Life Cycle Assessment of a Household Extractor Hood and Eco-Design Actions

Abstract

[EN] Nowadays, much of the world is aware of the environmental problems that the earth has been suffering for year. However, it was not until the middle of the last century that human beings began to be aware and created institutions (such as the creation of the United Nations Environment Programme, UNEP) and began to carry out research. In the last years, the European Union (EU), has also advanced in terms of regulation and control of environmental problems. In the Regulation 2017/1369, the importance of energyrelated products is emphasized, in which it is stated that it is essential to reduce energy demand, in addition to the obligation for products to carry an energy label [1]. Regarding extractor hoods, Regulation No 66/2014 establishes requirements for domestic ovens, hobs, and extractor hoods that are updated over the years to reduce the annual energy consumption. Specifically, for extractor hoods, a limit is established for the energy efficiency index and a minimum fluid dynamic efficiency (how to calculate these parameters can also be found) [2]. This work analyzes a study of the impact of a range hood (ELECTROLUX - LFV616Y) during all phases of its life (a cradle to grave analysis). In order to find out in which phase of life more energy is consumed, it is also possible to obtain what type of materials have worse impact, concluding with a series of possible improvements that increase the efficiency of the products in terms of energy consumption. The method selected for this study is a life cycle assessment (LCA) and all possible solutions will be in line with eco-design, these two concepts will be explained later in this work. The LCA studies the phases of production (including obtaining raw materials), assembly and transport, use, and end of life whether it is landfill (which will have a negative impact) or recycling (which will have a positive impact). As in most electrical appliances, it is observed that the highest energy consumption is in the use phase [3], this is mainly due to duration of these since they can last for many years. To carry out the LCA, the SimaPro software is used, which allows for modelling all the life phases mentioned above. First, creating an inventory with a parent-child structure (from most general to the most specific components) introducing the materials and processes that are required. This simplifies the work since the characteristics (weights, dimensions) of these facilitate the analysis of the different stages in which it will only be necessary to make small modifications. SimaPro project was developed in parametric way, allowing the user to update and modify the project quickly for comparison and dedicated analysis. The life cycle assessment will be developed depending on the country where it is used, in this way the use of the extractor hood in Italy, Germany, Sweden, France, and the European Union, in general, will be analyzed. The choice of these countries is due to the method of electricity production, the first two use fossil fuels to get it, in the case of Sweden, most of it is through renewable sources, and finally, France whose main type of production is through nuclear power plants. The type of energy production will influence the result in the use phase since this only includes the amount of energy consumed and the type of energy in the country, therefore great differences will be obtained depending on the country where it is done use of the hood. In the end, the most significant impacts and possible improvements related to ecodesign will be shown, such as the replacement of the copper motor wiring with aluminum, the reduction of stainless steel in the structure of the hood, or the replacement of the printed circuit board by one of lesser impact. Finally, it is observed if these improvements would be viable or not.

[ES] Hoy en día, gran parte del mundo es consciente de los problemas medioambientales que sufre la Tierra desde hace años. Sin embargo, no fue hasta mediados del siglo pasado cuando el ser humano comenzó a tomar conciencia y creó instituciones (como la creación del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, PNUMA) y empezó a investigar. En los últimos años, la Unión Europea (UE), también ha avanzado en materia de regulación y control de los problemas ambientales. En el Reglamento 2017/1369, se destaca la importancia de los productos relacionados con la energía, en el que se indica que es fundamental reducir la demanda energética, además de la obligación de que los productos lleven una etiqueta energética [1]. En cuanto a las campanas extractoras, el Reglamento nº 66/2014 establece requisitos para los hornos, placas de cocción y campanas extractoras domésticas que se actualizan con el paso de los años para reducir el consumo anual de energía. En concreto, para las campanas extractoras se establece un límite para el índice de eficiencia energética y un rendimiento fluidodinámico mínimo (también se puede encontrar cómo calcular estos parámetros) [2]. En este trabajo se realiza un estudio del impacto de una campana extractora (ELECTROLUX - LFV616Y) durante todas las fases de su vida útil (un análisis de principio a fin). Para conocer en qué fase de la vida se consume más energía, también se puede obtener qué tipo de materiales tienen peor impacto, concluyendo con una serie de posibles mejoras que aumenten la eficiencia de los productos en términos de consumo energético. El método seleccionado para este estudio es el análisis del ciclo de vida (ACV) y todas las posibles soluciones estarán en consonancia con el ecodiseño, estos dos conceptos se explicarán más adelante en este trabajo. El ACV estudia las fases de producción (incluida la obtención de materias primas), montaje y transporte, uso y fin de vida, ya sea en vertedero (que tendrá un impacto negativo) o en reciclaje (que tendrá un impacto positivo). Como en la mayoría de los aparatos eléctricos, se observa que el mayor consumo de energía se da en la fase de uso [3], esto se debe principalmente a la duración de los mismos ya que pueden durar muchos años. Para realizar el ACV se utiliza el software SimaPro, que permite modelar todas las fases de vida mencionadas anteriormente. En primer lugar, se crea un inventario con una estructura padre-hijo (desde los componentes más generales a los más específicos) introduciendo los materiales y procesos que se requieren. Esto simplifica el trabajo ya que las características (pesos, dimensiones) de éstos facilitan el análisis de las diferentes etapas en las que sólo será necesario realizar pequeñas modificaciones. El proyecto SimaPro se ha desarrollado de forma paramétrica, lo que permite al usuario actualizar y modificar el proyecto rápidamente para su comparación y análisis específico. La evaluación del ciclo de vida se desarrollará en función del país en el que se utilice, de esta forma se analizará el uso de la campana extractora en Italia, Alemania, Suecia, Francia y la Unión Europea, en general. La elección de estos países se debe al método de producción de electricidad, los dos primeros utilizan combustibles fósiles para obtenerla, en el caso de Suecia, la mayor parte es a través de fuentes renovables, y por último, Francia cuyo principal tipo de producción es a través de centrales nucleares. El tipo de producción de energía influirá en el resultado en la fase de uso ya que ésta sólo incluye la cantidad de energía consumida y el tipo de energía del país, por lo que se obtendrán grandes diferencias dependiendo del país donde se haga uso de la campana. Al final, se mostrarán los impactos más significativos y las posibles mejoras relacionadas con el ecodiseño, como la sustitución del cableado de cobre del motor por aluminio, la reducción del acero inoxidable en la estructura de la campana, o la sustitución del circuito impreso por uno de menor impacto. Finalmente, se observa si estas mejoras serían viables o no.