Parte 1 - ¿Qué es el método de balance de masa?

¿Qué es el método de balance de masa?

El método de balance de masa (también conocido como enfoque de balance de masa) es una cadena de custodia que permite rastrear la cantidad total de materias primas con ciertas propiedades (como materiales derivados de biomasa o de plásticos reciclados) a medida que se mueven a través de un sistema de producción o cadena de suministro y asegura una asignación adecuada de estas materias primas a los productos terminados.

*出典：バイオプラスチック導入ロードマップ -持続可能なプラスチックの利用に向けて-（環境省、経済産業省、農林水産省、文部科学省）（令和3年1月）

El método de balance de masa es un marco para garantizar la precisión mediante un control cuidadoso del equilibrio entre las materias primas recibidas como insumos y los productos finales producidos como productos finales. Por ejemplo, supongamos que mezclamos 4 toneladas de materias primas derivadas de biomasa con 8 toneladas de materias primas derivadas del petróleo para producir 12 toneladas de un producto final. Basándonos estrictamente en la proporción de la mezcla, hemos producido 12 toneladas de un producto que es 33% (o un tercio) derivado de biomasa. Sin embargo, en el enfoque de balance de masa, podemos asignar 4 de esas 12 toneladas para que se designen como producto 100% derivado de biomasa, mientras que las 8 toneladas restantes se designan como plástico derivado del petróleo.

El enfoque de la segregación
El término segregación se refiere al enfoque de producción convencional en el que las materias primas recibidas como insumos se utilizan tal como están, sin modificaciones, en los productos que se obtienen como resultados. Así es como se hacían las cosas tradicionalmente. En el ejemplo analizado anteriormente, las 12 toneladas de producto producido a partir de ingredientes derivados en un 33 % (o un tercio) de biomasa se venderían exactamente de esa manera: como 12 toneladas de producto derivado en un 33 % de biomasa.
Existen también otros enfoques; para más detalles, véase ¿Qué es la Cadena de Custodia? (enlace)

Por lo tanto, incluso para los procesos de producción en los que las materias primas derivadas de la biomasa se mezclan con materias primas derivadas del petróleo, la adopción del enfoque de balance de masa permite que una parte del producto final (proporcional a la fracción de materiales derivados de la biomasa en la mezcla de entrada) se designe como totalmente derivada de la biomasa.

Téngase en cuenta que la norma ISO 22095:2020(en) Cadena de custodia — Terminología general y modelos se refiere al método de balance de masa como el modelo de balance de masa; es uno de varios modelos existentes para gestionar las cadenas de suministro a lo largo de lo que se conoce como la cadena de custodia, incluido el procesamiento y la logística en todas las etapas, desde las materias primas hasta los productos finales.

Métodos de balance de masas en la vida cotidiana

El método de balance de masa ya ha comenzado a abrirse camino en muchos sectores industriales, incluidos varios que desempeñan funciones familiares en la vida cotidiana: la certificación FSC en la industria del papel y la pulpa, la certificación RSPO para el aceite de palma y la certificación de comercio justo para los granos de cacao y productos similares son solo algunos ejemplos de la adopción cada vez más generalizada de técnicas de balance de masa.

En el caso del aceite de palma, por ejemplo, equilibrar cuidadosamente el volumen de insumos de aceite de palma certificado frente al volumen de productos finales permite controlar los suministros de aceite de palma certificado en todo el mercado, incluso si el aceite de palma no certificado se mezcla con aceite de palma certificado de plantaciones certificadas por la RSPO durante el proceso logístico.

A medida que los clientes seleccionen preferentemente productos de aceite de palma con certificación RSPO, la demanda de aceite de palma con certificación RSPO crecerá en todo el mercado, lo que dará como resultado cada vez más plantaciones con certificación RSPO e impulsará toda la cadena de suministro hacia un modelo sostenible.

Ventajas del método de balance de masa

Los plásticos de biomasa presentaban varias desventajas: requerían equipos de producción especializados y materias primas especializadas, se aplicaban solo a una gama restringida de productos y su difusión en el mercado era bastante lenta. La adopción de métodos de balance de masa para productos plásticos permite a los productores la opción de reemplazar gradualmente los materiales existentes con recursos más sostenibles, un avance prometedor en el camino hacia futuras sociedades neutrales en carbono. Las principales ventajas de la producción de plásticos con balance de masa incluyen las siguientes:

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• Reducción de la huella ambiental: Promover el uso de materiales derivados de biomasa reduce el consumo de recursos de combustibles fósiles. Además, el CO2 atmosférico permanece fijado durante el proceso de crecimiento de la biomasa y, siempre que la biomasa se vuelva a fabricar, la quema de biomasa no aumenta el CO2 atmosférico, lo que ayuda a reducir las emisiones de CO2 en general.* Además, este plan no se limita a los ingredientes derivados de la biomasa: también se puede utilizar para incorporar recursos derivados de productos de desecho.

  *Fuente: Circulación de Recursos Plásticos (MOE)

• Utiliza procesos convencionales en instalaciones existentes: además de mezclar sustancias derivadas de biomasa en los materiales de entrada, no se necesitan modificaciones en los procesos de producción; las instalaciones y los procesos existentes se pueden utilizar de la misma manera y en las mismas condiciones que antes. Esto garantiza que las propiedades físicas y otras características de los productos sean equivalentes a las de sus contrapartes convencionales. En cambio, la producción por segregación requiere una separación completa entre los ingredientes derivados de biomasa y los ingredientes derivados del petróleo; esto agrega pasos de proceso adicionales engorrosos, como subdividir los tanques de producción y detener temporalmente la producción para limpiar los tanques cuando se cambia entre materiales de biomasa y de petróleo.
• Aplicable a una amplia gama de productos: el enfoque de balance de masa permite introducir biomasa en muchos tipos diferentes de procesos de producción, incluidos procesos que involucran materiales que tradicionalmente eran difíciles de obtener a partir de biomasa (como sustancias derivadas que requieren múltiples procesos distintos para su producción), de los cuales la nafta es quizás el ejemplo más básico.

Desafíos de los métodos de balance de masa

A pesar de las muchas ventajas señaladas anteriormente, la adopción de métodos de balance de masa plantea algunos desafíos, entre los que se incluyen los siguientes:

• Trazabilidad y confiabilidad: Un marco de confiabilidad sólido, que abarque toda la cadena de suministro para verificar que los materiales derivados de la biomasa se incorporen correctamente a los procesos de producción, que los productos fabricados se asignen correctamente a las diversas designaciones y que se respeten otras disposiciones clave, es un requisito previo esencial para las operaciones de balance de masa. El estándar de oro para garantizar la confiabilidad es buscar auditorías y certificaciones por parte de organismos de certificación internacionales externos como ISCC, RED cert y RSB.
• Concientización: Debido a que la filosofía del balance de masa es relativamente nueva, los productores deben realizar esfuerzos de divulgación para educar a los consumidores y socios corporativos. En el pasado, los protocolos de certificación de biomasa determinaban el contenido de biomasa en función de la proporción de ingredientes derivados de biomasa que realmente contenían los productos, y los productos se etiquetaban con estadísticas de contenido de biomasa determinadas de esta manera. Esto es apropiado para la producción convencional basada en la segregación, en la que el contenido de biomasa que se muestra de un producto coincide de hecho con la proporción de biomasa que contiene. En el enfoque del balance de masa, por el contrario, el contenido de biomasa se determina por asignación y designación, como se mencionó anteriormente, y este será un concepto nuevo y desconocido para muchos consumidores. En el futuro, será importante cambiar la forma en que se expresa y se muestra el contenido de biomasa, y cómo se posicionan y describen los productos.
• Economía: Aunque el enfoque de balance de masas hace que sea mucho más fácil para los fabricantes incorporar ingredientes derivados de biomasa en sus procesos de producción, la triste realidad es que muchos materiales derivados de biomasa siguen siendo considerablemente más caros que las alternativas basadas en petróleo. A medida que los productos derivados de biomasa continúan su penetración gradual en los mercados existentes, esperamos ver un aumento en la producción de materias primas derivadas de biomasa, lo que ayudará a los productores a entregar bienes a precios más accesibles.

Materiales de resina que utilizan ingredientes derivados de biomasa mediante un enfoque de balance de masa (certificado ISCC PLUS)

Asahi Kasei está desarrollando plásticos de ingeniería que utilizan ingredientes derivados de biomasa mediante un enfoque de equilibrio de masa. Estos materiales han obtenido la certificación ISCC PLUS*, un programa de certificación internacional para productos sustentables.

EPI XYRON™ que utiliza materia prima derivada de biomasa

Nuestras resinas EPP modificadas XYRON™ han obtenido la certificación ISCC PLUS como materiales EPP cuyos ingredientes incluyen metanol/fenol derivado de biomasa a través de un enfoque de equilibrio de masa.
Debido a que la resina de EPP certificada para biomasa conserva propiedades similares a las de la resina de EPP convencional basada en petróleo (incluida la resistencia al calor, resistencia al fuego, bajo peso, aislamiento eléctrico, estabilidad dimensional y baja absorción de agua), puede ayudar a lograr la sostenibilidad en una amplia gama de dominios de aplicación.

Resina TENAC™ POM a partir de biomasa como materia prima

Al adquirir la certificación ISCC PLUS, podemos producir y vender resina POM utilizando materia prima sustentable asignada por el método de balance de masa.
Aplicando el método de balance de masa, podemos apoyar a nuestros clientes de todo el mundo en sus esfuerzos por lograr la sostenibilidad, manteniendo al mismo tiempo el excelente rendimiento de la resina POM (propiedades de fricción y desgaste, resistencia y rigidez, resistencia al aceite y a los disolventes orgánicos, etc.).

*ISCC (International Sustainability and Carbon Certification) es un sistema de certificación internacional que ofrece soluciones para la implementación y certificación de materias primas de residuos y desechos, renovables no biológicos y materiales y combustibles de carbono reciclado. ISCC PLUS es un sistema de certificación que cubre principalmente materiales de carbono de origen biológico que se producen fuera de la UE y se suministran a nivel mundial, y para gestionar y garantizar materias primas sostenibles en la cadena de suministro.