Feasibility study on alternatives to the bottled water industry.

Abstract

El objetivo principal de este proyecto es la realización de un estudio de viabilidad sobre los materiales y procedimientos alternativos disponibles para comenzar a sustituir el plástico de tereftalato de polietileno (PET) en el embotellado de agua. En su comienzo, este proyecto se centraró en la esferificación, una técnica que consiste en encapsular el líquido en una película en forma de esfera hecha de algas. Esta alternativa biodegradable demostró, incluso de manera cualitativa, ser demasiado temprana en sus etapas de desarrollo, pero despertó la idea de que deberíamos buscar materiales biodegradables. A partir de este escenario inicial, llegamos a unos cinco materiales alternativos (tanto biodegradables como no biodegradables), con los que analizar sus posibilidades en este tipo de mercado. Para asentar bases para la realización del proyecto, se realizó una investigación de mercado para compilar un estado del arte actual. Se sabe que el PET es, por mucha diferencia, el líder indiscutible del mercado, pero ¿Cómo llegó a tal posición? Al observar la relación histórica de los humanos con el agua y particularmente con el agua embotellada, este proyecto detalla cómo hemos llegado a nuestra situación actual para poder analizar cuáles son las consecuencias de las tendencias actuales en el consumo de agua embotellada. Habiendo detallado las consecuencias que están ocurriendo actualmente con el mercado actual de agua embotellada, y las que pueden ocurrir como resultado de este tipo de consumo, se proponen algunos materiales alternativos. Estos materiales son: PET reciclado (rPET), PET de base biológica (BioPET), esferificación, ácido poliláctico (PLA) y polihidroxialcanoatos (PHA). Cada uno de los materiales propuestos es único en algún aspecto, lo que hace una comparación compleja. Para establecer una comparación inicial, se realiza un análisis cualitativo basado en un análisis SWOT (Fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas). Debido a la naturaleza de un análisis cualitativo, llegar a una conclusión en términos de viabilidad sería excesivamente subjetivo y sesgado. Como consecuencia, para abordar este problema, se decidió que era necesario realizar un análisis más cuantitativo y racional. En esta etapa, se llegó a un periodo de reflexión para averiguar cómo se podría cuantificar estos aspectos para ayudarnos a tomar una decisión más objetiva e imparcial. De cara a la cuantificación de datos para nuestro objetivo, la idea de usar indicadores clave de rendimiento (KPI) se postuló como una técnica a tener en cuenta. Durante años, las empresas han estado usando más los KPI (cada vez con más frecuencia) para poder medir su proximidad a un objetivo comercial específico. Esto nos llevó a pensar, ¿Y si pudiéramos crear algo similar a un modelo de KPI para nuestro objetivo específico? Nuestro objetivo final es que comparemos diferentes materiales con el PET y contemplar alternativas. Sin embargo, antes de crear el modelo, necesitábamos establecer un denominador común para determinar qué inputs serían necesarios para el modelo. Para hacerlo, se determinó tras ver todos los ciclos de vida del producto para los materiales, se podría determinar una serie de inputs comunes. De las etapas del ciclo de vida de la imagen anterior, se seleccionaron un total de 18 entradas o inputs. A partir de esos inputs, el modelo diseñado asignaría una cierta cantidad de puntos a los sobre las variables de entrada disponibles. La suma total de los puntos asignados a cada una de las variables de entrada se denominará "puntuación absoluta" del material. Dado que todos los materiales se encuentran en diferentes etapas de madurez, cada uno de los inputs tendrá un porcentaje de validez además de los puntos de calificación asignados a ellos. Si para un determinado material, uno o varios de los insumos no están disponibles, ese material no tendría puntos de clasificación otorgados ni validez otorgada para esos insumos específicos. La validez permite al usuario saber que falta algún tipo de información para un determinado material siempre que su validez sea inferior al 100%. En el caso de que a un material le falten entradas, el material optaría por una puntuación o clasificación absoluta inferior a la de un material que tenga toda la información disponible para ser introducida. Para compensar esto, el modelo estimaría una calificación potencial o proyectada. Esta estimación se calcularía juzgando la clasificación del material en función de los insumos disponibles y utilizando ese promedio para calcular los insumos que faltan. A continuación, se muestran los resultados de pasar todos los materiales por el modelo. Cabe señalar que este modelo debe utilizarse para comparar dos materiales y debe analizarse caso por caso. Esto significa que las clasificaciones obtenidas del modelo deben examinarse cuidadosamente para cada uno de los materiales que se comparan. Este proyecto utilizó el modelo para comparar 5 materiales alternativos al PET ya establecido y para juzgar cada uno de sus potenciales para dar forma al futuro del mercado de agua embotellada. Al comparar las "calificaciones absolutas" queda claro que, de momento, ninguno de los materiales presentados podría erradicar al PET por completo del mercado. Sin embargo, cuando se observan las clasificaciones proyectadas para los materiales, dos opciones biodegradables parecen ser igual de competitivas (PLA y PHA). Este modelo no prueba objetivamente que estos materiales puedan superar al PET en el mercado del embotellado. Sin embargo, refleja que hay esperanzas de que las alternativas biodegradables desempeñen un papel en este mercado, especialmente en el futuro, una vez que los costes de las materias primas sean más bajos. La conclusión final de este proyecto es que, aunque no hay un candidato claro para una botella de agua más sostenible, la solución puede consistir en utilizar varios materiales que se complementen entre sí en una botella de agua menos "monopolística". En comunicación con los fabricantes de PET, así como con los vendedores de bioplásticos, debido a la información de propiedad de la empresa, sólo pudieron aludir a sus intenciones, lo que es coherente con los resultados de este proyecto. Las alternativas necesitan comenzar a impactar una pequeña fracción de la enorme posición de mercado del PET en las botellas de agua.

This project’s main objective was to perform a feasibility study on the alternative materials and procedures that are available to begin to substitute polyethylene terephthalate (PET) plastic in water bottling. To start with, this project was going to focus on spherification, a technique that involves encapsulating the liquid in a sphere-shaped film made from algae. This biodegradable alternative proved, even in a qualitative way, to be far too early in its development stages but sparked the idea that we should look into biodegradable materials. From this initial scenario, we came to about five alternative materials, (both biodegradable and non-biodegradable), with which to analyze their feasibilities in this type of market. To set the project up, a market research was conducted in order to create a current state of the art. It is known that PET is by far the market leader, but how did it get to such a position? By looking at human’s historical relationship with water and particularly bottled water, this project details how we have reached our current situation in order to then be able to analyze what are the consequences of current trends in bottled water consumption. Having detailed the consequences that are currently occurring with today’s bottled water market, and those that may occur as a result of this type of consumption, some alternative materials are proposed. Those materials are: recycled PET (rPET), bio-based PET (BioPET), spherification, polylactic acid (PLA) and polyhydroxyalkanoates (PHA). Each of the proposed materials is unique in some regard, which makes for a difficult comparison. To begin the comparison, a qualitative analysis based on a SWOT (Strengths, weaknesses, opportunities and threats) analysis is conducted. Due to the nature of a qualitative analysis, jumping to a conclusion in terms of feasibility would be excessively subjective and biased. So, in order to address this issue, it was decided that a more quantitative and rational analysis needed to be conducted. At this stage, we were left considering thinking how could we quantify these aspects to help us come to a more objective and unbiased decision. When looking at quantifying data towards a certain objective, the idea of using key performance indicators (KPIs) became quite realistic. Businesses have been increasingly using KPIs in order to be able to measure how close they are to a specific business goal, and so we thought, what if we could create something similar to a KPI model towards our specific goal? Our final goal is for us to compare different materials to PET and see how they match up. However, before creating the model we needed to draw some common ground to determine which inputs would be needed for the model. To do so, we theorized that if we were to look at all of the materials from their respective product life cycles, a series of common inputs could be made. From the lifecycle stages in the image above, a total of 18 inputs were selected. From those inputs, the designed model would allocate a certain amount of points to the available inputs. The total sum of the points allocated to each of the inputs would be referred to as the material’s “absolute rating”. Since all of the materials find themselves to be at different maturity stages, each of the inputs will have a percentage validity in addition to the rating points assigned to them. If for a certain material, one or several of the inputs are not available, that material would have no rating points awarded and no validity awarded for those specific inputs. The validity lets the user know that some information is lacking for a certain material whenever its validity is lower than 100%. In the event that a material could be missing inputs, the material would opt for a lower absolute score or rating than a material that does have all the information available to be entered. To make up for this, the model would estimate a potential or projected rating. This estimation would be calculated by judging the material’s rating on the inputs that were available and using that average to calculate the missing inputs. The results of running all of the materials through the model are shown. It should be noted that this model should be used to compare two different materials and should be analyzed on a case by case basis. This means that the ratings obtained from the model should be carefully looked at for each of the materials being compared. This project used the model to compare 5 alternative materials to the already established PET and to judge each of their potentials to shape the future of the bottled water market. When comparing “absolute ratings” it becomes clear that not one of the presented materials could overcome PET totally just yet. However, when looking at the projected ratings for the materials, two biodegradable options seem to prove to be just as competitive (PLA and PHA). This model does not objectively prove that these materials will likely overcome PET in the bottling market. However, it does reflect that there is hope for biodegradable alternatives to play a role in this market, especially in the future once raw material costs are lower. The final conclusion to this project is that although there is not one clear candidate towards a more sustainable water bottle, the solution may lie in using several materials that complement each other in a less “monopolistic” water bottle. In communication with PET manufacturer as well as vendors of bio plastics, due to business proprietary information, they could only allude to their intentions which is consistent with the results of this project. Alternatives need to begin to impact some small fraction of the huge PET market position in water bottles.