Spelling suggestions: "subject:"lifecycle aanalysis"" "subject:"lifecycle 2analysis""
151 |
Undersökning om implementering av återvunna ullfibrer i mattgarn : En jämförande studie om kvalitetens påverkan av återvunnen ull i mattor / Investigation of implementation of recycled wool fibers in carpet yarnOgbekene, Edith, Bergelin, Sandra January 2024 (has links)
Ull är en populär fiber och förekommer ofta i mattproduktion. Med hjälp av livscykelanalyser visar ullen vara en av de fibrerna som ligger i toppen av de material som har högst koldioxidutsläpp. Dock finns det en problematik vid beräkning av miljöpåverkan inom ullproduktionen som kan bidra till ett orättvist resultat. Trots det kvarstår faktumet att det finns förbättringar inom ullproduktionen samt att det är viktigt att ta vara på den ullen som annars skulle gått till förbränning. I samarbete med mattföretaget Rugvista undersöker denna studie hur implementering av 60% återvunna fibrer i mattgarn påverkar kvalitén med en målsätting att få in ull i ett cirkulärt flöde. Genom att undersöka detta spanns ett garn med 60% återvunnen ull och 40% konventionell ull på en E-spinner. Syftet var att garnet skulle nå upp de krav som Rugvista ställer på deras garn. Båda garnerna handvävdes därefter i en tvåskaftsbindning med ett inslagsripsutseende och i samma struktur för de skulle kunna bli jämförda med varandra under samma förutsättningar. Garnerna gick därefter igenom ett dragprovstest och de vävda proverna utsattes för ett modifierad martindaletest. Utifrån dragprovstestet påvisade de tillverkade garnet att de krävdes högre kraft för att nå brottspunkten, då majoriteten av protoypgarnerna klarade en kraft på 3500 cN, vilket var max kraften för Rugvistas garn. Dock gick det att se en större variation på brottpunkten till skillnad från Rugvistas garn som var mer enhetligt i deras resultat. I det modifierade martindaletestet gjordes en visuell bedömning på det vävda proverna efter dem hade blivit utsatta för 15 000 varv. Där påvisades referensmaterialet ett bättre resultat då den bevarade sitt utgångs utseende medan prototypen fick noppbildning redan efter 3000 varv samt släppte ifrån sig betydligt mer fibrer. Slutsatsen av studien blev att utifrån testningen visade prototypen att den inte möter den kvalitén som Rugvista ställer på sina mattor. Utmaningen är den korta fiberlängden hos de återvunna ullfibrerna som lätt lossnar från garnet. Studien visar även att de möjligt att tillverka ett tillräckligt starkt garn för att väva mattor i men att det krävs ytterligare forskning för att produktanpassa det till garnets förutsättningar. / Wool is an admired fiber and is frequently utilized in carpet production. According to life cycle analyses (LCA), wool shows to be one of the fibers that ranks highest in carbon dioxide emissions. However, there are challenges when calculating the environmental impact of wool production that contributes to an unfair result. This does not negate the reality that there are some areas within the wool life cycle that needs enhancement, especially when it comes to the utilization of wool that would otherwise have gone to incineration. This study, conducted in collaboration with the carpet company Rugvista, examines how 60% recycled wool fibers in carpet yarn affects the quality with the aim of getting wool into a circular economy. By investigating this, a yarn with 60% recycled wool and 40% conventional wool was spun on an E-spinner. The objective was to produce a yarn that meets Rugvista's quality standards. Both yarns were later handwoven in a weft-faced plainweave structure to allow for a fair comparison. The yarns underwent a tensile strength test, and the woven samples were subjected to a modified Martindale abrasion test. The results from the tensile test, showed that the manufactured yarns required a higher force to reach the breaking point, as the majority of the prototype yarns could withstand a force of 3500 cN, which was the maximum force for Rugvista's yarns. However, the breaking points of the manufactured yarns had a greater variation, unlike Rugvista's yarn, which demonstrated a more consistent result. In the modified Martindale test, visual assessments of the woven samples were conducted after 15 000 cycles. The reference material, Rugvista’s material, retained its original appearance, while the prototype developed a pilling surface after only 3000 cycles and released a remarkable amount of more fibers. The study concluded that the prototype did not meet Rugvista's quality standards for carpets. The primary challenge is the short fiber length of the recycled wool, which tends to detach from the yarn. While the study demonstrates the possibility of producing sufficiently strong yarn for carpet weaving, further research is necessary to optimize the product according to the yarn's characteristics.
|
152 |
DEVELOPMENT AND VALIDATION OF A VERSATILE AND INNOVATIVE TOOL TO ASSESS AND BENCHMARK SUSTAINABILITY PERFORMANCE OF ORGANIZATIONS AND SUPPLY CHAINSCagatay Tasdemir (6580142) 10 June 2019 (has links)
<a>Global
trends and factors, such as the increased level of globalization, climate
change, resource scarcity, and awareness of social and environmental
responsibilities, as well as fiercer competition and lower profit margins in
all industries, force organizations to act to retain, regain, or sustain their
competitive advantages for long-term survival. These trends and factors are
historically known to bring about innovations that drive the evolution of
industries. Sustainability is considered to be such an innovation to achieve
fiscally sound, environmentally conscious, and socially progressive
organizations and supply chains. Sustainable Development and Sustainability
notions are among trending topics of 21st century. Elevated sustainability
concerns of various stakeholders have been forcing members of all industries to
evolve into their more environmentally and socially responsible versions. This
study was initiated through a comprehensive literature review phase that
reviewed 477 articles published in five major databases from 1990 to 2018. The
purpose of this review was to assess the current state-of-the art on the
subject of lean-driven sustainability. Based on descriptive and contextual analysis,
synergies, divergences, and the extent of two-way permeability of lean and
sustainability concepts from the perspective of intra- and inter-organizational
operations were identified along with future research opportunities.
Fundamental strengths and weaknesses of both concepts, existing strong
synergies and untapped potential, along with their key contributors, the
potential-use cases of lean tools to derive sustainable solutions are
highlighted in this review. Next, based on the findings of systematic
literature review, an innovative, holistic, versatile and scalable tool was
developed to assess and benchmark sustainability performance of organizations
and supply chains. The proposed framework was established upon trivet structure
of Triple Bottom Line philosophy and fueled by Lean, Six-Sigma and Life Cycle Assessment
(LCA) methodologies for accurate and effective measurement of sustainability
performance. Completeness of the framework was ensured through development of
first-generation Key Performance Indicator (KPI) pool with 33 indicators, a
unique work environment assessment mechanism for safety and environmental
protection issues in terms of 11 risk categories and by construction of an
ownership structure for ease of framework deployment. Proposed framework is
expected to help with true sustainability performance improvement and
benchmarking objectives at a range of business levels from facility to sectoral
operations. Upon completion of the development phase, the Sustainability
Benchmarking Tool (SBT) Framework was validated at the facility level within
the context of value-added wood products manufacturing. Strengths and
weaknesses of the system were identified within the scope of Bronze Frontier
maturity level of the framework and tackled through a six-step analytical and
quantitative reasoning methodology. The secondary objective of the validation
phase was to document how value-added wood products industries can take
advantage of natural properties of wood to become frontiers of sustainability innovation.
In the end, True Sustainability performance of the target facility was improved
by 2.37 base points, while economic and environmental performance was increased
from being a system weakness to achieving an acceptable index score benchmark
of 8.41 and system strength level of 9.31, respectively. Social sustainability
score increased by 2.02 base points as a function of better gender bias ratio.
The financial performance of the system improved from a 33% loss to 46.23%
profit in the post-improvement state. Reductions in CO<sub>2</sub> emissions
(55.16%), energy consumption (50.31%), solid waste generation (72.03%),
non-value-added-time (89.30%) and cost performance (64.77%) were other
significant achievements of the study. In the end, SBT Framework was successfully
validated at the facility level and target facility evolved into its leaner,
cleaner and more responsible version of itself. Furthermore, manufacturing
industries of all sorts are key stakeholders, which rely on universities to
satisfy the demand for competent workforce. Society also expects universities
to educate youth and contribute to their self-development by achieving both,
scientific and intellectual knowledge saturation. To expand the contribution of
the study to the body of knowledge in the fields of Sustainability and Modern
Management techniques, an undergraduate level course curriculum that integrates
modern management techniques and sustainability concepts with wood products
industry dynamics was developed. Students’ pre- and post-education awareness of,
and familiarity with sustainability, potential consequences of ignored
sustainability issues, modern management techniques, global trends, innovation
waves, and industry evolution were compared through a seventeen-question
survey. Results showed that course content was successful at increasing
sustainability awareness at both overall and individual sustainability pillar
levels, At the end, 100% of students were able to develop complete
understanding of various modern management techniques and stated that they felt
confident to apply learnt skills to real life issues within their profession
upon graduation. Overall, this study empirically documented how synergies
between Lean, Sustainability, Six-Sigma and Life Cycle Assessment concepts
outweigh their divergences, demonstrated viability of SBT Framework and
presented a proven example of modern management techniques powered
transdisciplinary sustainability curriculum.</a>
|
153 |
Materials and thermal storage systems by sensible heat for thermodynamic electro-solar plants / Matériaux et systèmes de stockage thermique en chaleur sensible pour centrales électro-solaires thermodynamiquesNahhas, Tamar 27 October 2017 (has links)
L'énergie solaire est connue pour sa nature intermittente par rapport aux ressources d’énergie fossile. Cette observation souligne la nécessité d'utilisation d’un système de stockage d'énergie thermique. Le système de stockage thermocline est considéré comme un système de stockage rentable. La présente thèse vise à étudier le potentiel des roches basaltiques et siliceuses comme des candidates matériaux de stockage pour les centrales solaires concentrées. Les études expérimentales des propriétés thermo-physiques et thermomécaniques de ces roches à des températures allant jusqu'à 1000°C montrent que ces roches offrent de bonnes propriétés thermiques par rapport aux matériaux classiques de stockage. L'analyse du système de stockage thermocline sur un lit de roches à air direct est réalisée par une approche numérique. En outre, cette recherche vise également à évaluer l’impact environnementale de ce type de système de stockage en effectuant une analyse comparative de son cycle de vie. Enfin, une étude complémentaire réalisée dans le but de produire une carte d'indice de pertinence a permis d’identifier les zones les plus appropriées pour la construction des centrales solaires en Egypte. L'originalité de cette approche alternative pour le stockage d'énergie thermique est qu’elle combine la performance et la disponibilité des matériaux de stockage tout en réduisant leurs impacts environnementaux et financiers. / Compare to fossil fuel energy resources, solar energy is known for its intermittent nature. This observation highlights the need for the use of a thermal energy storage system. The thermocline storage system is considered as a cost-effective storage system. This thesis aims to study the potential of basalt and silex rocks as candidate storage materials for concentrated solar power plants. Experimental studies of the thermo-physical and thermo-mechanical properties of these rocks at temperatures up to 1000°C show that these rocks offer good thermal properties compared with conventional storage materials. The analysis of the thermocline storage system of air rock-packed bed is carried out using a numerical approach. This research also aims to assess the environmental impact of this type of storage system by conducting a comparative analysis of its life cycle. Finally, a complementary study carried out with the aim of producing a relevance index map made it possible to identify the most suitable areas for the construction of solar power plants in Egypt. The originality of this alternative approach for thermal energy storage is that it combines the performance and availability of storage materials while reducing their environmental and financial impacts.
|
154 |
Platsgjuten eller prefabricerad plattrambro : En jämförande livscykel- och livscykelkostnadsanalys / Site cast or prefabricated flat frame bridge : A comparative life cycle assessment and life cycle cost analysisSwahn, Trixie, Rashem, Adam January 2018 (has links)
Plattrambron är Sveriges vanligaste typ av bro och utgör nästan hälften av Sveriges brobestånd. I den här studien har det utförts en jämförelse mellan två produktionssätt för plattrambroar utifrån ett livscykelperspektiv. Studien bygger på att jämföra olika produktionsmetoder utifrån kostnad- och miljösynpunkt där förslag till förbättringar redogörs för att förenkla valet av produktionsmetod. Fokus mot hållbar infrastruktur ökar och att ur ett livscykelperspektiv jämföra olika produktionssätt kan leda till minskad miljöpåverkan och vinster ur ett kostnadsperspektiv. Denna fallstudie visar att prefabricerat produktionssätt kan ge stora besparingar med hänsyn till klimat och ekonomi. Fallstudien omfattas av kvalitativa interjuver med aktörer i branschen och beräkningar har utförts enligt livscykelkostnad- och livscykelanalysers normer. Möjlighet till ytterligare materialbesparingar finns för båda produktionssätten om ändring av kraven för brobyggande sker, då krav på utformning hämmar möjligheten till nya och bättre lösningar. Studiens resultat visar att det genom rätt val av produktionsmetod är möjligt att sänka emission av koldioxid, minska energiåtgång och sänka kostnader för infrastrukturen. Ytterligare vinster kan erhållas om ändringar av kraven utförs. / Flat frame bridges are the most common type of bridge in Sweden and constitutes almost half of all bridges in Sweden. In this study, a comparison between two production methods of flat frame bridges from a lifecycle perspective has been conducted. The study is built on comparing production methods from cost and environmental viewpoints where suggestions for improvements are presented to facilitate the choice of production method. Focus on environmentally sustainable constructions is increasing and by comparing different production methods from a lifecycle perspective it is possible to decrease environmental impact and increase cost-efficiency. The results of this case-study show that prefabricated production method offers greater savings regarding environment as well as economy. The possibility of further material savings exists for both production methods, prefabricated and site-cast, if changes of the regulations regarding bridge construction are made, as current regulations on design inhibits possibilities of new and better solutions. The result of the study shows that by choosing the right production method it is possible to decrease emissions of carbon dioxide, reduce energy consumption and costs for the infrastructure. Further gains can be made if regulations are changed.
|
155 |
Assessment of water footprint for civil construction projects / Analys av vattenavtryck i anläggningsprojektWärmark, Katarina January 2015 (has links)
Water is an irreplaceable resource and the strain on it is getting tougher. Around 40 per cent of the water withdrawn in Europe is for industrial use. With a growing population and an increased demand for food and energy per capita, the demand and pressure on our water resources will increase. CEEQUAL is a rating scheme for the civil construction industry and has raised the water footprint as an important sustainability issue to consider when choosing building materials. There is however little knowledge within the industry of how to do this. This paper offers information regarding available water footprint tools and gives a practical example using two of the most developed methods; the Water Footprint Network (WFN) method and Life Cycle Analysis (LCA). The case study showed that the results are very dependent on which method one chooses. The LCA method gives a bigger footprint since it is more inclusive than the WFN method. There are however some similarities when looking at which of the materials that are high-risk and low-risk materials when it comes to freshwater footprint. Among the studied products, steel was the material that uses and consumes the most water per kilogram, and could also be imported from water scarce areas. Fill material had a low water consumption and use per kilogram, but the huge amount used in the project makes it the material that used and consumed most water in total. Fill material is most often produced locally because of the large amount used, and was therefore not as significant when weighting the results by a water stress index. Calculating a water footprint can be used as a part of declaring the environmental performance of a project by including it in an Environmental Product Declaration (EPD), a sustainability report or by setting up an Environmental Profit and Loss (E P&L) account for water. It can also be used to identify and assess risks related to water use. / Färskvatten är en begränsad, men förnybar resurs som på grund av sina unika egenskaper saknar substitut i många processer och användningsområden. Resursen är ojämnt fördelad över världen och många lever idag i vattenstressade regioner. I Europa står industrisektorn för cirka 40 procent av det totala vattenuttaget. Med en växande befolkning och ökad efterfrågan på mat och energi per capita kommer konkurrensen om vattenresurserna att bli hårdare. Vi måste därför anpassa oss efter denna verklighet och framtid och börja använda våra färskvattenresurser mer effektivt. Certifieringssystemet CEEQUAL har lyft vattenavtryck för byggprodukter som en viktig fråga vid val av material. Inom branschen vet man i dagsläget inte hur man ska hantera den frågan och utgångspunkten för denna rapport är att ge vägledning bland de metoder som finns tillgängliga idag samt att ge ett praktiskt exempel på två av de mest utvecklade metoderna, Water Footprint Network (WFN) metoden och livscykelanalys (LCA). Som ett praktiskt exempel utfördes en fallstudie som visade att resultatet av en vattenavtrycksanalys beror väldigt mycket på vilken metod som väljs, vilket innebär att harmonisering inom branschen är viktigt. LCA-metoden ger ett större avtryck än WFNmetoden då metoden inkluderar fler typer av vattenanvändning. Av de studerade materialen visade sig stål vara det som både använder och förbrukar mest vatten per kilogram. Det är också ett material som i betydande grad importeras från regioner som kan vara vattenstressade. Fyllnadsmaterial var ett av materialen med lägst vattenavtryck per kilogram, men då det används i så stora mängder i anläggningsprojekt är det detta material som bidrar med störst totalt vattenavtryck. På grund av den stora mängd som används utvinns fyllnadsmaterial dock oftast lokalt. Detta gör att vattenavtryckets signifikans minskar när det viktas med ett vattenstressindex, då det generellt finns gott om vatten i Sverige. Vattenavtryck kan användas till deklaration av potentiell påverkan på vattenresurser genom att inkludera resultatet i en miljövarudeklaration eller hållbarhetsrapport. Det kan även användas i ett naturkapitalkonto (E P&L) för vatten eller för att identifiera risker kopplade till vattenanvändning samt ge vägledning vid materialval och val av leverantör.
|
156 |
Avskiljning, användning och lagring av koldioxid från biogasproduktion : Lämpliga lösningar för Tekniska verkens biogasanläggning / Capture, utilization and storage of carbon dioxide from biogas production : Suitable solutions for Tekniska verken’s biogas plantHarrius, Josefine, Larsson, Amanda January 2020 (has links)
Carbon dioxide is released by natural and anthropogenic processes, such as the production and combustion of fossil fuels. Production of biogas also generates carbon dioxide, but of biogenic origin. The global, yearly emissions of greenhouse gases are regularly increasing, although agreements such as the Paris Agreement is signed by parties globally. Sweden has the goal to reach net-zero emissions by 2045, and thereafter to only obtain negative emission levels. To reach these goals the biogenic version of Carbon Capture and Storage (CCS) called Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) is considered to be an essential strategy. Using carbon dioxide, through Carbon Capture and Utilization (CCU), in for example products, can complement BECCS since the strategy can increase the value of carbon dioxide. These strategies make it possible to reduce the climate impact of biogas production. This master thesis aimed to chart different techniques in CCS and CCU to examine how they can be used to utilize or store carbon dioxide from biogas plants. What technical demands different solutions create was explored. The different techniques were assessed through a multi criteria analysis by a technological, environmental, marketable and economical standpoint to investigate which ones were the most suitable for a specific, studied case – Tekniska verken’s biogas plant. One suitable technique within CCU was analyzed through a screening of actors in the region. An environmental assessment of one technique in CCS and one in CCU were compared with the reference case Business as usual, to explore how a simulated biogas plant’s climate impact can change through the implementation of CCS and CCU. The charting of literature gave findings of 42 different techniques, which were sifted down to 7; algae farming for wastewater treatment, BECCS in saltwater aquifers, carbon dioxide curing of concrete, bulk solutions, production of methanol, production of methane through Power To Gas and crop yield boosting in greenhouses. The multi criteria analysis pointed out carbon dioxide curing of concrete and BECCS in saltwater aquifers as suitable solutions for the studied case. The implementation of these techniques requires a liquefaction plant, infrastructure for transportation as well as business partners. A life cycle assessment of the studied cases climate impact was given through modelling and simulation of a model plant of the studied case, with the functional unit 1 Nm3 biomethane. The reference case Business as usual had a climate impact of 0,38 kg CO2 eq, which corresponds to approximately one eighth of the climate impact of fossil fuels such as gasoline or diesel. By storing the carbon dioxide through BECCS in saltwater aquifers the climate impact decreased to - 0,42 kg CO2 eq. By utilizing the carbon dioxide through curing of concrete the biomethane’s climate impact decreased to -0,72 kg CO2 eq. The results thereby evince that Swedish biogas producers can improve their climate performance through CCS and CCU. / Koldioxid släpps ut av såväl naturliga som antropogena processer, exempelvis vid produktion och förbränning av fossila bränslen. Även vid biogasproduktion uppkommer koldioxid, men av biogent ursprung. Årliga globala utsläpp av växthusgaser ökar regelbundet, trots överenskommelser som Parisavtalet som syftar till att begränsa klimatförändringarna. Sverige ska nå nettonollutsläpp senast 2045 och därefter ha negativa utsläppsnivåer. För att uppnå detta mål anses en biogen version av Carbon Capture and Storage (CCS), det vill säga avskiljning och lagring av koldioxid, kallad Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) vara en essentiell strategi. Tillvaratagande av koldioxid, genom Carbon Capture and Utilization (CCU), kan ge ett bra komplement till BECCS eftersom det nyttiggör koldioxid i produkter och kan öka värdet av koldioxid. Tekniker inom CCS och CCU möjliggör minskad klimatpåverkan inom biogasproduktion. Detta examensarbete syftade till att kartlägga olika alternativ inom teknikerna CCS och CCU för att undersöka hur dessa kan användas för att nyttiggöra eller lagra koldioxid från biogasanläggningar, samt att undersöka vilka tekniska krav som ges av lösningarna. Utifrån en multikriterieanalys bedömdes vilka lösningar som var tekniskt, miljömässigt, marknadsmässigt och ekonomiskt motiverade för tillvaratagande av koldioxid. Bedömningen genomfördes genom att studera specifikt fall som var Tekniska verken i Linköpings biogasanläggning. Den lösning som valdes ut som lämplig inom CCU analyserades ur ett marknadsmässigt perspektiv genom en översiktlig kartläggning av aktörer i regionen. Därefter studerades klimatpåverkan från en förenklad modell av Tekniska verkens biogasanläggning för att undersöka hur denna förändras vid implementering av en lämplig lösning inom CCS respektive CCU. Genom en screening av lösningsförslag identifierades 42 lösningsförslag inom CCS och CCU som sållades ner till sju stycken; algodling vid vattenrening, BECCS i saltvattenakviferer, betong härdad av koldioxid, bulklösning, metanoltillverkning, tillverkning av metan genom Power To Gas samt växthusodling. Multikriterieanalysen visade att koldioxidhärdad betong inom CCU och BECCS i saltvattenakviferer inom CCS var lämpliga lösningar för det studerade fallet. För implementering av förslagen krävdes bland annat en förvätskningsanläggning, infrastruktur för transport och samarbetspartners. De studerade scenariernas klimatmässiga livscykel erhölls genom modellering och simulering av en modellanläggning av det studerade fallets biogasanläggning i programvaran SimaPro med användning av den funktionella enheten 1 Nm3 fordonsgas. Resultatet visade att fordonsgasen i referensfallet har en klimatpåverkan på 0,38 kg koldioxidekvivalenter. Fordonsgasens klimatpåverkan var cirka en åttondel av fossila bränslen såsom bensin och diesels klimatpåverkan. Vid lagring av koldioxid genom BECCS i saltvattenakviferer förändrades klimatpåverkan till - 0,42 kg koldioxidekvivalenter. När koldioxid användes till härdning av betong förändrades fordonsgasens klimatpåverkan till -0,72 kg koldioxidekvivalenter. Detta innebär att svenska producenter av biogas kan förbättra sin klimatpåverkan genom såväl lösningar inom CCS som CCU.
|
157 |
Mise en place d’une brique géopolymère pour la construction durable : études géotechnique, environnementale et économique / Geopolymer brick implementation for sustainable construction : geotechnical, environmental and economic studiesYoussef, Nicolas 14 June 2019 (has links)
Après la crise économique en 2008, l’activité de construction en France a connu une croissance très rapide. La hausse de la demande des matériaux de construction était accompagnée d’une augmentation des quantités de déchets de construction et de CO2 émise. En 2018, l’émission de CO2 liée aux activités humaines a atteint un niveau historique mondial de 37.1 milliards de tonnes. Ceci encourage le développement des matériaux de construction qui répondent aux besoins mutants de la société d’aujourd’hui et de demain. Les géopolymères, préparés par activation alcaline, présentent une opportunité pour produire des nouveaux matériaux plus performants et respectueux de l’environnement dans le secteur de la construction. D’autre part, l’industrialisation et la robotisation font apparition dans le secteur de la construction, avec des nombreux avantages tels que l’augmentation de la productivité, la réduction des gaspillages, du coût et de la pénibilité du travail, ainsi que l’amélioration de la qualité et la sécurité.Ce travail de recherche est mené pour répondre à ces défis et verrous scientifiques. Il est réparti selon trois axes : l’élaboration de nouvelles formulations de briques géopolymères, l’intégration des matériaux géopolymères dans le processus d’industrialisation et de robotisation de la construction, et enfin l’évaluation de l’impact environnemental et économique du nouveau système de fabrication automatisé. / After the economic crisis in 2008, construction activity in France grew rapidly. The increase in demand for building materials was accompanied by an increase in the quantities of construction waste and emitted CO2. In 2018, CO2 emissions from human activities reached a world historic level of 37.1 billion tons. This encourages the development of building materials that meet the changing needs of today's and tomorrow's society. Geopolymers, prepared by alkaline activation, present an opportunity to produce new, more efficient and environment-friendly materials in the construction sector. On the other hand, industrialization and robotization are emerging in the construction sector, with many benefits such as increased productivity, reduced waste, cost and arduous work, as well as improved quality and safety.This doctoral thesis is being conducted to address these scientific challenges and issues. These are divided into three research directions: the development of new geopolymer brick formulations, the integration of geopolymer materials into the industrialization and robotization of construction processes, and finally the environmental and economic assessment of the new automated manufacturing system.
|
158 |
Incorporación de consideraciones de estabilidad y sostenibilidad ambiental en la seguridad alimentaria. El caso de España.Forero Cantor, Germán Augusto 10 January 2021 (has links)
[ES] El objetivo 2 para el desarrollo sostenible de la ONU es hambre cero. Concretamente, se trata de poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria (SA) y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible. Hay que destacar que la inseguridad alimentaria no es un problema exclusivo de países en desarrollo, sino que en los países llamados desarrollados parte de la población tiene problemas para garantizar una nutrición adecuada. Por otro lado, si bien hasta la fecha gran parte del debate sobre la SA se ha centrado en aspectos relacionados con la accesibilidad y la producción de alimentos, se observa una tendencia hacia un concepto más integral de la SA que abarca también los cambios ambientales globales.
Por esta razón, investigadores, gobiernos y organismos internacionales están proponiendo medidas de diversa índole, enfocadas en garantizar la seguridad alimentaria y nutricional de la población, por un lado, y en contrarrestar los impactos negativos que las actividades de producción y consumo de alimentos tienen sobre el medio ambiente y el cambio climático.
En este sentido, el registro de datos relacionados con variables económicas y medioambientales, junto al conocimiento de expertos en estas áreas y el uso de herramientas de estadística aplicada, han contribuido a que, a partir de evidencias objetivas, se formalicen de una forma estructurada y coherente las acciones que pueden modificar el comportamiento social y económico de todos los agentes involucrados.
En este contexto, la teoría económica en general, y la teoría del consumidor en particular, a partir del registro y procesado detallado de información estadística relacionada, han hecho posible analizar algunos aspectos de las actitudes, comportamientos y preferencias del consumidor. Dichos aspectos pueden ser utilizados como señales de las posibles reacciones que los consumidores tendrían en su demanda por algunos alimentos ante cambios en variables de mercado que no puede controlar, como los precios, o ante acciones de política pública que también pueden modificar sus decisiones de consumo tales como la aplicación de impuestos y/o subsidios, los cuales finalmente afectarán sus metas alimentarias y nutricionales.
Por otro lado, el análisis de ciclo de vida (ACV) ha adquirido una gran fortaleza en términos de evaluación medioambiental. En concreto, el ACV en su variante consecuencial (ACV-C) presenta interés para la valoración de las posibles consecuencias sobre el medioambiente ante cambios exógenos en variables económicas o de política medioambiental. En la literatura relacionada con ACV-C se utilizan las elasticidades para conocer la denominada relación de sustitución entre productos alternativos. En general, una elasticidad es una medida cuantitativa que relaciona el cambio porcentual en términos de cantidades para una variable en particular con el cambio porcentual que tenga cualquier otra variable. De esta manera se pueden modelar los cambios que se presentan a corto y largo plazo en los indicadores medioambientales como consecuencia de cambios en variables como los precios o la cantidad de insumos utilizados en la producción de un bien o servicio.
Ante este escenario, el objetivo de esta tesis es proponer nuevas metodologías para evaluar la seguridad alimentaria (SA) y la sostenibilidad ambiental asociada al consumo de alimentos, con el fin de promover una seguridad alimentaria sostenible. Los casos de estudio desarrollados se centrarán en España y se utilizarán herramientas metodológicas que involucren la aplicación de la teoría del consumidor, la perspectiva de ciclo de vida y algunos métodos estadísticos.
El alcance del objetivo planteado se ha logrado a partir de cuatro objetivos secundarios, y cada uno de ellos ha quedado reflejado en sendos capítulos de la tesis, de los cuales dos se han concentrado en analizar la seguridad alimentaria y los dos restantes en los aspectos medioambientales. / [CAT] El segon dels Objectius per al Desenvolupament Sostenible de la ONU és fam zero. Concretament, es tracta de posar fi a la fam, aconseguir la seguretat alimentària (SA) i millorar la nutrició i promoure la agricultura sostenible. Cal destacar que la inseguretat alimentària no és un problema exclusiu de països en desenvolupament, sinó que als països anomenats desenvolupats part de la població té problemes per a garantir una nutrició adient. Per altra banda, encara que gran part del debat al voltant de la SA s'ha centrat en aspectes relacionats amb l'accessibilitat i la producció d'aliments, s'observa una tendència cap a un concepte més integral de la SA que abasta també els canvis ambientals globals.
Per aquesta raó, investigadors, governs i organismes internacionals estan proposant mesures de diversa índole, enfocades a garantir la seguretat alimentària i nutricional de la població, d'una banda, i a contrarestar els impactes negatius que les activitats de producció i consum d'aliments tenen sobre el medi ambient i el canvi climàtic.
En aquest sentit, el registre de dades relacionades amb variables econòmiques i ambientals, conjuntament amb el coneiximent d'experts en aquestes àrees i l'ús d'eines d'estadística aplicada, han contribuït a que a partir de evidències objectives es formalitzen de forma estructurada i coherent les accions que poden modificar el comportament social i econòmic de tots els agents involucrats.
En aquest context, la teoria econòmica en general, i la teoria del consumidor en particular, a partir del registre i processament detallat d'informació estadística relacionada, han fet possible analitzar alguns aspectes de les actituds, comportaments i preferències del consumidor. Aquests aspectes poden ser utilitzats com a senyals de les possibles reaccions que els consumidors tindrien en la seua demanda per alguns aliments davant canvis en variables de mercat que no pot controlar, com ara els preus, o davant accions de política pública que també poden modificar les seues decisions de consum, tals com l'aplicació d'impostos i/o subsidis, els quals finalment afectaran les seues metes alimentàries i nutricionals.
D'altra banda, l'anàlisi de cicle de vida (ACV) ha adquirit una gran fortalesa per a la avaluació ambiental. En concret, l'ACV en la seua variant conseqüencial (ACV-C) presenta interès per a la valoració de les possibles conseqüències sobre el mediambient davant canvis exògens en variables econòmiques o de política medioambiental. En la literatura relacionada amb l'ACV-C s'utilitzen paràmetres econòmics como ara les elasticitats, per a conèixer la denominada relació de substitució entre productes alternatius. En general, una elasticitat es una mesura quantitativa que relaciona el canvi percentual en quant a quantitats d'una variable en particular amb el canvi percentual que té qualsevol altra variable. D'aquesta manera es poden modelar els canvis que es presenten a curt i llarg termini em els indicadors mediambientals a conseqüència de canvis en variables como ara els preus o la quantitat d'inputs utilitzats en la producció d'un bé o servei.
Davant d'aquest escenari, l'objectiu d'aquesta tesi es proposar noves metodologies per a avaluar la seguretat alimentària (SA) i la sostenibilitat ambiental associada al consum d'aliments, amb la fi de promoure una seguretat alimentària sostenible. Els casos d'estudi desenvolupats se centraran en Espanya, i s'utilitzaran eines metodològiques que involucren l'aplicació de la teoria del consumidor, la perspectiva de cicle de vida i alguns mètodes estadístics.
L'abast del objectiu plantejat s'ha aconseguit a partir de quatre objectius secundaris, i cadascun d'ells ha quedat reflectit en respectius capítols de la tesi, dels cuals dos s'han centrat en analitzar la seguretat alimentària, i els dos restants en els aspectes medioambientals. / [EN] The second of the UNO's Sustainable Development Goals is zero hunger. The aim is to end hunger, achieve food security (FS) and improved nutrition and promote sustainable agriculture. It must be highlighted that food insecurity is not a problem exclusively for developing countries, but in the so-called developed countries, part of the population has also problems to achieve adequate nutrition. On the other hand, although to date much of the debate on FS has focused on aspects related to accessibility and food production, there is a trend towards a more comprehensive concept of food security that also encompasses global environmental changes.
Thus, researchers, governments, and international organizations as FAO are proposing various measures and focused on guaranteeing food and nutritional security of the population and, in addition, on counteracting the negative impacts that food production and consumption generate on the environment and climate change.
Along these lines, the recording of economic and environmental data, together with experts' knowledge in these areas, and the use of applied statistics are fundamental so that, from objective evidence, actions to modify the economic and social behavior of the individuals involved be formulated in a structured and coherent way.
In this context, the economic theory in general, and the consumer theory in particular, accompanied by detailed recording and processing of statistical information, have made possible to analyze many aspects related to the attitudes, behaviors, and preferences of consumers. These aspects may be used as signals of their possible consumers' demand reactions for some foods in the face of changes in market variables that they cannot control, such as food prices, or in the face of public policy actions that may also alter their decisions such as taxes and /or subsidies, which will ultimately affect your food and nutritional situation.
On the other hand, Life Cycle Assessment (LCA) has gained great importance as to environmental assessment. Specifically, consequential LCA (C-LCA) arises as a tool to assess the potential consequences on the environment in view of exogenous changes in specific economic variables, or environmental policies. When reviewing the literature on C-LCA, elasticities are used to find out the so-called substitution ratio between alternative products. Generally, an elasticity is a quantitative measure that relates the percentage change of a specific variable with the percentage change of another variable. In this way, we can model short and long term changes of the environmental indicators as a consequence of changes of variables such as the price or the amount of inputs applied in the production of a good or service. Taking the foregoing, the objective of this dissertation is to propose new methodologies to evaluate Food Security (FS), and the environmental sustainability associated with food consumption, in order to promote a sustainable food security. The case studies developed will be focused on Spain, and methodological tools that involve the application of consumer theory, LCA, together with statistical methods will be used for this.
The scope of the stated objective has been achieved from four secondary objectives, each of them reflected in respective chapters of this dissertation. Two of the chapters focus on analyzing food security, and the remaining two on environmental aspects.
Initially, in the absence of FS measurement tools that allow the formulation of strategies in terms of regions or regional blocks, a new methodology for measuring food insecurity based on the dimensions of access and stability consumption is proposed and implemented in chapter 2. To this aim, the values of different price and income elasticities for nine animal sourced foods (ASF) are integrated by using quarterly data of for the period 2004-2015 in the 17 Spanish regions. The results / Forero Cantor, GA. (2020). Incorporación de consideraciones de estabilidad y sostenibilidad ambiental en la seguridad alimentaria. El caso de España [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158733 / TESIS
|
159 |
Economic and environmental optimization of deep energy renovation strategies for an office building in SwedenSauterleute, Eva January 2022 (has links)
Energy efficiency of the building sector is a key strategy to achieve national climate goals in Sweden and other European countries. In this thesis, several renovation scenarios for a case study office building in Sweden are analysed and compared based on their energy performance, environmental impacts, and economic costs from a life cycle perspective. As a baseline, the case study building was simulated in IDA ICE and compared with the simulated renovation scenarios. For the Life Cycle Analysis (LCA) and the Life Cycle Costs (LCC), the commercially available software OneClickLCA was used. The renovation scenarios were carried out over three rounds: (i) material type scenarios where five insulation materials (glass wool, rock wool, hemp fiber, Expanded Polystyrene (EPS), and Extruded Polystyrene (XPS)) and two frame materials (wood and steel) are compared; (ii) insulation thickness optimization from economic and environmental performance perspectives (iii) comparison of combination with other typical renovation measures such as changing of windows, improving specific fan power, heat exchanger efficiencies, and lightings. The results show that glass wool gives the most economical and environmental performance, followed by rock wool and EPS. When considering other environmental indicators, hemp fiber presents the best environmental option. However, it is not competitive with traditional insulation materials from an economic perspective. The insulation thickness scenarios show different optimal economic and environmental performance points, giving total energy savings of 5 % and 9,5 %, respectively. When considering other typical energy efficiency measures, the highest impact on the energy performance was found when improving the specific fan power (SFP) and switching to LED lights with total electricity reductions (including user-based electricity consumption) of 4 % and 14 %, respectively. Conclusively, the case study showed how the electricity and heating demand of the studied office building could be reduced, and the environmental and economic consequences of the different energy-efficiency measures.
|
160 |
Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewaterPretel Jolis, Ruth 16 December 2015 (has links)
Tesis por compendio / [EN] Anaerobic MBRs (AnMBRs) can provide the desired step towards sustainable wastewater treatment, broadening the range of application of anaerobic biotechnology to low-strength wastewaters (e.g. urban ones) or extreme environmental conditions (e.g. low operating temperatures). This alternative technology gathers the advantages of anaerobic treatment processes (e.g. low energy demand stemming from no aeration and energy recovery through methane production) jointly with the benefits of membrane technology (e.g. high quality effluent, and reduced space requirements). It is important to highlight that AnMBR may offer the possibility of operation in energy neutral or even being a net energy producer due to biogas generation. Other aspects that must be taken into account in AnMBR are the quality and nutrient recovery potential of the effluent and the low amount of sludge generated, which are of vital importance when assessing the environmental impact of a wastewater treatment plant (WWTP).
The main aim of this Ph.D. thesis is to assess the economic and environmental sustainability of AnMBR technology for urban wastewater treatment at ambient temperature. Specifically, this thesis focusses on the following aspects: (1) development of a detailed and comprehensive plant-wide energy model for assessing the energy demand of different wastewater treatment systems at both steady- and unsteady-state conditions; (2) proposal of a design methodology for AnMBR technology and identification of optimal AnMBR-based configurations by applying an overall life cycle cost (LCC) analysis; (3) life cycle assessment (LCA) of AnMBR-based technology at different temperatures; and (4) evaluation of the overall sustainability (economic and environmental) of AnMBR for urban wastewater treatment.
In this research work, a plant-wide energy model coupled to the extended version of the plant-wide mathematical model BNRM2 is proposed. The proposed energy model was used for assessing the energy performance of different wastewater treatment processes. In order to propose a guidelines for designing AnMBR at full-scale and to identify optimal AnMBR-based configurations, the proposed energy model and LCC were used. LCA was used to assess the environmental performance of AnMBR-based technology at different temperatures. An overall sustainability (economic and environmental) assessment was conducted for: (a) assessing the implications of design and operating decisions by including sensitivity and uncertainty analysis and navigating trade-offs across environmental and economic criteria.; and (b) comparing AnMBR to aerobic-based technologies for urban wastewater treatment.
This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation entitled "Using membrane technology for the energetic recovery of wastewater organic matter and the minimisation of the sludge produced" (MICINN project CTM2008-06809-C02-01/02). To obtain representative results that could be extrapolated to full-scale plants, this research work was carried out in an AnMBR system featuring industrial-scale hollow-fibre membrane units that was operated using effluent from the pre-treatment of the Carraixet WWTP (Valencia, Spain). / [ES] El reactor anaerobio de membranas sumergidas (AnMBR) puede proporcionar el paso deseado hacia un tratamiento sostenible del agua residual, ampliando la aplicabilidad de la biotecnología anaerobia al tratamiento de aguas residuales de baja carga (ej. agua residual urbana) o a condiciones medioambientales extremas (ej. bajas temperaturas de operación). Esta tecnología combina las ventajas de los procesos de tratamiento anaerobio (baja demanda energética gracias a la ausencia de aireación y a la recuperación energética a través de la producción de metano) con los beneficios de la tecnología de membranas (ej. efluente de alta calidad y reducidas necesidades de espacio). Cabe destacar que la tecnología AnMBR permite la posibilidad del autoabastecimiento energético del sistema debido a la generación de biogás. Otros aspectos que se deben considerar en el sistema AnMBR son el potencial de recuperación de nutrientes, la calidad del efluente generado y la baja cantidad de fangos producidos, siendo todos ellos de vital importancia cuando se evalúa el impacto medioambiental de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas.
El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar la sostenibilidad económica y medioambiental de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas a temperatura ambiente. Concretamente, esta tesis se centra en las siguientes tareas: (1) desarrollo de un modelo de energía detallado y completo que permita evaluar la demanda energética global de diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales tanto en régimen estacionario como en transitorio; (2) propuesta de una metodología de diseño e identificación de configuraciones óptimas para la implementación de la tecnología AnMBR, aplicando para ello un análisis del coste de ciclo de vida (CCV); (3) análisis del ciclo de vida (ACV) de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas; y (4) evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas.
En este trabajo de investigación se propone un modelo de energía acoplado a la versión extendida del modelo matemático BNRM2. El modelo de energía propuesto se usó para evaluar la eficiencia energía de diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas. Con el fin de proponer unas directrices para el diseño de AnMBR a escala industrial e identificar las configuraciones óptimas para la implementación de dicha tecnología, se aplicaron tanto el modelo de energía propuesto como un análisis CCV. El ACV se usó para evaluar la viabilidad medioambiental de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas. En este trabajo se llevó a cabo una evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para: (a) evaluar las implicaciones que conllevan ciertas decisiones durante el diseño y operación de dicha tecnología mediante un análisis de sensibilidad e incertidumbre, y examinar las contrapartidas en función de criterios económicos y medioambientales; y (b) comparar la tecnología AnMBR con tecnologías basadas en procesos aerobios para el tratamiento de aguas residuales urbanas.
Esta tesis doctoral está integrada en un proyecto nacional de investigación, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), con título "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, proyecto CTM2008-06809-C02-01/02). Para obtener resultados representativos que puedan ser extrapolados a plantas reales, esta tesis doctoral se ha llevado a cabo utilizando un sistema AnMBR que incorpora módulos comerciales de membrana de fibra hueca. Además, esta planta es alimentada con el efluente del pre-tratamiento de la EDAR del Barranco del Carraixet (Valencia, España). / [CA] El reactor anaerobi de membranes submergides (AnMBR) pot proporcionar el pas desitjat cap a un tractament d'aigües residuals sostenible, i suposa una extensió en l'aplicabilitat de la biotecnologia anaeròbia al tractament d'aigües residuals amb baixa càrrega (p.e. aigua residual urbana) o a condicions mediambientals extremes (p.e. baixes temperatures d'operació). Aquesta tecnologia alternativa reuneix els avantatges dels processos de tractament anaerobi (baixa demanda d'energia per l'estalvi de l'aireig i possibilitat de recuperació energètica per la producció de metà), conjuntament amb els beneficis de l'ús de de la tecnologia de membranes (p.e efluent d'alta qualitat, i reduïdes necessitats d'espai). Cal destacar que la tecnologia AnMBR permet la possibilitat de l'autoabastiment energètic del sistema degut a la generació de biogàs. Altres aspectes que s'han de considerar en el sistema AnMBR són el potencial de recuperació de nutrients, la qualitat de l'efluent i la baixa quantitat de fang generat, tots ells de vital importància quan s'avalua l'impacte mediambiental d'una planta de tractament d'aigües residuals urbanes.
L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és avaluar la sostenibilitat econòmica i mediambiental de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes a temperatura ambient. Concretament, aquesta tesi se centra en les tasques següents: (1) desenrotllament d'un detallat i complet model d'energia per al conjunt de la planta a fi d'avaluar la demanda d'energia de diferents sistemes de tractament d'aigües residuals tant en règim estacionari com en transitori; (2) proposta d'una metodologia de disseny i identificació de les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR mitjançant l'aplicació una anàlisi del cost de tot el cicle de vida (CCV) ; (3) anàlisi del cicle de vida (ACV) de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures; i (4) avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes.
En aquest treball d'investigació es proposa un model d'energia a nivell de tota la planta acoblat a la versió estesa del model matemàtic BNRM2. El model d'energia proposat s'ha utilitzat per a avaluar l'eficiència energètica de diferents processos de tractament d'aigües residuals urbanes. A fi de proposar unes directrius per al disseny d'AnMBR a escala industrial i identificar les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR, s'ha aplicat tant el model d'energia proposat, com el cost del cicle de vida (CCV). L'anàlisi del cicle de vida (ACV) s'ha utilitzat per a avaluar el rendiment mediambiental de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures. En aquest treball s'ha dut a terme una avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per a: (a) avaluar les implicacions de les decisions de disseny i operació per mitjà d'una anàlisi de sensibilitat i incertesa i examinar les contrapartides en funció de criteris econòmics i mediambientals; i (b) comparar la tecnologia AnMBR amb tecnologies basades en processos aerobis per al tractament d'aigües residuals urbanes.
Aquesta tesi doctoral està integrada en un projecte nacional d'investigació, subvencionat pel Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), amb títol "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, projecte CTM2008-06809-C02-01/02). Per a obtenir resultats representatius que puguen ser extrapolats a plantes reals, aquesta tesi doctoral s'ha dut a terme utilitzant un sistema AnMBR que incorpora mòduls comercials de membrana de fibra buida. A més, aquesta planta és alimentada amb l'efluent del pretractament de l'EDAR del Barranc del Carraixet (València, Espanya). / Pretel Jolis, R. (2015). Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewater [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58864 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio
|
Page generated in 0.0401 seconds