categorías de impacto asociadas al
uso del agua en la salud humana, cambio climático en ecosistemas acuáticos,
y uso del agua y formación de ozono troposférico en ecosistemas
terrestres (Huijbregts et al., 2017).
• traci. Es una herramienta desarrollada para métricas de sostenibilidad,
evaluación de impacto de ciclo de vida y ecología industrial. Desarrollada
por la us epa como una herramienta que permita la evaluación de impactos
con las mejores metodologías, con aplicación para los Estados Unidos
(Bare, 2012).
• ipcc-efdb. La base de datos de factores de emisión del ipcc cuenta con
un compendio bien documentado de factores de emisión y otros pará-
78

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
metros que pueden ser consultados por diferentes tipos de usuarios, y
permite establecer una plataforma de comunicación para distribuir y comentar
nuevas investigaciones y datos de medida. Permite la búsqueda
de factores de emisión, con documentación e información técnica, que
puede ser exportada y utilizada en softwares comerciales. Esta base de
datos busca siempre estar actualizada pues funciona como respaldo de
las Directrices para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero
del ipcc. La base de datos puede ser consultada en línea en la
liga https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/EFDB/main.php, o puede descargarse
una versión off-line (ipcc-tif, 2020).
Punto medio o punto final
Las categorías de impacto de punto medio son un punto situado en la mitad
del mecanismo ambiental, es decir, se hallan más cercanas a la intervención
ambiental, permitiendo generar modelos de cálculo que se ajusten mejor a esa
intervención. Por otro lado, las evaluaciones de punto final están asociadas a
efectos directos sobre la sociedad, pero sus modelos aun no tienen un consenso
científico (Goedkoop, 2009, Hauschild et al., 2011).
Trabajos previos de acv sobre energías del océano, también han utilizado la
evaluación de impactos de punto medio, lo que permite realizar una discusión
respecto a resultados, enriqueciendo el conocimiento para el desarrollo, tanto
del proceso para realizar acv, como del desarrollo de los dispositivos de conversión
de energía.
79

Cachalote (Physeter macrocephalus)
Fotografía: Carlos Javier Navarro Serment
/ Banco de Imágenes conabio

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
4
Categorías de Impacto
No Consideradas en ACV
y de Relevancia en Energías
del Océano
A
pesar de que la metodología de Análisis de Ciclo de Vida permite una
evaluación holística al abordar todas las etapas de ciclo de vida del
producto y medir su impacto en todos los vectores involucrados (aire,
agua, suelo), existen afectaciones que aún no se pueden evaluar mediante
este enfoque debido a que se trata de una disciplina que está en desarrollo
y para la cual deben de generarse factores de caracterización que permitan
evaluar impactos ambientales que, hasta ahora, no se logran modelar bajo el
enfoque de acv.
En el caso de energías del océano, identificamos dos categorías de impactos
que se encuentran en esa situación: la afectación a la biodiversidad marina
generada por los sistemas de generación de energía y el riesgo de afectación
a los mismos dispositivos por fenómenos meteorológicos. En esta sección se
discuten ambos impactos, considerando un análisis bibliográfico.
81

CEMIE-Océano
Impactos en biodiversidad
La conservación de la biodiversidad es una prioridad global, como lo ha establecido
la Organización de Naciones Unidas en el Objetivo de Desarrollo
Sostenible (ods) 14 (onu, 2015). En el ámbito de acv, el desarrollo de métodos
y modelado de impactos de punto final, especialmente aquéllos que atiendan
afectaciones en biodiversidad, es considerado actualmente una prioridad y un
reto en investigación (Gaudreault et al., 2020; Goedkoop et al., 2009).
Para abordar e integrar los impactos en la biodiversidad causados por actividades
humanas, expertos de acv han tomado inspiración de trabajos en
las áreas de ecología y conservación al momento de desarrollar modelos de
impactos de análisis de ciclo de vida (iacv) (Curran et al., 2016). Sin embargo,
a la fecha, la metodología de acv carece de resolución espacial e información
ecológica predictiva para cuantificar impactos en temas como el clima y la biodiversidad
(Chaplin-Kramer et al., 2017).
La evaluación de impactos en biodiversidad y su integración en acv es un
tema de investigación activo y de gran importancia. La principal restricción
que se ha presentado es resumir un concepto complejo en un solo indicador
global debido a la amplia diversidad de especies, ecosistemas y características
biofísicas de cada área que puede ser analizada. No obstante, Winter et
al. (2017) considera que mediante la metodología de acv se pueden reducir
presiones directas sobre la biodiversidad y promover su uso sostenible, siendo
una herramienta auxiliar en este tema, gracias a que permite la generación
de factores de caracterización para cuantificar el daño causado.
De acuerdo con la teoría, los indicadores de punto medio (cambio climático,
acidificación terrestre y otros) se pueden trasladar a indicadores de punto final,
empleando modelos de evaluación de impacto. Por ejemplo, la “salud del
ecosistema” es una categoría de punto final que puede representar la fracción
potencialmente desaparecida de especies. Las presiones sobre la biodiversidad
(e.g. el uso de suelo) se pueden representar como categorías de impacto
de punto medio, mientras que la biodiversidad, en general, es una categoría
de punto final, expresada como salud del ecosistema (Winter et al., 2017).
A la fecha, el mayor número de estudios que incluyen biodiversidad en acv
se han hecho incorporando los impactos de uso de suelo como una presión
en biodiversidad (Lindqvist et al., 2016). Lo anterior, al considerarse que el uso
de suelo es uno de los principales impulsores de la pérdida de la biodiversidad
mundial, y su relevancia ambiental es ampliamente reconocida en la investigación
sobre la evaluación del ciclo de vida (De Baan et al., 2013).
Existen antecedentes de aplicaciones de la metodología de acv para actividades
que dependen del ambiente marino. Woods et al. (2016) realizaron
un estudio donde analizaron enfoques de evaluación ambiental para las siete
82

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
causas principales de pérdida de biodiversidad marina (cambio climático, acidificación
del océano, eutrofización, daño al fondo marino, especies invasoras,
sobreexplotación y basura marina (en específico plásticos)). Entre las conclusiones
destaca que ya existen modelos que predicen la distribución espacial
y temporal de las intervenciones humanas, y que dichos modelos pueden emplearse
para desarrollar factores de acv de destino y de exposición. Este es un
trabajo que sirve de antecedente y ejemplo sobre cómo integrar afectaciones
en la biodiversidad marina dentro de acv.
MariLCA
La Iniciativa de Ciclo de Vida anunció en 2019 la formación del grupo de trabajo
Marilca, cuyo objetivo es incrementar el conocimiento de impactos de ciclo
de vida mediante la integración de los impactos potenciales de la basura marina
(especialmente plásticos) en los resultados de acv (lci/fslci, 2019). Afectaciones
a la fauna marina y, potencialmente afectaciones a salud humana,
son contemplados para el desarrollo de un modelo que incluirá plásticos en
diferentes tamaños (nano, micro, meso, macro y mega), así como la integración
de riesgos por ingesta, enredamiento y acumulación en la cadena trófica. Este
proyecto puede considerarse como el primer acercamiento que se ha hecho
de manera oficial hacia la integración del ambiente marino en acv.
Energía del océano y biodiversidad
Las fuentes de generación de energía renovable frecuentemente son percibidas
como ambientalmente positivas. Si bien, muchos de los sistemas evitan
la emisión de gei durante la etapa de generación, sus impactos sobre la biodiversidad
deben tomarse en cuenta. A la fecha, no existe un sistema de generación
de energía a escalas comerciales que no tenga efectos secundarios
indeseados (Sandén, 2014). Por lo tanto, un elemento clave para el éxito de las
tecnologías de generación de energía a partir de fuentes renovables son los
estudios asociados a los posibles impactos ambientales.
Sin embargo, el conocimiento sobre determinados impactos causados por
la instalación de las plantas generadoras es aún limitado. Los dispositivos de
generación de energía del océano están en desarrollo y no es posible predecir
aun los impactos que tendrían sobre el desplazamiento de la fauna marina. En
México, por ejemplo, sitios de alto potencial energético se encuentran asociados
con áreas de gran valor ambiental y enorme diversidad biológica como es
el golfo de California o las zonas costeras de la península de Yucatán (ii-unam,
2016; sener, 2018). En este sentido, los posibles impactos a la biodiversidad
marina, al medio ambiente marino y otros usuarios del mar como el transporte
marítimo y la industria pesquera; es un tema que debe estudiarse más y tomarse
en consideración (iea, 2019).
83

CEMIE-Océano
Las observaciones realizadas en las plantas de generación de energía del
océano que existen señalan afectación a biodiversidad marina, sin embargo,
a la fecha no existe un modelo que permita cuantificar dichos impactos. Las
investigaciones realizadas por Farmery et al. (2017) sugieren que los métodos
existentes para evaluación de impactos en biodiversidad terrestre pueden
adaptarse exitosamente en biodiversidad marina. Sin embargo, cada caso es
específico y debe analizarse detalladamente.
Aspectos importantes que deben considerarse
En términos generales, entre los principales impactos potenciales de la instalación
de los dispositivos de generación de energía del océano, se detectan
las posibles perturbaciones de animales marinos causadas por actividades durante
la construcción, la presencia de embarcaciones que operan a diversas
velocidades entre la costa y el lugar del proyecto, y la potencial provocación
de colisiones que causen lesiones o la muerte de mamíferos marinos (Copping
et al., 2020). Poder contar con un marco o herramienta para cuantificar estos
elementos ayudará a impulsar la industria.
Se han identificado seis estresores, clave a considerar al momento de planear
una instalación, entendiéndose por estresor todas aquellas partes de un
dispositivo que puedan causar daño o estresar a los animales marinos, al hábitat
o a los procesos ecosistémicos (oes-Environmental, 2020). Dichos estresores
son el riesgo por colisión con las turbinas, efectos del ruido submarino
en los animales, efectos de los campos electromagnéticos en los animales, los
cambios al hábitat (ya sea a la columna de agua o al fondo marino), el cambio
en el flujo de agua en los sitios de instalación de las plantas y el riesgo por
enredamiento de los sistemas de anclaje en los animales.
El estudio extensivo de dichos estresores de los dispositivos de generación
de energía del océano y de las zonas específicas de instalación, son aspectos
indispensables para desarrollar modelaciones ambientales que cuantifiquen
las afectaciones principales.
Al realizar estudios de acv de energías del océano, esta Guía recomienda
que como parte de la interpretación de los estudios de acv, se consideren las
potenciales afectaciones a la biodiversidad que se podrían generar por los sistemas
de generación de energía, aunque éstos no hayan sido caracterizados
mediante el uso de factores de caracterización.
En este sentido, es necesario que se identifique el sitio específico de instalación,
el tipo de tecnología del dispositivo y las características de la biodiversidad.
El sitio de instalación debe ser ampliamente descrito, considerando corrientes,
características de la zona costera, profundidad y fondo marino, entre
otras características relevantes.
84

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Los sistemas de generación de energía deben describir cada uno de los
procesos de ciclo de vida relevantes como: dimensiones del sistema, procesos
unitarios de la etapa de construcción de los equipos, anclaje, dragado,
operación, mantenimiento (uso de aceites), distribución de la energía y fin de
vida. Para cada etapa es necesario identificar las potenciales interacciones y
riesgos que se presenten entre el funcionamiento de los dispositivos y los materiales
utilizados, con la biodiversidad y características del sitio.
Es importante identificar los grupos taxonómicos, riqueza de especies, requerimientos
de supervivencia de los individuos, comportamiento, así como
las funciones que desempeñan dentro del ecosistema. Para cada especie es
necesario plantearse la pregunta ¿de qué forma el dispositivo de generación
de energía, sus partes, movimientos, ruido, insumos, emisiones o campos electromagnéticos
(en el caso de cableado submarino), pueden afectarlo?
La discusión anterior, permitirá identificar potenciales impactos y proponer
estrategias para la conservación de la biodiversidad.
Actualmente, el Grupo de Investigación de Ciclo de Vida, Cambio Climático y
Sostenibilidad (civiccs) junto con la Universidad de Groningen (Países Bajos),
está desarrollando un proyecto enfocado en identificar factores de caracterización
para evaluar los impactos en biodiversidad generados por dispositivos
de generación de energía del océano. Este proyecto estará concluido en 2023
y se espera que sus resultados puedan contribuir a la toma de decisiones respecto
a la futura instalación de dispositivos.
85

CEMIE-Océano
Riesgo por fenómenos meteorológicos
En esta sección se discuten los potenciales impactos a los sistemas de generación
de energía debido a fenómenos meteorológicos. Esta información
es valiosa para el desarrollo de estudios de acv porque los sistemas menos
vulnerables podrían tener una vida útil más amplia y con ello asegurar el cumplimiento
de su función durante más tiempo. Lo anterior tiene una implicación
directa en la eficiencia de los dispositivos y los resultados del ciclo de vida.
Los desastres naturales son fenómenos atmosféricos, hidrológicos o geológicos
que pueden afectar de forma adversa a los seres humanos y sus actividades,
de acuerdo al lugar de ocurrencia, severidad o frecuencia de éstos.
Generalmente, se consideran peligros o desastres naturales cuando existen
intereses humanos de por medio, lo que tiene como resultado que el peso de
la problemática se asocia a la concurrencia de actividades humanas y fenómenos
naturales (Rodgers, 1993). Lo anterior lleva a plantear la integración de
sistemas de seguridad y medidas preventivas para evitar que los fenómenos
naturales se conviertan en desastres naturales.
El ambiente marino no está exento de fenómenos naturales, especialmente
porque muchos de estos fenómenos se generan precisamente aquí. Los
sistemas de generación de energía ubicados dentro de la costa o cercanos
a ésta, son propensos a sufrir daños relacionados a desastres naturales. La
gran cantidad de energía capturada por los océanos está ligada al desarrollo
de fenómenos de gran poder destructivo como son los huracanes o tsunamis.
86

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
El Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (ipcc, por
sus siglas en inglés) considera que para el entendimiento del riesgo asociado
a desastres naturales es necesario comprender la relación de los fenómenos
climáticos y meteorológicos, la vulnerabilidad de los sistemas, y su exposición
(Field et al., 2012). No podemos controlar los fenómenos naturales, por lo que
la única forma de modificar el impacto de los desastres naturales está asociada
a la exposición y a la vulnerabilidad. Así pues, fenómenos naturales de
intensidad baja, pueden convertirse en desastres naturales, vulnerabilidad y
exposición elevadas.
Los fenómenos naturales pueden ser catalogados de acuerdo con su intensidad,
así, por ejemplo, para los huracanes se utiliza la escala Saffir-Simpson
que los clasifica de acuerdo con la velocidad del viento, la amplitud del oleaje,
su presión, y le asocia un nivel de daño (marn, 2020).
El monitoreo de las condiciones oceánicas y atmosféricas permiten identificar
y predecir las variaciones climáticas asociadas a fenómenos naturales de
alto impacto. De esta forma, se puede establecer la probabilidad de ocurrencia
de un fenómeno en una zona específica. Por lo que la selección de la localización
de los sistemas es la forma en la que podemos controlar la exposición a
fenómenos naturales.
La vulnerabilidad es un concepto amplio que abarca aspectos físicos, sociales,
económicos y políticos. Para el caso de los sistemas de generación
de energía, lo mejor es tener en cuenta un acercamiento técnico o ingenieril,
como lo propone Godfrey et al. (2015) que considera la vulnerabilidad como –
el grado de perdida dado a un elemento o conjunto de elementos dentro del
área afectada, expresada en una escala de 0 (sin pérdida) a 1 (pérdida total).
Es importante también considerar la capacidad del elemento de preservar su
integridad y funcionalidad a pesar de la interacción con el evento impactante.
Generalmente para la evaluación de la vulnerabilidad se utilizan, curvas de
vulnerabilidad (al daño físico), matrices de vulnerabilidad e indicadores de vulnerabilidad.
Las curvas de vulnerabilidad relacionan el daño esperado de un elemento
individual con la intensidad del desastre. Se pueden asociar con métodos de
estimación empírica, analítica o híbrida. Requieren una gran cantidad de información
y capacidad de cómputo (Godfrey et al., 2015).
Por otro lado, las matrices de vulnerabilidad se basan en la suposición de que
un elemento dado presenta una respuesta del mismo nivel de daño, estadísticamente
hablando, cuando se somete a desastres de intensidad semejante
(Foerster et al., 2009). Este método se puede adaptar a diferentes desastres,
como sismos, inundaciones y deslizamientos, aunque son más generales que
las curvas de vulnerabilidad, por lo que la evaluación de riesgo es más burda.
87

CEMIE-Océano
Por otra parte, los indicadores ayudan a identificar y comprender los factores
principales que configuran la vulnerabilidad; la idea es que estos indicadores
estén construidos de tal forma que ayuden a la toma de decisiones (Birkmann,
2006). Por ejemplo, Godfrey et al. (2015) desarrolló un trabajo sobre la vulnerabilidad
de edificios ante desastres meteorológicos, para ello consideró el
desarrollo de índices asociados a las características de los edificios que tienen
relación con la vulnerabilidad ante inundaciones y deslizamientos producidos
por eventos meteorológicos extremos. Así, establece indicadores dimensionales
(e.g. altura, número de niveles), de resistencia (e.g. tipo de estructura, tipo
de cimentación, profundidad de cimentación, materiales, presencia de grietas),
y de localización (e.g. en pendiente, cercano a una pendiente, entre edificios).
Para cada evento se califica la relevancia del indicador. Después, para cada
indicador se establecen criterios para calificar numéricamente su importancia
ante impactos. Por ejemplo, para el indicador de materiales, se establece una
escala donde se le asigna un valor numérico al tipo de material utilizado (madera,
acero, concreto) respecto a su probable comportamiento ante un daño.
Con esto, se puede obtener un índice de vulnerabilidad con la relación de la
relevancia de los indicadores con el calificador del indicador.
Por lo general, los sistemas estructurales, incluso los de sistemas a mar
abierto, se diseñan tomando en cuenta los fenómenos naturales a los que el
sistema se verá expuesto, así, por ejemplo, se diseña una plataforma otec tomando
como referencia la amplitud del oleaje asociado a un huracán de cierta
magnitud, seleccionado por su probabilidad de ocurrencia (Munchmeyer et al.,
1978; Fuller, 1978). Sin embargo, esto no evita que los sistemas puedan recibir
algún daño importante, afectando su operación.
Para la infraestructura fuera de costa, las reparaciones y el mantenimiento
por desastres naturales puede ser más costosa, debido a las condiciones geográficas
y oceánicas de los lugares donde se encuentran (Jiao et al., 2020).
Los riesgos meteorológicos no sólo representan afectaciones a nivel económico
por las reparaciones o los elementos desechados. Estas situaciones
llevan al consumo de insumos y a la emisión de contaminantes que no estaban
contemplados inicialmente. Los daños pueden detener de forma prolongada
el funcionamiento, disminuyendo la cantidad de energía generada, e incluso
podrían ser tan grandes, que deshabilitarían a los sistemas de forma total.
Todo esto tendría asociada la modificación de la magnitud de los impactos
ambientales vinculados a los sistemas de generación de energía del océano.
Actualmente, no hay estudios de acv de energías del océano que contemplen
el riesgo por desastres naturales a la evaluación de impactos ambientales.
Sin embrago, sí se ha incluido la evaluación del riesgo por desastres
naturales en edificios, principalmente afectados por sismos.
88

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Así, estudios como el de Menna et al. (2013), que evalúa los impactos ambientales
asociados a la resiliencia ante sismos de un edificio de cinco niveles
para un periodo de 100 años, pueden dar la pauta para complementar estudios
de acv que consideren riesgos de la infraestructura.
Menna et al. (2013), muestran que la restauración debida al sismo representó
25 % de la energía utilizada por el sistema. Por otra parte, Sarkisian (2014), estudió
cómo sistemas sísmicos reforzados pueden reducir las emisiones de CO 2
relacionadas a la reconstrucción post sismo, en el diseño propuesto logra una
reducción del 15 %. Por otra parte, Hossain y Genstuck (2016), evalúa estructuras
de bajo desempeño sísmico vs estructuras de alto desempeño.
Por su parte, Wei et al. (2016) agregaron etapas extra al ciclo de vida de los
edificios, una de estas etapas es la modernización del edifico (adaptación contra
sismos) y la otra es la rehabilitación, que a su vez se comprende de otras
subetapas (demolición, disposición de escombros y reparación, y compararon
el desempeño del edificio en su estado actual contra la versión modernizada
para cuatro escenarios de daño (ligero, moderado, extensivo y completo). Los
resultados demuestran que, tanto para la versión modernizada como para la
versión sin modernizar, la subetapa de reparación representa el 90 % de la rehabilitación.
Además, las emisiones de CO 2
eq de los edificios modernizados
representan el 30 % de las emisiones del caso sin modernizar.
Algunos estudios, como el de Dong y Li (2017), evalúan la resiliencia de comunidades
ante huracanes, centrándose en edificaciones construidas con madera
y revisando las emisiones de CO 2
eq para cuatro escenarios de intensidad
de daño asociado a huracanes, donde en casos de daño grave pueden
tener asociados 100 T de CO 2
eq.
Así como se realizó en estos trabajos, se considera relevante la introducción
del riesgo por desastres naturales, como huracanes, en los estudios de acv de
sistemas de generación de energía del océano, pues la mayoría se localizarían
en áreas de riesgo. Ejemplo de ello es lo reportado para los aerogeneradores
off-shore, donde las incertidumbres operacionales debido a la exposición de
los dispositivos a las condiciones meteorológicas hostiles pueden incrementar
los impactos asociados a éstos, sobre todo en las etapas de operación y
mantenimiento debido al incremento de repuestos que deben ser utilizados
(Sørensen, 2009; Martín et al., 2016; Dahane et al., 2017).
89

Fotografía: Daniel Martínez Hernández

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
5
Impactos Sociales
de las Tecnologías para la
Generación de Energía
Eléctrica a partir del Océano
con un Enfoque de Análisis
del Ciclo de Vida Social
La energía oceánica, como todas las demás fuentes de energía renovables,
puede contribuir a un suministro de energía más sostenible (Bonar
et al., 2015). Sin embargo, los dispositivos utilizados para la generación de
energía tendrán diversos efectos sobre el medio ambiente y diferentes grupos
de actores sociales (Henkel et al., 2013). Es así como se vuelve una necesidad
para los gobiernos y la sociedad contar con la información y el entendimiento
de las implicaciones, tanto ambientales como sociales, de los sistemas de
energía oceánica. Lo mismo, antes del desarrollo e implementación de las tecnologías
como de las acciones para mitigar o ajustar los impactos a niveles
aceptables (Uihlein y Magagna, 2016).
91

CEMIE-Océano
Diferentes países han desarrollado metodologías para evaluar los impactos
y medir la sustentabilidad de la energía oceánica. Entre los impactos estudiados
y benéficos se encuentran la generación de empleo, pero también se
encuentran algunos negativos como la pérdida de actividades pesqueras locales
(mmo, 2014). Se ha llevado a cabo la implementación de los marcos desarrollados
en planes de política púbica y planeación del espacio marino, pero
con importantes brechas de investigación como la falta de consenso sobre la
definición de impacto social, la doble contabilidad y la ambigüedad en la definición
de indicadores (Berg et al., 2015). En este sentido y para cubrir parte
de esta brecha, se propone el uso de la evaluación del Análisis de Ciclo de
Vida Social. Este marco teórico metodológico, estudia los impactos del ciclo
de vida de un servicio o actividad y evalúa las cargas potenciales en diferentes
categorías de impacto del bienestar humano (unep/setac, 2009). El presente
capítulo presenta una introducción al concepto de impacto social, su tipología
y un ejemplo de los marcos conceptuales utilizados para evaluar los impactos
sociales de las energías del océano y sus dispositivos, así como una propuesta
de categorías de impacto con el enfoque de Análisis de Ciclo de Vida Social.
Impactos sociales de las energías del océano
Definición de impacto social en el contexto marino
De acuerdo con Vanclay (2002), un impacto social se refiere a todos los aspectos
asociados con una intervención planeada que afectan o involucran a las
personas, ya sea de forma directa o indirecta. Este impacto social puede ser
experimentado a nivel individual, corporal o cognitivo; también a nivel familiar,
lugar de trabajo, empresa o comunidad y sociedad (iaia, 2003). Para la energía
oceánica, se pueden abordar diversos problemas que van desde el bienestar
y la calidad de vida hasta el empleo, los ingresos y el poder económico. Sobre
temas más específicos, se encuentran los efectos negativos debido a los
impactos visuales y la reducción del acceso al espacio para otros usuarios del
medio ambiente marino (mmo, 2014).
Las evaluaciones de impacto social y económico se han utilizado como instrumentos
para medir los efectos negativos y positivos de los dispositivos para
la generación de energía oceánica. Han abordado cómo un desarrollo propuesto
podría afectar a la sociedad en su conjunto o a la población local. Por
ello, uno de los impactos más estudiados ha sido la creación de empleo, en
distintas escalas geográficas, ya sea a nivel de país o región (ia, 2014).
Sin embargo, la creación del empleo en sí no es una caracterización suficiente
para evaluar la sustentabilidad de las energías oceánicas y sus dispositivos
(Deane et al., 2012). En particular, se necesitan estudios sobre los efectos a
92

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
nivel nacional y continental, así como de las comunidades costeras (Henkel
et al., 2013). Los impactos sociales son efectos en los individuos, las comunidades
y la sociedad y se puede considerar que abarcan bienes y servicios
de mercado y no de mercado. Pueden variar en su deseabilidad, escala, extensión
de la duración (temporal y espacial), intensidad y gravedad, así como
la medida en que afectan a grupos particulares o se combinan con efectos
acumulativos. Es probable que estos problemas sean específicos del contexto
(Uihlein y Magagna, 2016). Es así como se vuelve necesario identificar y definir
los tipos de impacto social que se pueden presentar con el desarrollo de las
tecnologías de la generación de energía oceánica.
Tipos de impactos sociales
Una evaluación de impacto marino (Marine Scotland, 2013) estableció tipologías
de impacto social en siete áreas clave de políticas públicas: acceso a
servicios, crimen, cultura y patrimonio, educación, empleo, medio ambiente y
salud. También definió los impactos para cada una de las áreas clave en términos
de “acceso” y/o “experiencia”. Esta adición proporciona una forma particularmente
útil de pensar cómo los impactos sociales bajo cada área pueden
materializarse o llevarse a la práctica (tabla 9).
Tabla 9. Tipología de impacto social de Marine Scotland (2013).
Área clave Acceso Experiencia
Acceso a los
servicios
Crimen
Cultura y
patrimonio
Educación
Empleo
Ambiente
Salud
Cambio en la oportunidad de usar servicios
o tiempo para acceder a los servicios.
Cambio en oportunidad para actividades criminales
Cambio en la oportunidad de acceder a la cultura
y el patrimonio.
Cambio en la existencia de cultura / patrimonio, o
conocimiento de ello (especialmente pérdida).
Cambio en el número de visitas a sitios culturales /
patrimoniales.
Cambio en la oportunidad de acceder a servicios
educativos.
Cambio en las oportunidades de empleo.
Cambio en la oportunidad de acceder al ambiente.
Cambio en la existencia del medio ambiente, o conocimiento
de este (especialmente cambio en hábitats).
Cambio en el número de visitas a sitios ambientales.
Cambio en el nivel de enfermedad o síntomas (salud
física y mental).
Cambio en la calidad del servicio
proporcionado o recibido.
Cambio en el nivel del crimen
(percibido o real).
Cambio en la calidad de la cultura
o el patrimonio a través del cambio
en el contexto, la calidad de las visitas.
Cambio en la calidad de los servicios
de educación.
Cambio en la calidad de las
oportunidades de empleo.
Cambio en la calidad del medio ambiente
a través del cambio en la calidad
de los hábitats, especies compatibles o
cambio en la calidad de las visitas.
Cambio en la calidad autoevaluada
de la salud.
93

CEMIE-Océano
Otra clasificación fue realizada por Maxwell et al. (2011) e incluye una amplia
gama de impactos potenciales, incluidos descriptores de apoyo útiles, se basa
principalmente en la definición de impactos sociales de la iaia (2003). Así, se
identifica a los impactos sociales como cambios que ocurren en uno o más de
los siguientes:
• El modo de vida de las personas: cómo las personas viven, trabajan, juegan
e interactúan entre sí en el día a día.
• Su cultura: sus creencias, costumbres, valores y lenguaje o dialecto compartidos.
• Su comunidad: su cohesión, estabilidad, carácter, servicios e instalaciones.
• Sus sistemas políticos: la medida en que las personas pueden participar
en las decisiones que afectan sus vidas, el nivel de democratización que
se está produciendo y los recursos proporcionados para este fin.
• Su entorno: la calidad de las personas que usan aire y agua; la disponibilidad
y calidad de los alimentos que comen; el nivel de riesgo, polvo y ruido
al que están expuestos; la adecuación del saneamiento, su seguridad
física y su acceso y control sobre los recursos.
• Su salud y bienestar: la salud es un estado de completo bienestar físico,
mental, social y espiritual, y no solo la ausencia de enfermedad.
• Sus derechos personales y de propiedad, particularmente si las personas
se ven económicamente afectadas o experimentan desventajas personales
que pueden incluir una violación de sus libertades civiles.
• Sus miedos y aspiraciones: sus percepciones sobre su seguridad, sus temores
sobre el futuro de su comunidad y sus aspiraciones para su futuro
y el futuro de sus hijos.
Al considerar qué tipología de impactos sociales podría ser más apropiada,
es importante garantizar que éstas permitan la inclusión de la gama más amplia
posible de impactos potenciales y que no reduzcan las líneas de investigación.
La naturaleza de la política o plan que se evalúa puede ayudar a orientar
la elección de los impactos sociales para su consideración. Sin embargo, se
debe tener cuidado para asegurar que los posibles tipos de impacto social no
intencionales (indirectos), no se delimiten. Por ello se considera apropiado tener
una visión amplia al definir los posibles tipos de impacto social (mmo, 2014).
Aunque aún no existe una definición única de los impactos sociales ni una lista
única que los caracterice, el desarrollo de algunos marcos conceptuales ha
sido parte de las líneas de acción para encontrar una definición y delimitación
de los impactos sociales (Berg et al., 2015). A continuación se presenta un
ejemplo de los marcos conceptuales utilizados para definir y evaluar los impactos
sociales de la energía oceánica y el desarrollo de sus dispositivos.
94

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Marcos conceptuales para las evaluaciones
de impacto social en el ámbito marino
Una evaluación de impacto social es indispensable para informar sobre la sustentabilidad
de las tecnologías para la generación de energía oceánica (Henkel
et al., 2015). Sin embargo, las recientes implementaciones han detectado la
necesidad de establecer un marco conceptual para definir los procesos y las
interacciones a través de las cuales las tecnologías de la energía oceánica
generan impactos (Berg et al., 2015). El enfoque de los capitales utilizado por
la Marine Management Organisation (mmo) en Reino Unido (Harper y Price,
2011) y el marco de servicios ecosistémicos, han sido ejemplos de los marcos
conceptuales desarrollados para evaluar los impactos sociales de las tecnologías
de energía oceánica. En donde la implementación de estos marcos podría
abrir camino para utilizar la evaluación del Análisis de Ciclo de Vida Social,
para caracterizar de forma holística, sistémica y objetiva los impactos del ciclo
de vida de los diferentes tipos de tecnología.
El enfoque de los capitales
Este enfoque fue propuesto por el Servicio Económico del Gobierno y el Grupo
de Trabajo de Impacto Social del Servicio de Investigación Social del Gobierno
(Price et al., 2010; Harper y Price, 2011). Adopta un enfoque ecosistémico para
la planificación marina basado en lograr el desarrollo sostenible. La inclusión
de las existencias de capital como parte del enfoque de “capitales” se considera
una forma operativa de incorporar el desarrollo sostenible en la evaluación
de políticas y la toma de decisiones (Price et al., 2010). Además, su diseño de
“capitales y flujos” está directamente relacionado con el lenguaje y los conceptos
de servicios de capital y de ecosistemas, cuya consideración forma un
principio importante del enfoque ecosistémico (figura 25).
De acuerdo con la figura 25, todos los sectores de las políticas que regulan
el estado de los recursos marinos se pueden considerar como actividades productivas
u otras formas de actividad no productiva. Estas actividades utilizan
una gama de entradas de capital para generar flujos de bienes y servicios. Tanto
la producción como el consumo de estos bienes y servicios pueden tener
impactos económicos, sociales y ambientales. Los impactos sociales pueden
generarse directamente como resultado de la producción y el consumo de
bienes y servicios, e indirectamente como resultado de impactos directos no
sociales (mmo, 2014).
Los impactos sociales generados a través de la producción y el consumo de
bienes y servicios por parte de las actividades pueden cambiar en respuesta
a los cambios en la cantidad y calidad de las existencias de capital que utilizan.
Por ejemplo, la sobrepesca reduce el capital natural del que depende el
95

CEMIE-Océano
flujo de bienes y servicios y los impactos sociales resultantes de la pesca. Las
interacciones entre dos sectores pueden generar tales cambios. Esto incluye
cuando no hay un cambio fundamental en el stock de capital, pero donde la
capacidad de un sector para acceder a su capital deseado, por ejemplo, una
ubicación fija particular, se ve comprometida por las acciones de otro sector
(mmo, 2014). Algunos ejemplos de ello se muestran en la tabla 10.
Figura 25. Marco de capitales.
Fuente: Price et al. (2010).
Interacción
Acceso
al espacio marino
Provisión de
servicios
Tabla 10. Ejemplos de cómo las interacciones de actividad afectan conceptualmente
las poblaciones y los flujos. Fuente (MMO, 2014).
Consecuencia
Exclusión / desplazamiento
de pescadores de zonas
marítimas históricas.
Daños en el instrumental
de pesca por colisión con
infraestructura (ej. cables
submarinos).
Instalaciones portuarias
menos adecuadas / mejores
instalaciones.
Efecto de stock
y flujo conceptual
Acceso reducido al capital natural (es decir, una zona marítima)
que afecta la capacidad del sector pesquero para entregar flujos
de bienes y servicios (es decir, puestos de trabajo, peces) y, a su
vez, afecta los impactos sociales de estos flujos.
Depreciación del stock de capital producido (es decir, artes de
pesca dañados) que resulta en flujos de beneficios reducidos
(rentabilidad del pescador) con impactos sociales asociados.
Calidad reducida / mejorada del capital producido (instalaciones
portuarias) que afecta la eficiencia con la que operan los
pescadores, disminuyendo / aumentando los flujos de beneficios
(rentabilidad del pescador), con impactos sociales asociados .
96

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Marco de servicios ecosistémicos
Este marco ha sido utilizado por la Directiva Marco sobre la Estrategia Marina
Europea (msfd, por sus siglas en inglés; Directive 2008/56/EC) (msdf, 2008)
con el fin del mejorar y asegurar la sostenibilidad del estado ambiental y social
del agua marina. Tiene una base conceptual de la gestión marina basada en el
ecosistema. Se ha utilizado como una forma de dar cuenta de las interacciones
complejas de los componentes biofísicos y humanos de un ecosistema en lugar
de manejar sectores individuales en aislamiento. Es un enfoque que incluye
a los humanos y su uso sostenible del medio ambiente como parte central
de todo el ecosistema y se dirige tanto a la estructura, procesos y servicios
ecosistémicos (Berg et al., 2015).
Para el caso de las evaluaciones de impacto social, propone el concepto de
gestión adaptativa mediante el modelo Presión-Estado-Respuesta (per). Considera
las fuerzas motrices (d) en términos de actividades humanas. Estos conducen
a presiones (p) en el sistema natural, que a su vez cambian su estado (s),
es decir, las propiedades y procesos del ecosistema. Los cambios de estado en
el sistema natural finalmente resultan en impactos (i) para el sistema humano y
para la forma en que se pueden utilizar los recursos naturales (como servicios
ecosistémicos). La sociedad luego encuentra una respuesta (r). Por ejemplo,
implementando una política apropiada que pretende cambiar la naturaleza y
la magnitud de las actividades humanas asociadas a los impulsores (Atkins et
al., 2011 citado en Berg et al., 2015). Define impactos socioambientales como
efectos de cierta presión sobre el sistema humano y natural. Está centrado en
una base de siete principios de gestión sostenible (tabla 11).
No obstante, dado el desarrollo de los marcos conceptuales anteriores, aún
se requiere del consenso en conceptos como el de indicador, y el establecimiento
de métodos para evitar el doble conteo de impactos sociales. Por ello,
la aplicación en los diferentes tipos de tecnologías para la generación de energía
es limitada y aún es un área de investigación abierta (Uihlein y Magagna,
2016).
Impactos sociales en dos tipos de tecnologías
de energía del océano: mareas y olas
Hasta ahora, todavía hay lagunas en cuanto a la evidencia científica sobre los
efectos sociales de las tecnologías de energía oceánica. Dado que las tecnologías
de energía de las olas y energía mareomotriz se encuentran en una etapa
temprana de desarrollo, no hay datos disponibles sobre los efectos sociales
(Frid et al., 2012). Hasta el momento el proyecto “Evaluación de Impactos Ambientales
de los Parques de Energía de las Olas” (sowfia, por sus siglas en
inglés)” tuvo como objetivo compartir y consolidar la experiencia de los pro-
97

CEMIE-Océano
Principios
1. Ambientalmente / ecológicamente
sostenible
2. Tecnológicamente factible
3. Económicamente viable
4. Socialmente deseable/tolerable
5. Legalmente permitido
6. Administrativamente alcanzable
7. Políticamente conveniente
Tabla 11. Principios de medidas de gestión ambiental exitosas
y sostenibles (Elliot, 2011 citado en Berg et al., 2015)
Explicación
Salvaguardar las características y el funcionamiento del ecosistema,
los servicios fundamentales y finales
Asegurar la disponibilidad de métodos, técnicas y equipos para
la protección del ecosistema
Relación costo-beneficio viable y sostenible de la gestión ambiental
Las medidas son requeridas o al menos entendidas y toleradas
por la sociedad; se entregan los beneficios sociales
Tener acuerdos y/o estatutos regionales, nacionales o internacionales
que permitan y/o obliguen a realizar las medidas de
gestión
Los órganos estatutarios y los órganos de conservación están
en su lugar y funcionan
Los enfoques son consistentes con el clima político imperante y
tienen apoyo de los líderes políticos
cesos de consentimiento y las mejores prácticas de evaluación de impacto
ambiental y socioeconómico para la energía de las olas (Greaves et al., 2016).
El proyecto sowfia reunió a socios en Europa que se centran en los desarrollos
planeados de parques de olas. El objetivo fue facilitar el desarrollo de
una práctica de evaluación de impacto (ei) ambiental y socioeconómica coordinada,
unificada y simplificada a nivel europeo para desarrollos de conversión
de energía de las olas mar adentro. En lugar de centrarse en un dispositivo
específico, este proyecto se benefició de la gama de convertidores de energía
de las olas (wec) que se están probando en cada uno de los sitios de demostración
de la granja de olas y los plazos escalonados (iee, 2013).
De acuerdo con la ia (2014), entre los impactos detectados como resultado
de las evaluaciones se encuentran:
• Creación de empleo. El desarrollo de las energías por medio de olas y de
mareas, supone una gran proporción de los empleos creados debido a
los servicios portuarios, instalación, operación y mantenimiento; principalmente
a las regiones costeras. Estos impactos regionales dependerán en
última instancia de las características específicas de cada región, la base
de habilidades presente y la capacidad del sector de la energía oceánica
para atraer a trabajadores calificados. El crecimiento del empleo no necesariamente
se limitará a las regiones costeras; si no también será para
la producción en regiones más internas, como por la fabricación especializada,
incluidas las turbinas, las cimentaciones y las piezas de repuesto.
98

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Incluso en los países industrializados que no tienen necesariamente un
alto o ningún potencial de recursos de energía oceánica.
• Ampliar la educación y capacitación. Tanto el desarrollo tecnológico
como su funcionamiento, requieren habilidades transferibles entre diferentes
sectores como la energía eólica marina (ingeniería, arquitectura naval,
servicios financieros) y aquellas que son más específicas de la energía
oceánica. Por ejemplo, gestión de proyectos, garantía de calidad, establecimiento
de normas, salud y seguridad ocupacional. Por ello, se considera
como un impacto social el aumento en la demanda de habilidades
generales y específicas. Al mismo tiempo, un crecimiento en el sector de
la energía oceánica podría llevar a una orientación de los currículos educativos
para cursos específicos de energía renovable (Deane, 2012). La
energía oceánica, como industria emergente, también podría absorber los
empleos perdidos en los sectores en declive, como la construcción naval
y la pesca; las habilidades existentes que poseen los antiguos empleados
de estos sectores pueden ser muy relevantes para la energía oceánica.
• Falta de aceptación pública y limitación en el acceso a espacio territorial
marino. El crecimiento progresivo del sector afectará el nivel de aceptación
del público en asuntos que van desde impactos ambientales, competencia
por el espacio marino, así como las preocupaciones sobre los
impactos visuales. La participación temprana de las partes interesadas
asegurará que los impactos de las granjas de energía oceánica y los conflictos
potenciales derivados del uso del espacio marino se abordarán y
reducirán de forma adecuada (Henkel, 2013). Los dispositivos de marea y
oleaje, con sus perfiles más pequeños, serán menos visibles y por lo tanto
menos propensos a provocar una reacción adversa que otras instalaciones
de energía renovable en tierra y mar adentro. Si se perciben los impactos
negativos de la energía oceánica como altos y la aceptación baja,
los proyectos podrían retrasarse o detenerse por completo, mientras que,
si la aceptación es alta, la energía oceánica podría desarrollar plenamente
su potencial económico y contribuir a la disminución de emisiones de gases
de efecto invernadero y la mitigación del cambio climático (ia, 2014).
• Falta de participación en la toma de decisiones, compromiso público y
propiedad de la comunidad. Además de la aceptación pública y el nivel
de percepción de las tecnologías, la oposición a los desarrollos de energía
renovable puede estar más relacionada con los procesos de planificación
y toma de decisiones que con los proyectos mismos (Warren et al.,
2005). Las soluciones propuestas a este patrón de apoyo y oposición incluyen
la comunicación abierta entre los desarrolladores y las comunidades
locales y una mayor participación pública en la etapa de planificación.
99

CEMIE-Océano
Por ello, se considera necesario incluir este rubro de impacto en participación
pública. Mediante la comunicación, la consulta o la participación
puede acelerar el proceso de toma de decisiones y conducir a un mayor
nivel de apoyo para el proyecto (Devine-Wright, 2011). Posiblemente el
compromiso público no resolverá todos los conflictos, y la inclusión de las
partes interesadas locales. Sin embargo, este costo adicional puede ser
una inversión para identificar inquietudes y posibles conflictos al principio
de la etapa de planificación cuando es más fácil implementar cambios o
considerar alternativas (Bonar et al., 2015).
Dados los impactos sociales anteriores con respecto a las tecnologías de
olas y de corrientes oceánicas, a continuación, se propone un conjunto de categorías
con enfoque de Análisis de Ciclo de Vida Social, con el fin de orientar
una evaluación de impacto social en las tecnologías por desarrollarse dentro
del territorio nacional mexicano.
Análisis de impactos con enfoque
de Análisis de Ciclo de Vida Social
Las tecnologías para la generación de energía oceánica requieren desarrollarse
con base en los principios del desarrollo sostenible, en donde se deben
satisfacer las necesidades de la situación actual sin comprometer la capacidad
de las generaciones futuras para satisfacer las suyas (Bonar et al., 2015). En
este contexto, los problemas sociales para tener en cuenta pueden evaluarse
a través de una evaluación de Análisis de Ciclo de Vida Social.
Las directrices de la unep/setac (2009) definen al Análisis de Ciclo de Vida
social (acv-s) como una técnica de evaluación de impacto social (y posible
impacto) que tiene como objetivo evaluar los aspectos sociales y socioeconómicos
de los productos y sus posibles impactos a lo largo de su ciclo de vida,
desde la extracción de materias primas hasta la eliminación final del producto.
En las secciones anteriores, solo se presentaron los impactos sociales del
desarrollo de algunas tecnologías. Sin embargo, los efectos en las personas
relacionadas con un producto o servicio a lo largo de su ciclo de vida son los
menos discutidos en la literatura, con solo unos pocos artículos que señalan
las carencias y oportunidades de esta metodología, pero en el aspecto ambiental
(Uihlein y Magagna, 2016). Por ello parte de la investigación sobre los
impactos sociales de las energías del océano, presenta una propuesta de categorías
de impacto social y de actores sociales involucrados.
El acv-s define a los impactos sociales como los cambios en el bienestar
humano de los grupos de interés involucrados en los procesos del ciclo de
vida de un producto (unep/setac, 2009). Estos impactos pueden ser en el capital
humano, el patrimonio cultural, el comportamiento social y en el aspecto
100

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
socioeconómico (Weidema, 2006). Otros autores como Reitinger et al. (2011)
agregan el concepto de capacidad, es decir, aquella que proporciona autonomía,
bienestar, libertad y equidad a los seres humanos.
El fin último de hacer un acv-s es promover el mejoramiento de las condiciones
sociales de los actores afectados. Esto puede ser por medio de las mejoras
en el rendimiento socioeconómico y global del producto o a través del apoyo
en la toma de decisiones para elegir la alternativa con las consecuencias más
favorables para el bienestar de las partes interesadas (Jørgensen et al., 2008).
La evaluación de los impactos sociales depende principalmente de la información
que relacione los procesos de su ciclo de vida con los grupos de interés
seleccionados. Dentro de la iso 26000:2010, las partes interesadas se
definen como organizaciones o individuos que tienen uno o más intereses en
cada decisión o actividad de una organización. Además, las partes interesadas
se pueden dividir en grupos de personas que tienen intereses similares dentro
de los límites de los sistemas del producto. En un enfoque de ciclo de vida
esas categorías están relacionadas con cada fase del producto “de la cuna
a la tumba”. Las directrices de la unep/setac (2009) identifican 5 categorías
diferentes de partes interesadas:
• Trabajadores.
• Comunidad local.
• Sociedad.
• Consumidores.
• Actores de la cadena de valor.
Se considera que esas categorías son las principales categorías de grupos
potencialmente influidas por el ciclo de vida de un producto en términos de
impactos socioeconómicos. Otra clasificación propuesta por las directrices es
a través de categorías de impacto, como se muestran en la figura 26.
La recopilación de estos datos utiliza indicadores de inventario acordes con
los temas sociales de mayor relevancia para los tomadores de decisiones y
también para las partes afectadas. Entre los temas sociales incluidos se encuentran:
los derechos humanos, las condiciones de trabajo, el patrimonio
cultural, la pobreza, las enfermedades, los conflictos políticos y los derechos
indígenas. Tanto las categorías y subcategorías sociales y socioeconómicas
del impacto se han definido con base en los acuerdos internacionales y las
mejores prácticas a nivel internacional (Benoît y Vickery-Niederman, 2011).
Las fases del acv-s, corresponden a las mismas del Análisis de Ciclo de Vida,
definido en la metodología iso 14040/44 (iso 2006a y 2006b) y definidas en
la unep/setac (2009):
• Fase 1. Definición de objetivo, alcance y Unidad Funcional.
• Fase 2. Análisis de inventario.
101

CEMIE-Océano
Figura 26. Categorías de impacto social de ACV-s.
Fuente: UNEP/SETAC, 2009.
• Fase 3. Evaluación del impacto.
• Fase 4. Interpretación de resultados .
Las aplicaciones de esta metodología han sido diversas y van desde la aplicación
en el corte de rosas entre Ecuador y Holanda (Franze y Ciroth, 2011), estudio
sobre botellas de pet (polietileno tereftalato) (Foolmaun y Ramjeeawon,
2013), procesos industriales en Sudáfrica (Labuschagne, 2005), así como también
en el proceso de productos como el biodiésel (Macombe et al., 2008). El
objetivo del principal de acv-s es proporcionar información para mejorar las
herramientas de toma de decisiones mediante la recopilación de datos primarios
sobre procesos y prácticas.
Propuesta de categorías de impacto para utilizar
en las energías del océano
Con base en lo anterior, una propuesta para evaluar los impactos potenciales
de las energías oceánicas (corrientes y mareas) con enfoque de Análisis de
Ciclo de Vida social, tendría como base algunos de los marcos conceptuales
presentados (capitales y servicios ecosistémicos). De acuerdo con los impactos
sociales reportados por mmo (2014), ia (2014) y Bonar et al. (2015). Estos
podrían ajustarse a algunas de las categorías de impacto social de las directrices
de la unep/setac (2009), como se muestra en la tabla 12.
Estas categorías de impacto, es necesario que sean analizadas por etapa
del ciclo de vida de las tecnologías de energía oceánica. En función de ello se
102

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
Categoría
de ACV-S
Derechos humanos
Salud y seguridad
Gobernanza
Repercusiones
socioeconómicas
Tabla 12. Categorías propuestas para evaluar los impactos sociales
con el Análisis de Ciclo de Vida Social.
Subcategoría
Respeto por los derechos indígenas.
Acceso a los recursos inmateriales.
Prevención y mitigación de los
conflictos.
Condiciones de vida saludables
y seguras.
Participación de la comunidad.
Compromiso público con la
sostenibilidad.
Empleo local.
Contribución al desarrollo económico y
desarrollo tecnológico.
Impacto
por cubrir
Participación en la toma de
decisiones.
Acceso al espacio territorial
marino.
Aceptación pública.
Participación en la toma de
decisiones
Generación de empleo
podrían definir qué actores sociales incluir en la evaluación y por tanto también
las categorías. En una siguiente fase de la investigación, se propone desarrollar
los indicadores para cada categoría de impacto. Así como realizar encuestas
piloto para corroborar los indicadores.
Por todo lo anterior, la inclusión de una evaluación de impactos sociales,
dentro de cemie-Océano, sería un hito en el desarrollo tecnológico y científico
de las energías del océano, ya que permitiría prevenir los beneficios y afectaciones
a la sociedad y con ello fomentar energías que lapoyen el cumplimiento
de los objetivos de desarrollo sostenible.
103

Dunas costeras
Fotografía: Javier Hinojosa
/ Banco de Imágenes conabio

Centro Mexicano de Innovación
en Energía - Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida de Energías del Océano
6
Conclusiones
y Futuros Pasos
La energía del océano representa un alto potencial para la generación de
energía a nivel mundial. La selección del tipo de energía (olas, mareas, corrientes
marinas, gradiente térmico o salino) depende de diversos factores,
entre ellos: disponibilidad del recurso energético, condiciones ambientales
y geográficas de la región, disponibilidad de los materiales para la fabricación
de los componentes estructurales de los dispositivos, costos económicos y la
magnitud de los posibles impactos ambientales y sobre la biodiversidad y el
ecosistema en general.
Durante las últimas dos décadas, la investigación y el desarrollo de estos
sistemas se ha incrementado y, por ende, también el estudio de sus posibles
impactos y beneficios ambientales. En este sentido, la aplicación de la metodología
de acv es de gran utilidad, generando información relevante en términos
ambientales, que apoye los desarrolladores de tecnología y a los tomadores
de decisiones a diseñar estrategias apropiadas para maximizar la eficiencia
energética y la sostenibilidad de estos sistemas de generación de energía.
105

CEMIE-Océano
El presente trabajo presenta las experiencias en la realización de estudios de
acv de sistemas de energías del océano, así como una serie de consideraciones
importantes para la definición de las diferentes etapas de la metodologías
con el objetivo de proveer conocimiento de los impactos ambientales de estos
dispositivos de generación de energía en un medio tan poco conocido como
lo son los ecosistemas marinos, a partir de las experiencias obtenidas por el
Grupo de investigación civiccs como parte del proyecto cemie-Océano.
Las experiencias obtenidas de los trabajos realizados muestran la importancia
de reducir la incertidumbre sobre todo en las etapas de generación y fin
de vida. Lo anterior se debe principalmente a que los sistemas estudiados, a
pesar de que algunos son ya conocidos como es el caso de los aerogeneradores
off-shore, siguen sin haber llegado aún a su fin de vida, por lo que sólo
se pueden hacer suposiciones de cuáles serían los distintos escenarios para
la disposición final de los residuos, sin conocer en realidad la magnitud de la
reducción de los mismos por la correcta disposición de los residuos.
A pesar de la incertidumbre que pueda estar asociada actualmente a los
acv de sistemas del energía del océano, es importante la recopilación de la
información aquí realizada y la presentación de pautas que pueden ayudar
a entender mejor cómo cada una de las etapas involucradas (construcción,
generación y fin de vida), conforma el total de impactos ambientales y cómo
se pueden reducir desde un diseño temprano, ayudando al objetivo de tener
fuentes de energía sostenibles para el abastecimiento de la demanda energética
actual y futura.
Se debe seguir investigando en diseños de dispositivos que sean capaces
de extraer la mayor cantidad de energía del océano, con materiales cuyos procesos
de extracción y manufactura sean menos contaminantes y resistentes
ante la hostilidad del medio marino, así como hacer mantenimiento correctivo
y preventivo más eficiente y reportarlo de manera que se reduzca la incertidumbre
dentro de esa etapa.
La evaluación de los impactos sociales de las energías del océano sigue en
proceso de desarrollo. Si bien, estas energías aún se encuentran en las etapas
de diseño e implementación, las investigaciones sobre los posibles impactos
permitirían anticipar potenciales afectaciones a los actores involucrados y bajo
contextos socioeconómicos diferentes. Dichos procesos permitirían realizar
cambios en el diseño de las tecnologías durante el proceso de desarrollo, así
como también del diseño de planes de participación social para la implementación.
Por otro lado, los marcos conceptuales presentados en las secciones anteriores
son una propuesta de evaluaciones para el contexto europeo, el cual
difiere de las condiciones en otras regiones como América Latina, incluyendo
México, en donde los procesos como las desigualdades sociales y pobreza
106

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
son elementos que podrían generar problemáticas sobre la aceptación social y
el desarrollo de dichas tecnologías. Con base a lo anterior, es necesario continuar
con el desarrollo de marcos de estudio que consideren las problemáticas
más representativas de los actores sociales directamente involucrados y de
las condiciones económicas y ambientales específicas de la región de estudio.
Hace falta generar más información respecto a procesos específicos de la
fabricación de elementos, del mantenimiento de los equipos y sobre el destino
de los dispositivos después de su tiempo de vida, este último aspecto cobra
importancia debido a que para algunos de los sistemas se ha propuesto el
desarrollo de nuevos materiales para los cuales no se ha definido un camino a
seguir para su disposición, llevando a pensar que si no se encuentra una forma
de reincorpóralos a una cadena de valor, tendrán que ser considerados de
forma total como desechos, lo que podría perjudicar el desempeño ambiental
de los dispositivos.
Se espera que esta información se genere de forma gradual, permitiendo
que los acv de energías del océano sean cada vez más robustos y completos,
acercándose más al desempeño ambiental real de estos sistemas.
Actualmente, los trabajos evalúan sistemas de extracción de energía simple,
pero ya se ha hablado de sistemas que puedan incorporar diferentes dispositivos
de generación de energía, o de sistemas cuyo propósito no sea solo la
extracción de energía, por lo que habrá que adaptar los estudios a la variación
de los sistemas, aunque esto podría tener como resultado estudios más complejos
de realizar.
Para diferentes sistemas de energía, entre ellos los asociados al océano, se
ha utilizado como unidad funcional 1 kWh promedio generado por el sistema
para referenciar los impactos ambientales. El uso de esta unidad funcional facilita
la comparación entre sistemas energéticos.
Es importante establecer consenso respecto a los límites considerados en
los sistemas, pues la exclusión de etapas puede limitar la comparación con
otros sistemas de energía. Aquí se propone la división en tres etapas generales.
La etapa de construcción, que incluiría desde la extracción de materiales,
su procesamiento, la fabricación de los dispositivos y su instalación. La etapa
de generación que, de ser posible incluiría los procesos unitarios necesarios
para la explotación de la energía, con sus insumos y emisiones, y el mantenimiento
dado durante su periodo de vida. Finalmente, la etapa de fin de vida,
donde se modela el desmantelamiento, la valorización de los desechos, su
reciclaje o disposición final. De esta forma se podría tener un panorama completo
de los impactos asociados a la generación de energía mediante sistemas
específicos. También es necesario que los desarrolladores e investigadores
comuniquen los aspectos y necesidades que no están contemplados actual-
107

CEMIE-Océano
mente en la evaluación de impactos mediante Análisis de Ciclo de Vida. Lo antes
expuesto, abre oportunidades de investigación en el campo para atender
dichas necesidades.
Entre ellas, esta la incorporación del riesgo a las evaluaciones, pues muchos
de estos dispositivos pueden ser vulnerables a desastres naturales que reducirían
su tiempo de vida, o interferir con la operación y transmisión de energía.
Muchos de los sistemas de energía del océano son aplicables a lugares específicos
que cumplan con las condiciones necesarias para la explotación de
energía. Los sistemas de gradiente térmico son sistemas muy ambiciosos, que
buscan, no sólo la generación de energía eléctrica, sino la explotación de subproductos,
como la producción de agua potable. Se debe tener en cuenta que,
especialmente los sistemas de ciclo cerrado, usan sustancias químicas que
podrían tener graves impactos si se llegaran a liberar, por lo que se requiere
una supervisión estricta del sistema.
Los sistemas de corrientes son, de los sistemas más ampliamente utilizados
por su sencillez, sin embargo, no en todos los lugares es posible la explotación
de corrientes. Además, existen diseños tan diferentes que es difícil establecer
un mercado para estos dispositivos. No requieren supervisión especializada, y
el mantenimiento es sencillo, aunque no por eso menos importante, pues son
dispositivos expuestos a la intemperie.
Los sistemas de gradiente salino son los sistemas en etapa de desarrollo
más temprana, lo que dificulta la recolección de información útil para la modelación
del sistema y obliga el uso de diseños teóricos, pero se espera que los
avances se den suficientemente rápido para la obtención de datos reales que
ayuden a mejorar la calidad de los estudios. El concepto original, en el que se
propone el uso de agua de río, tiene dificultades asociadas a la concentración
de sustancias en el agua que pueden variar la eficiencia del sistema, por lo que
las investigaciones se han movido al uso de salmueras, producto de plantas
desaladoras, lo que además de aumentar la eficiencia del sistema, aprovecha
un residuo producido por otro sistema. Las membranas son también una parte
importante de la investigación, ya que se busca el desarrollo de membranas
con un mejor desempeño, que tendría como resultado la reducción del tamaño
de las pilas y el uso de insumos.
La evaluación de sistemas de generación de energía es relevante debido a
su potencial de participación en la transición energética a nivel mundial.
Debido a que aún hay sistemas en etapas nuevas de desarrollo, muchos de
sus impactos son todavía desconocidos, o no están asociados a una magnitud
que nos indique el nivel de impacto.
El estudio de los sistemas en etapas tempranas, aunque con bastante incertidumbre,
ayuda a comenzar a visualizar magnitudes de impacto, y sus orígenes.
108

Guía para el Desarrollo de Análisis de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
De esta forma, se puede sugerir e indicar puntos clave para la investigación y
el desarrollo de los sistemas oceánicos. De la misma forma, los desarrolladores
comunican los aspectos y necesidades de los sistemas que no están contemplados
actualmente en la evaluación de impactos mediante ciclo de vida,
lo que abre oportunidades de investigación en el campo para atender dichas
necesidades.
Hasta el momento, se ha observado que la mayor parte de los valores de impacto
se asocian a la etapa de construcción. Resaltar estos resultados permite
la intervención oportuna en los sistemas que aún están en desarrollo tecnológico.
El uso de procesos de reciclaje tiene como resultado que se asocien impactos
evitados a las energías del océano, evidencias importantes para sistemas
que proponen colocarse como mejores opciones para la generación de energía
con bajos impactos ambientales.
109

Lobo fino de Guadalupe (Arctocephalus philippii townsendi)
Fotografía: Javier Hinojosa
/ Banco de Imágenes conabio

Centro Mexicano de Innovación
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Guía para el Desarrollo de Análisis
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Colección Energías Renovables del Océano
Energía del Océano
Guía para el Desarrollo de Análisis
de Ciclo de Vida
de Energías del Océano
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de la línea D-LT1 del proyecto CEMIE-Océano
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del Instituto epomex, Universidad Autónoma de Campeche

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en Energía - Océano
ISBN 978-607-8444-28-1 de la Colección
ISBN 978-607-8444-78-6
DOI: 10.26359/EPOMEX.CEMIE082021