[ca] El sector químic és un negoci global de 4 bilions de dòlars i un important ocupador, amb substàncies químiques presents en gairebé tots els productes manufacturats. L'augment de la inversió i de la capacitat innovadora de la indústria química per proporcionar productes segurs i sostenibles serà vital per oferir noves solucions i donar suport a la transició ecològica de la nostra economia i societat. S'han creat múltiples enfocaments i eines per ajudar els químics en el desenvolupament, disseny i aplicació de productes químics. L'enfocament de l'Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) aplicat al disseny de productes químics i processos ha ajudat els científics a examinar els impactes ambientals amb una perspectiva de cicle de vida. Proporciona una visió global de les càrregues mediambientals, abastant un ampli conjunt d'indicadors ambientals com l'Escalfament Global, el Consum d'Energia Primària, l'Ús de l'Aigua, l'Ús del Sòl o l'Esgotament de Recursos. La present tesi està relacionada amb l'aplicació de l'ACV a la industrialització de processos químics i mecanoquímics. El primer article presenta la revisió bibliogràfica d'ACV de processos químics. El segon article és una altra revisió de processos mecanoquímics. La química i la mecanoquímica són sectors capdavanters en l'aplicació de l'ACV i la seva metodologia és escassa. El desenvolupament d'aquests articles pretén aportar una guia per al desenvolupament d'aquests temes. A més, la tesi prossegueix amb l'avaluació de tecnologies innovadores per a processos químics: producció de zincat càlcic com a ingredient per a bateries recarregables, extracció de cel·lulosa a partir d'encenalls de fusta o extracció de nicotina a partir de fulles de tabac, per exemple. S'ha conclòs que l'elecció de la matèria primera sol ser la principal font d'impacte ambiental d'un procés químic. A més, els balanços de massa i energia, així com el tipus d'energia subministrada per alimentar el procés, són de gran importància com a part de l'inventari del cicle de vida. En seleccionar la unitat funcional (UF) de processos del sector industrial químic, on s'ha de subministrar una quantitat de producte en un temps donat, s'ha de prestar especial atenció. Encara que quedi fora de la pràctica de l'ACV de la cuna a la porta, hi ha variables com el temps de residència de la reacció que fan que el producte final tingui més unitats de servei o més funcions. Per tant, això s'ha de considerar com a informació addicional valuosa en decidir entre alternatives. El resultat de l'ACV amb una UF que depèn només de la massa no té en compte això. Hi ha diversos documents d'ACV químic que ja fan l'estudi amb un cabal com a UF. Un altre exemple és la consideració del mòdul D dins de la EN 15804:2012+A2:2019 per a la consideració d'informació fora de l'abast de la cuna a la porta en els ACV de productes de construcció. D'altra banda, l'escalabilitat dels fluxos de materials des de l'escala de laboratori, on s'obtenen les dades, fins a l'escala pilot o industrial, on s'aplicarà el procés, és de crucial importància. Amb aquest propòsit, s'han utilitzat diferents marcs basats en equacions termodinàmiques, així com modelatge de processos i eines de simulació durant la tesi. Per exemple, s'ha observat que l'optimització energètica des de l'escala de laboratori fins a la industrial és del 20%, de mitjana, arribant a valors màxims del 90% per a alguns equips com el reactor utilitzat en els laboratoris de Deasyl. Finalment, en les comparacions d'ACV, es porta a terme un estudi de l'evolució de l'impacte ambiental tenint en compte la previsió de les barreges d'electricitat en els propers anys segons els informes del Pacte Verd Europeu per interpretar el comportament dels resultats en els pròxims anys.

[en] The chemical sector is a $4 trillion global business and a major employer, with chemicals present in almost all manufactured products. Increasing investment and the chemical industry's innovative capacity to provide safe and sustainable products will be vital in offering new solutions and supporting the ecological transition of our economy and society. Multiple approaches and tools have been developed to assist chemists in the development, design, and application of chemical products. The Life Cycle Assessment (LCA) approach, applied to the design of chemicals and processes, has helped scientists examine environmental impacts from a life cycle perspective. It provides a global view of environmental burdens, covering a broad set of environmental indicators such as Global Warming, Primary Energy Consumption, Water Use, Land Use, or Resource Depletion. This thesis is related to the application of LCA to the industrialization of chemical and mechanochemical processes. The first article presents a literature review of LCA for chemical processes. The second article is another review on mechanochemical processes. Chemistry and mechanochemistry are leading sectors in the application of LCA, but their methodology is still scarce. The development of these articles aims to provide a guide for the advancement of these topics. Additionally, the thesis continues with the evaluation of innovative technologies for chemical processes: production of calcium zincate as an ingredient for rechargeable batteries, cellulose extraction from wood chips, or nicotine extraction from tobacco leaves, for instance. It has been concluded that the choice of raw material is often the main source of environmental impact in a chemical process. Furthermore, mass and energy balances, as well as the type of energy supplied to power the process, are of great importance as part of the life cycle inventory. When selecting the functional unit (FU) for industrial chemical processes, where a given amount of product must be supplied within a given time frame, special attention must be paid. Although it falls outside the scope of cradle-to-gate LCA practice, variables such as reaction residence time can result in the final product having more service units or more functions. Therefore, this should be considered valuable additional information when deciding between alternatives. The LCA result with an FU that depends solely on mass does not account for this. Several chemical LCA studies already conduct assessments using flow rate as an FU. Another example is the consideration of module D within EN 15804:2012+A2:2019 for the inclusion of information outside the cradle-to-gate scope in LCAs of construction products. Moreover, the scalability of material flows from the laboratory scale, where data is obtained, to the pilot or industrial scale, where the process will be applied, is of crucial importance. For this purpose, different frameworks based on thermodynamic equations, as well as process modeling and simulation tools, have been used throughout the thesis. For instance, it has been observed that energy optimization from the lab to the industrial scale is around 20% on average, reaching maximum values of 90% for some equipment, such as the reactor used in Deasyl's laboratories. Finally, in LCA comparisons, an environmental impact evolution study is conducted, taking into account forecasts for electricity mixes in the coming years according to reports from the European Green Deal to interpret how the results will behave in the future.