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Análisis comparativo de ciclo de vida cradle-to-gate de la producción de pha a partir de lodos activos municipales.
(2025-12-05) Leon Quevedo, David Antonio; Avella Vásquez, Ana Catalina
El presente estudio tuvo como propósito evaluar comparativamente los impactos ambientales asociados a la producción de polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de lodos activados municipales, utilizando dos fuentes de carbono diferenciadas: una basada en ácidos grasos volátiles (AGV) y otra en fenol. La evaluación se realizó mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), bajo un enfoque cradle-to-gate y conforme a las normas ISO 14040 y 14044. El modelado se efectuó en el software SimaPro 10.2.0.3, con la base de datos Ecoinvent 3.9, aplicando el método de evaluación ReCiPe 2016 Midpoint (H). Los datos experimentales se escalaron a una unidad funcional de 1 kg de PHA purificado, integrando balances de materia y energía, y considerando los lodos como un residuo sin carga ambiental previa. Los resultados indicaron que la ruta AGV presentó un mejor desempeño ambiental global, con menores impactos en las categorías de toxicidad humana y ecotoxicidad acuática. En contraste, la ruta Fenol mostró mayores cargas debido al uso de surfactantes sintéticos y al elevado consumo energético en las etapas de purificación. Se identificaron como puntos críticos (hot spots) comunes el consumo eléctrico y los reactivos de separación del polímero. Se concluye que la valorización de lodos activados mediante rutas biotecnológicas constituye una alternativa ambientalmente más sostenible frente al uso de sustratos petroquímicos, aportando evidencia técnica para el diseño de procesos circulares de producción de biopolímeros. ABSTRACT: This study aimed to comparatively evaluate the environmental impacts associated with the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) from municipal activated sludge, using two different metabolic pathways: one based on volatile fatty acids (VFAs) and the other on phenol as a carbon source. The evaluation was performed using Life Cycle Assessment (LCA) methodology, under a cradleto-gate approach and in accordance with ISO 14040 and 14044 standards. Modeling was carried out using SimaPro 10.2.0.3 software, with the Ecoinvent 3.9 database, applying the ReCiPe 2016 Midpoint (H) assessment method. The experimental data were scaled to a functional unit of 1 kg of purified PHA, integrating mass and energy balances, and considering the sludge as a waste product with no prior environmental impact. The results indicated that the AGV route exhibited better overall environmental performance, with lower impacts in the categories of human toxicity and aquatic ecotoxicity. In contrast, the Phenol route showed higher burdens due to the use of synthetic surfactants and high energy consumption in the purification stages. Electrical consumption and polymer separation reagents were identified as common critical points (hot spots). It is concluded that the valorization of activatedsludge through biotechnological routes constitutes a more environmentally sustainable alternative to the use of petrochemical substrates, providing technical evidence for the design of circular processes for biopolymer production