N2 Aplicado · Lección 3 de 8 · 40 min

Análisis de ciclo de vida con ISO 14040/14044 aplicado al calor de biomasa

Sostenibilidad, certificación y normativa

Equipo docente de biomasa360 · Responsable: Dirección de oferta, calidad y Academia · Revisada el 25 de octubre de 2026 (revisión científica de cálculos y citas)

Al terminar podrás

Definir la unidad funcional, los límites del sistema y el contrafactual de un ACV de calor de biomasa.
Aplicar una regla de asignación (energía o exergía) a un sistema que produce calor y electricidad.
Comparar la huella del calor útil de bunker y de cascarilla por etapa.

Conviene saber antes

Lección 8.1

Un análisis de ciclo de vida (ACV) según ISO 14040 y 14044 tiene cuatro fases: (1) objetivo y alcance, donde se fijan la unidad funcional y los límites del sistema; (2) inventario; (3) evaluación de impactos, y (4) interpretación. En bioenergía, las decisiones de alcance dominan el resultado (Cherubini y Strømman, 2011): qué pasa con el residuo si no se usa (el contrafactual), cómo se reparte la carga entre coproductos (asignación) y si se cuenta el tiempo de las emisiones de carbono biogénico. La unidad funcional correcta para una caldera es 1 GJ de calor útil entregado, no una tonelada de combustible.

EC_{h}=\frac{E}{\eta_{h}}\qquad E = e_{ec}+e_{l}+e_{p}+e_{td}+e_{u}-e_{sca}-e_{ccs}-e_{ccr}

Emisiones por MJ de calor útil (RED II, Anexo VI): las emisiones del combustible antes de la conversión, divididas por la eficiencia térmica.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$E$	Emisiones del combustible antes de la conversión	g CO2eq/MJ de combustible
$e_{ec},e_{l},e_p,e_{td},e_u$	Cultivo o extracción, cambio de uso del suelo, procesamiento, transporte y uso (no CO2)	g CO2eq/MJ
$e_{sca},e_{ccs},e_{ccr}$	Ahorros por carbono del suelo, captura y almacenamiento, captura y sustitución	g CO2eq/MJ
$\eta_h$	Eficiencia térmica anual (calor útil / energía del combustible)	adimensional

EC_{el}=\frac{E}{\eta_{el}}\cdot\frac{C_{el}\,\eta_{el}}{C_{el}\,\eta_{el}+C_{h}\,\eta_{h}}\qquad C_h=\frac{T_h-T_0}{T_h}

Asignación por exergía en cogeneración (RED II, Anexo VI): la electricidad tiene exergía 1 y el calor la fracción de Carnot a su temperatura de entrega.

Variables de la ecuación 2
Símbolo	Significado	Unidad
$C_{el}$	Fracción de exergía de la electricidad (= 1)	adimensional
$C_h$	Eficiencia de Carnot del calor útil	adimensional
$T_h,\ T_0$	Temperatura del calor entregado y del ambiente (273,15 K)	K

Ejemplo resuelto 1

Huella de combustión del calor útil: bunker frente a cascarilla

Calcule las emisiones de combustión por GJ de calor útil de una caldera de bunker (85 %) y de una de cascarilla (75 %), con factores del IPCC y GWP del AR6. Las eficiencias son supuestos.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$FE_{bunker}$	CO2 77.400; CH4 3; N2O 0,6	kg/TJ	IPCC 2006, Tabla 2.3
$FE_{biomasa}$	CH4 30; N2O 4 (CO2 biogénico aparte)	kg/TJ	IPCC 2006, Tabla 2.3
$\eta$	0,85; 0,75	adimensional	Supuestos

Bunker, por GJ de combustible.
$77{,}4 + 0{,}253 = 77{,}65\ \mathrm{kg\ CO_2e/GJ}$
Bunker, por GJ útil.
$\frac{77{,}65}{0{,}85} = 91{,}4\ \mathrm{kg\ CO_2e/GJ_{\text{útil}}}$
Cascarilla, solo CH4 y N2O, por GJ útil.
$\frac{1{,}90}{0{,}75} = 2{,}54\ \mathrm{kg\ CO_2e/GJ_{\text{útil}}}$

Resultado

91{,}4\ \text{vs.}\ 2{,}5\ \mathrm{kg\ CO_2e/GJ_{\text{útil}}}

Interpretación: En la combustión, la cascarilla emite ≈2,8 % de lo que emite el bunker por GJ útil. Un ACV completo debe sumar el transporte y el procesamiento, y discutir el contrafactual del residuo.

Ejemplo resuelto 2

Asignación por exergía en una cogeneración con cascarilla

Una cogeneración con cascarilla tiene eficiencia eléctrica de 15 % y térmica de 55 % (supuestos), y entrega vapor saturado a 10 bar (179,9 °C). Con E = 4,5 g CO2eq/MJ de combustible (valor por defecto de RED II para residuos de baja densidad a menos de 500 km), reparta las emisiones entre electricidad y calor.

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$E$	4,5	g CO2eq/MJ	RED II, Anexo VI: 1,1 + 3,1 + 0,3 (valores desagregados por defecto)
$\eta_{el},\ \eta_h$	0,15; 0,55	—	Supuestos
$T_h$	453,0	K	NIST: saturación a 1,0 MPa ≈ 179,9 °C

Fracción de Carnot del calor.
$C_h=\frac{453{,}0-273{,}15}{453{,}0}=0{,}397$
Fracción asignada a la electricidad.
$\frac{1\times0{,}15}{0{,}15+0{,}397\times0{,}55}=\frac{0{,}15}{0{,}368}=0{,}407$
Emisiones por MJ eléctrico.
$EC_{el}=\frac{4{,}5}{0{,}15}\times0{,}407=12{,}2\ \mathrm{g\,CO_2e/MJ_{el}}$
Emisiones por MJ de calor (por simetría con la parte restante).
$EC_h=\frac{4{,}5}{0{,}55}\times\frac{0{,}397\times0{,}55}{0{,}368}=4{,}9\ \mathrm{g\,CO_2e/MJ_h}$

Resultado

EC_{el}\approx12{,}2;\ \ EC_h\approx4{,}9\ \mathrm{g\,CO_2e/MJ}

Interpretación: Frente a los comparadores fósiles de RED II (183 g/MJ de electricidad y 80 g/MJ de calor), las reducciones son de ≈93 % y ≈94 %. La asignación por exergía evita cargar todo al calor, que tiene menos «calidad» termodinámica.

Figura 1Emisiones por GJ de calor útil: bunker frente a cascarilla (kg CO2eq/GJ útil)

La cascarilla emite por GJ útil menos de una décima parte que el bunker, incluso con los factores de CH4 y N2O del IPCC (más conservadores que los de RED II) y la cadena de transporte por defecto.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Emisiones por GJ de calor útil: bunker frente a cascarilla (kg CO2eq/GJ útil)
Opción	CO2 fósil	CH4 + N2O	Cadena (RED, < 500 km)
Bunker (combustión)	91,06	0,3	0
Cascarilla (RED, < 500 km)	0	2,54	5,6
Comparador RED de calor	80	0	0

Fuente: Derivado: IPCC (2006) Tabla 2.3 con GWP del AR6; cadena: RED II, Anexo VI, valores desagregados por defecto (procesamiento 1,1 y transporte 3,1 g/MJ); comparador ECF(h) = 80 g/MJ (1 g/MJ = 1 kg/GJ). Eficiencias supuestas: 85 % y 75 %.

Figura 2Límites del sistema de un ACV del calor de cascarilla, de la piladora al vapor

Ejercicios

Cálculo●●○
Con los valores desagregados de RED II para residuos de baja densidad transportados 2.500–10.000 km (procesamiento 1,1; transporte 17,0; uso 0,3 g/MJ) y una eficiencia de 0,85, calcule $EC_h$ y la reducción frente a 80 g/MJ.
Ver la solución
$E = 18{,}4\ \mathrm{g/MJ}$ ; $EC_h = 18{,}4 \div 0{,}85 = 21{,}6\ \mathrm{g/MJ}$ ; reducción $= (80 - 21{,}6) \div 80 = 72{,}9\,\%$ , igual al valor por defecto publicado (73 %).
Criterio●●○
Proponga dos contrafactuales para la cascarilla de una piladora y explique cómo cambia el ACV con cada uno.
Ver la solución
(1) Quema a cielo abierto: el CO2 biogénico se emite igual y además hay CH4 y partículas; usarla en una caldera evita esas emisiones. (2) Acopio y descomposición lenta: el carbono se libera más despacio y parte puede quedar en el suelo; usarla adelanta la emisión y genera una pequeña deuda temporal.
Cálculo●○○
Calcule la fracción de Carnot del calor entregado a 150 °C y compárela con el valor fijo que ofrece RED II para calor de calefacción.
Ver la solución
$C_h = (423{,}15 - 273{,}15) \div 423{,}15 = 0{,}3545$ , que coincide con el 0,3546 fijado en la directiva.

Autoevaluación

La unidad funcional adecuada para comparar calderas es…
1. 1 t de combustible
2. 1 GJ de calor útil
3. 1 galón
4. 1 kg de ceniza
Ver la respuesta
Respuesta: B. Compara servicios equivalentes, no combustibles distintos.
Según RED II, las emisiones de un residuo antes de su recolección son…
1. Las del cultivo completo
2. Cero
3. La mitad
4. Las del transporte
Ver la respuesta
Respuesta: B. Los desechos y residuos se consideran con emisiones de ciclo de vida nulas hasta su recolección.
La asignación por exergía…
1. Asigna todo al calor
2. Pondera el calor por su fracción de Carnot
3. Ignora la electricidad
4. Usa el precio de mercado
Ver la respuesta
Respuesta: B. La electricidad cuenta con $C_{el} = 1$ y el calor con $C_h$ según su temperatura.

Referencias

International Organization for Standardization. (2006a). ISO 14040:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Principles and framework (incluye la enmienda 1:2020). ISO. https://www.iso.org/standard/37456.html
International Organization for Standardization. (2006b). ISO 14044:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Requirements and guidelines (incluye las enmiendas 1:2017 y 2:2020). ISO. https://www.iso.org/standard/38498.html
Finkbeiner, M., Inaba, A., Tan, R., Christiansen, K., & Klüppel, H.-J. (2006). The new international standards for life cycle assessment: ISO 14040 and ISO 14044. The International Journal of Life Cycle Assessment, 11(2), 80–85. https://doi.org/10.1065/lca2006.02.002
Cherubini, F., & Strømman, A. H. (2011). Life cycle assessment of bioenergy systems: State of the art and future challenges. Bioresource Technology, 102(2), 437–451. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.08.010
Directiva (UE) 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de diciembre de 2018, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables (versión consolidada al 16 de julio de 2024). https://faolex.fao.org/docs/pdf/eur182795.pdf
Gómez, D. R., Watterson, J. D., et al. (2006). Stationary combustion. En H. S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara & K. Tanabe (Eds.), 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories (Vol. 2, cap. 2). IGES. https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/2_Volume2/V2_2_Ch2_Stationary_Combustion.pdf

Para profundizar

Cherubini, F., & Strømman, A. H. (2011). Life cycle assessment of bioenergy systems: State of the art and future challenges. Bioresource Technology, 102(2), 437–451. — Revisión de referencia sobre las decisiones metodológicas que dominan los ACV de bioenergía.
Quispe, I., Navia, R., & Kahhat, R. (2019). Life cycle assessment of rice husk as an energy source: A Peruvian case study. Journal of Cleaner Production, 209, 1235–1244. — ACV de la cascarilla como fuente de energía en Perú: el caso latinoamericano más cercano al ecuatoriano.
Finkbeiner, M., Inaba, A., Tan, R., Christiansen, K., & Klüppel, H.-J. (2006). The new international standards for life cycle assessment: ISO 14040 and ISO 14044. The International Journal of Life Cycle Assessment, 11(2), 80–85. — Qué cambió con la versión 2006 de las normas ISO de ACV y por qué.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Análisis de ciclo de vida con ISO 14040/14044 aplicado al calor de biomasa (Versión 2026-10) [Lección del curso «Sostenibilidad, certificación y normativa»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/sostenibilidad-certificacion-y-normativa/acv-con-iso-14040-y-14044/

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