Life Cycle Assessment of gearbox JT4 produced at Renault Cacia

Abstract

Purpose: In the automotive industry, the production of mechanical components represents major environmental impacts on the world stage. Therefore, the main objective of this dissertation was to evaluate the environmental life cycle of a specific mechanical component, the JT4 gearbox produced by Renault Cacia S.A., aiming to identify the contribution of its production process to different categories of environmental impacts and support the resolution of multifunctional difficulties in the process.Methods: This dissertation implemented two life cycle assessments, the first focusing on the production process of the JT4 gearbox, while the second, studied the entire production process of the Renault Cacia S.A. factory serving as a comparison model for the first and, also assess the environmental impacts generated in the production of the remaining mechanical components. For the LCA of the gearbox JT4, the boundary system consists of the extraction of raw materials and manufacture of the gearbox parts, receipt of the gearbox parts, assembly, and distribution of the gearboxes. For the LCA of the plant, the boundary system consists of the extraction of raw materials and manufacture of the parts, receipt of the gearbox parts and other mechanical components, assembly, and distribution of the final products. In the first LCA, the functional unit used was 40000 gearboxes, in the second LCA it was 60000 gearboxes equivalent. Both life cycle impact assessments were performed for five impact categories: abiotic depletion (fossil fuels), acidification, eutrophication, global warming, and the creation of photochemical oxidants.Results and conclusion: The gearbox department was responsible for 65% of the environmental impacts in all the categories analysed, 87% of which was accounted by the extraction of raw materials and the manufacture of Gearbox parts,while the rest of the factory was responsible for 35% of the impacts 23% of which is accounted by the extraction of raw materials and the manufacture of mechanical components (Gearbox eq. parts). In the LCA of the plant, the gearbox parts was the biggest contributor to the environmental impacts generated in all the impact categories analysed. This was followed by the gearbox eq. parts, electricity from the national grid, road transport, natural gas, electricity from photovoltaic panels, and finally maritime transport. The use of aluminium in the composition of the JT4 gearbox made the greatest contribution to GW, accounting for 47% of the gearbox's impacts. LCA proved to be an excellent tool for assessing the environmental impacts of the gearbox and the factory, as it allows a detailed assessment of the impacts at each stage of the production process.

Propósito: Na indústria automóvel a produção de componentes mecânicos representa grandes impactos ambientais no cenário mundial. Desse modo, o principal objetivo desta dissertação consistiu na avaliação de ciclo de vida de um componente mecânico específico, a caixa de velocidades JT4 produzida pela Renault Cacia S.A., visando identificar a contribuição do seu processo produtivo para diferentes categorias de impactes ambientais e apoiar a resolução de dificuldades multifuncionais no processo.Métodos: Nesta dissertação foi implementada duas avaliações de ciclo de vida, a primeira centrada no processo produtivo da caixa de velocidades JT4, enquanto que a segunda, teve como objeto de estudo o processo produtivo de toda a fábrica da Renault Cacia S.A., visando ter um modelo de comparação para a primeira e também, avaliar os impactos ambientais gerados na produção dos restantes componentes mecânicos. Para a ACV da caixa de velocidades JT4, o sistema de fronteira consiste na extração de matérias-primas e fabrico das peças da caixa de velocidades, receção das peças da caixa de velocidades, montagem e distribuição das caixas de velocidades. Para a ACV da fábrica, o sistema de fronteira consiste na extração de matérias-primas e no fabrico das peças da caixa de velocidades e dos outros componentes mecânicos, na receção das peças, na montagem e na distribuição dos produtos finais. Na primeira ACV, a unidade funcional utilizada foi 40000 caixas de velocidades, na segunda ACV foi 60000 equivalentes de caixas de velocidades. Ambas as avaliações de impacto do ciclo de vida foram efetuadas para cinco categorias de impacto: depleção abiótica (combustíveis fósseis), acidificação, eutrofização, aquecimento global e criação de oxidantes fotoquímicos.Resultados e conclusão: O departamento da caixa de velocidades foi responsável por 65% dos impactes ambientais em todas as categorias analisadas, 87% dos quais foram contabilizados pela extração de matérias-primas e pelo fabrico de peças da caixa de velocidades, enquanto o resto da fábrica foi responsável por 35% dos impactes, 23% dos quais foram contabilizados pela extração de matérias-primas e pelo fabrico de componentes mecânicos (peças eq. da caixa de velocidades). Na ACV da fábrica, as peças da caixa de velocidades foram as que mais contribuíram para os impactes ambientais gerados em todas as categorias de impacte analisadas. Seguiram-se as peças da caixa de velocidades, a eletricidade da rede nacional, o transporte rodoviário, o gás natural, a eletricidade dos painéis fotovoltaicos e, por último, o transporte marítimo. A utilização de alumínio na composição da caixa de velocidades JT4 foi a que mais contribuiu para o GW, representando 47% dos impactos da caixa de velocidades. A ACV revelou-se uma excelente ferramenta para avaliar os impactes ambientais da caixa de velocidades e da fábrica, uma vez que permite uma avaliação detalhada dos impactes em cada fase do processo de produção.