Resumen:

Abstract:

1 Introducción

El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) se ha consolidado como la metodología cuantitativa de referencia para evaluar los impactos ambientales asociados a un producto a lo largo de todas las etapas de su existencia: extracción de materias primas, fabricación, transporte, uso y fin de vida [1]. Esta aproximación sistémica permite identificar transferencias de carga ambiental entre etapas del ciclo, cuantificar emisiones y consumos de recursos y comparar alternativas de diseño sobre una base homogénea y reproducible, conforme a los principios y el marco establecidos por las normas internacionales ISO 14040 y 14044 [2].

La integración del ACV en el proceso de diseño de productos —denominada diseño ecoeficiente o ecodiseño— responde a la necesidad creciente de incorporar criterios ambientales desde las etapas conceptuales y de desarrollo técnico [3]. En un contexto donde la economía circular y la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero son prioridades regulatorias y de mercado, el ACV se utiliza no sólo como herramienta de diagnóstico sino como mecanismo de decisión que guía la selección de materiales, la arquitectura modular, estrategias de reparación y reciclabilidad, así como medidas de optimización energética en uso [4]. Revisiones recientes muestran que el empleo efectivo del ACV en diseño requiere tanto metodologías adaptadas al proceso de desarrollo como herramientas ágiles que aporten resultados en tiempos coherentes con ciclos de ingeniería [5], [6].

No obstante, la incorporación práctica del ACV en fases tempranas de diseño enfrenta desafíos metodológicos y operativos relevantes [7]. Entre los aspectos críticos se cuentan la disponibilidad y calidad de inventarios de ciclo de vida, la caracterización de impactos en categorías relevantes para productos tecnológicos, la modelación de la duración real de producto y la consideración de escenarios de uso y fin de vida heterogéneos [8]. Particularmente, la sensibilidad de los resultados a supuestos sobre la vida útil del producto y las rutas de tratamiento final requiere procedimientos robustos de análisis de incertidumbre y escenarios, así como criterios claros para la selección de datos y límites del sistema [9]. Estas limitaciones condicionan la interpretación de resultados y la validez de comparaciones entre alternativas de diseño [10].

Desde el punto de vista metodológico, la literatura ha desarrollado enfoques que facilitan el uso del ACV en diseño: ACV simplificado y basado en indicadores clave, ACV dinámico que incorpora perfiles temporales de emisiones, y la combinación de ACV con otros marcos de evaluación multi-criterio para integrar aspectos económicos y sociales [11]. Estas estrategias permiten a los equipos de diseño explorar alternativas y priorizar intervenciones (p. ej., sustitución de materiales, rediseño para desmontaje) sin sacrificar la coherencia científica del ACV completo cuando se requiere un análisis detallado [12].

La relación entre ACV y diseño circular ha recibido atención creciente: estudios sistemáticos recientes indican que el ACV es una herramienta eficaz para validar beneficios de estrategias circulares (extensión de vida útil, reutilización, reciclaje) pero que los resultados dependen críticamente de la precisión en la modelación de la segunda vida y del tratamiento de créditos por reciclaje [13]. Asimismo, se ha identificado una brecha entre la investigación metodológica y la adopción industrial: las empresas demandan metodologías integrables en procesos de desarrollo ágil y soluciones de software que incorporen inventarios locales y módulos de sensibilidad automatizados [14]. Esta convergencia entre investigación y práctica es esencial para que el ACV deje de ser una evaluación ex post y pase a ser un instrumento de diseño proactivo [15].

Finalmente, la adopción generalizada del ACV en el diseño de productos implica retos formativos y organizativos: la formación interdisciplinaria de ingenieros y diseñadores en principios de ACV, la estandarización de flujos de datos entre herramientas CAD/PLM y plataformas de ACV, y la gobernanza de decisiones basada en indicadores ambientales normalizados. Superar estos retos permitirá que el ACV influya desde la concepción de productos de ingeniería, promoviendo soluciones técnicamente robustas y ambientalmente optimizadas que respondan a exigencias regulatorias y a una demanda de mercado cada vez más informada.

En consecuencia, una revisión sistemática centrada en cómo se aplica el ACV al diseño de productos de ingeniería aporta evidencia crítica sobre prácticas, limitaciones, herramientas emergentes y vacíos de conocimiento que deben ser abordados por la comunidad académica y por la industria [4]. En este contexto, en la introducción del presente manuscrito se aborda el estado del arte de la temática, luego en la metodología se describe la estrategia de búsqueda en Scopus, los criterios PRISMA aplicados y las herramientas empleadas para el análisis bibliométrico y de coocurrencia. Luego se presentan los resultados obtenidos, organizados en cuatro apartados: evolución temporal de las publicaciones, áreas temáticas asociadas, redes de palabras clave y los artículos más citados. Se discuten también aquí los hallazgos principales a la luz de tendencias actuales en diseño sostenible y ACV. Finalmente, se exponen las conclusiones, destacando las implicaciones de los resultados, las oportunidades de investigación futura y los desafíos que aún persisten en la integración efectiva del ACV en el diseño de productos de ingeniería.

2. Métodos y materiales

El desarrollo de esta investigación se basó en un análisis bibliométrico estructurado conforme a los lineamientos metodológicos planteados por Pakdel y Erol [16], con lo cual se pudo examinar de manera sistemática y cuantitativa la producción científica asociada a la aplicación de ACV en el diseño de productos de ingeniería. Con la finalidad de contextualizar el estado del arte y delimitar las tendencias actuales, se efectuó una búsqueda amplia en la base de datos Scopus, seleccionada por su cobertura internacional y por ser una de las plataformas más reconocidas para estudios de vigilancia tecnológica y evaluación científica.

La consulta bibliográfica se realizó el 3 de diciembre de 2025, empleando las palabras claves: “Product design, design process, engineering, ACV”. La búsqueda bibliográfica se realizó en idioma inglés, dado que la mayoría de las publicaciones científicas de alto impacto en este campo se encuentran publicadas en dicho idioma. Con base en estas expresiones, se construyó la búsqueda: TITLE-ABS-KEY (Product design, design process, engineering, ACV).

Con el objetivo de comprender el estado actual de la aplicación de ACV en el diseño de productos de ingeniería, el análisis bibliométrico se abordó desde múltiples perspectivas: distribución temporal de las publicaciones, áreas temáticas asociadas, identificación de palabras clave predominantes, países con mayor contribución científica e instituciones financiadoras. Esta aproximación integral proporciona un marco robusto para comprender la evolución y avance del campo investigado en un contexto global, lo cual permite comparar con la realidad regional y nacional.

Para refinar la búsqueda y destacar los estudios más relevantes sobre la aplicación de ACV en el diseño de productos de ingeniería se utilizó la metodología PRISMA. En esta búsqueda se aplicaron las siguientes restricciones: Artículos científicos publicados en los últimos cinco años en revistas indexadas en el repositorio SCOPUS que sean del tipo “All open access”. La descripción de la selección y exclusión de artículos tuvo esta línea de búsqueda: “TITLE-ABS-KEY (Product design, design process, engineering, ACV) AND ( LIMIT-TO ( PUBYEAR , 2022 ) OR LIMIT-TO ( PUBYEAR , 2023 ) OR LIMIT-TO ( PUBYEAR , 2024 ) OR LIMIT-TO ( PUBYEAR , 2025 ) OR LIMIT-TO ( PUBYEAR , 2026 ) ) AND ( LIMIT-TO ( DOCTYPE , "ar" ) ) AND ( LIMIT-TO ( PUBSTAGE , "final" ) ) AND ( LIMIT-TO ( SRCTYPE , "j" ) ) AND ( LIMIT-TO ( OA , "all" ) )”.

Para el estudio de la co-ocurrencia de palabras clave, se utilizó el software VOSviewer 1.6.20, el cual es reconocido por su capacidad para generar mapas de relaciones semánticas a partir de metadatos bibliográficos. Los gráficos fueron elaborados en OriginPro 2025, garantizando representaciones claras, precisas y consistentes.

Dado que la investigación se limitó a una única base de datos (Scopus), no se registró la presencia de documentos duplicados. En consecuencia, no fue necesario aplicar procedimientos de depuración para la eliminación de duplicidades en la muestra final.

3. Resultados

Esta sección presenta los principales resultados de la revisión sistemática sobre la aplicación del ACV en el diseño de productos de ingeniería, con el objetivo de identificar la evolución del campo, sus áreas temáticas predominantes y los trabajos de mayor impacto. En primer lugar, se analiza la distribución temporal de las publicaciones para evidenciar las tendencias de crecimiento y consolidación del uso del ACV en el diseño de productos. Posteriormente, se examinan las áreas temáticas asociadas, destacando los sectores de ingeniería y enfoques de sostenibilidad más relevantes. Luego, se estudia la relación de palabras clave para identificar los principales ejes conceptuales y líneas de investigación emergentes. Finalmente, se presentan los artículos más citados, los cuales reflejan las contribuciones fundamentales que han influido en el desarrollo y aplicación del ACV como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en el diseño de productos de ingeniería.

3.1. Publicaciones por año

La Figura 1 muestra la evolución temporal del volumen de publicaciones indexadas en Scopus relacionadas con la aplicación del ACV en el diseño de productos de ingeniería durante el periodo 2000–2025. En términos generales, se observa una tendencia creciente, aunque con fluctuaciones interanuales que reflejan ciclos variables de producción científica, asociados posiblemente a prioridades de investigación, disponibilidad de financiamiento y avances tecnológicos en diseño sostenible. Durante la primera década del análisis (2000–2010), la producción científica se caracteriza por un crecimiento moderado pero inestable. El registro inicial muestra valores relativamente bajos, con oscilaciones entre 1 y 9 publicaciones anuales. Estas variaciones pueden atribuirse a que, en estos años, el ACV aún se consolidaba como metodología de evaluación ambiental dentro del ámbito ingenieril y su incorporación en procesos de diseño se encontraba en etapas tempranas de adopción. Entre 2008 y 2010 se aprecia una ligera desaceleración, seguida por un incremento relevante que marca el inicio de una fase de mayor interés académico. A partir de 2011 se evidencia un punto de inflexión, donde las publicaciones aumentan de manera notable, alcanzando aproximadamente 16 artículos en ese año. Este salto cuantitativo coincide con la expansión de herramientas computacionales y bases de datos de ciclo de vida más robustas, que facilitaron el uso del ACV en entornos de ingeniería aplicada. Entre 2012 y 2016 el campo experimenta uno de sus periodos más dinámicos, con valores que oscilan entre 14 y 19 publicaciones anuales, mostrando una producción sostenida y un fuerte posicionamiento del ACV como insumo técnico para decisiones de diseño. No obstante, entre 2017 y 2021 se aprecia una fase de fluctuación descendente, con variaciones entre 9 y 14 publicaciones por año. Este comportamiento puede asociarse a dos factores: (i) una diversificación temática de la investigación en sostenibilidad, particularmente hacia economía circular, diseño regenerativo y análisis multicriterio; y (ii) la orientación de fondos de investigación hacia soluciones aplicadas a sectores industriales específicos, lo que reduce temporalmente la producción de estudios conceptuales o metodológicos basados en ACV. Finalmente, a partir de 2022 se observa un crecimiento sostenido y significativamente pronunciado, alcanzando un máximo histórico cercano a 25 publicaciones en 2025. Este repunte sugiere una revalorización del ACV como herramienta estratégica en el diseño de productos, en un contexto donde las regulaciones ambientales, la transición energética y las métricas de sostenibilidad en ingeniería adquieren mayor relevancia. Además, el incremento reciente puede estar relacionado con la integración del ACV en marcos normativos internacionales, la exigencia de evaluaciones ambientales en diseños industriales y la proliferación de enfoques híbridos que combinan ACV con inteligencia artificial, simulación avanzada y optimización multiobjetivo.

3.2. Áreas temáticas asociadas

El diagrama de Sankey (Figura 2) permite visualizar de manera integral las conexiones entre tres dimensiones clave de la producción científica sobre la aplicación del ACV en el diseño de productos de ingeniería: (i) tipo de documento, (ii) idioma de publicación y (iii) tipo de fuente. La estructura del diagrama revela patrones consistentes en la dinámica editorial del campo, así como la centralidad del idioma inglés en la difusión del conocimiento técnico. En la distribución por tipo de documento, el flujo inicial evidencia que la mayoría de contribuciones provienen de dos categorías predominantes: Artículos de congresos “Conference papers” (136 documentos) y Artículos de revista “Journal articles” (134 documentos). Estas dos categorías representan conjuntamente la mayor parte de la producción científica, lo que indica que el área combina tanto difusión temprana de resultados en conferencias como publicaciones consolidadas en revistas científicas. Les siguen en menor medida: Book chapters (21), Artículos de revisión “Review articles” (19), Revisiones de congresos “Conference reviews” (11), Libros “Books” (6) y Revisiones breves “Short surveys” (1). Esta estructura muestra un campo que, si bien es maduro, mantiene un componente significativo de investigación emergente y experimental, característica habitual en temas vinculados a metodologías de sostenibilidad y diseño ingenieril. Por otro lado, la dominancia del idioma inglés en la producción científica se muestra en el nodo central, donde existe una abrumadora preeminencia del inglés, que concentra 323 publicaciones, es decir, prácticamente la totalidad del conjunto analizado. Los demás idiomas aparecen de manera marginal son: alemán (2 publicaciones), español (1 publicación), chino (1 publicación) y japonés (1 publicación). Este patrón es coherente con la tendencia global de los campos ingenieriles y ambientales, donde el inglés se mantiene como lengua franca para la difusión científica y la indexación en Scopus. La presencia marginal de otros idiomas sugiere que la comunidad investigadora prioriza la visibilidad y la citabilidad internacional, especialmente en estudios con orientación metodológica como el ACV. Finalmente, el nodo de idioma se relacionó con el tipo de fuente, cuyo flujo muestra dos canales principales: Revistas “Journals” con 158 publicaciones y Actas de congresos “Conference proceedings” con 121 publicaciones. Esto confirma que las revistas y conferencias son los espacios predominantes de difusión. El primer grupo promueve resultados consolidados y evaluaciones exhaustivas, mientras que el segundo fomenta el intercambio de avances preliminares y desarrollos metodológicos. Además, se observan canales adicionales de menor volumen: Series de libros “Book series” (24), Libros “Books” (20) y Revistas especializadas “Trade journals” (5). Estas fuentes secundarias complementan la producción científica mediante la difusión de capítulos especializados, libros temáticos y publicaciones técnico-industriales. Los flujos asociados a idiomas distintos del inglés se dirigen únicamente hacia fuentes específicas y de bajo impacto cuantitativo, lo que sugiere que la producción no anglosajona carece de un patrón editorial consolidado o de una comunidad amplia de publicación dentro del tema.

3.3. Relación de palabras claves

La Figura 3 representa el mapa de co-ocurrencia de palabras clave asociadas a la aplicación del ACV en el diseño de productos de ingeniería. El análisis se basó en la estructura relacional generada mediante VOSviewer 1.6.20, lo que permite identificar clústeres temáticos, niveles de conexión entre términos y la evolución temporal del campo entre los años 2005 y 2020. Se aprecia en el centro de la red el dominio de los términos de mayor peso y frecuencia, entre ellos: ciclo de vida, desarrollo sostenible, toma de decisiones, análisis del ciclo de vida: “life cycle, sustainable development, decision making, life cycle analysis / life-cycle assessment”. La proximidad y el tamaño de estos nodos indican su rol articulador dentro del dominio científico. Representan las bases conceptuales del ACV aplicado a la ingeniería y demuestran que el enfoque metodológico se vincula fuertemente con evaluaciones de sostenibilidad y toma de decisiones. Su alta densidad de conexiones refleja un campo interdisciplinario con interrelaciones que abarcan diseño ingenieril, gestión ambiental y optimización de procesos. El mapa también evidencia múltiples agrupaciones estructuradas alrededor del nodo central. Entre las más relevantes se identifican: Ingeniería y diseño de productos: diseño de ingeniería, proceso de diseño, diseño de productos sostenibles, ciclos de vida del producto, ingeniería asistida por computadora (engineering design, design process, sustainable product designs, product life cycles, computer aided engineering), lo cual indica la integración progresiva de herramientas de diseño asistido y metodologías de ingeniería para incorporar criterios ambientales desde las etapas tempranas del ciclo de vida. Sostenibilidad y evaluación ambiental: gases de efecto invernadero, carbono, calentamiento global, reciclaje, evaluación de la sostenibilidad (greenhouse gases, carbon, global warming, recycling, sustainability assessment), que refleja la fuerte relación del ACV con problemáticas ambientales globales, especialmente el análisis de emisiones, huella de carbono y estrategias circulares. Optimización y procesos industriales: diseño de procesos, ecología industrial, optimización multiobjetivo, ingeniería química, biorrefinerías (process design, industrial ecology, multiojective optimization, chemical engineering, biorefineries) que evidencia la aplicación del ACV como herramienta para mejorar la eficiencia de procesos industriales, biotecnológicos y energéticos, así como su papel en la toma de decisiones para procesos complejos. Finalmente, educación e investigación en ingeniería: educación en ingeniería, docencia, investigación en ingeniería (engineering education, teaching, engineering research), donde se muestra la creciente presencia del ACV en programas educativos y su incorporación como competencia profesional en ingeniería, lo cual coincide con tendencias internacionales en formación en sostenibilidad. Por otro lado, la escala cromática permite observar cambios relevantes en la agenda investigativa. Los términos más antiguos (tonos azul-oscuro), como: problemas ambientales, investigación en ingeniería o industria de la construcción (environmental problems, engineering research o construction industry), indican las primeras aplicaciones del ACV en contextos industriales tradicionales. Los conceptos en tonos verdes (2010–2015), como: desarrollo sostenible, toma de decisiones y reciclaje (sustainable development, decision making y recycling), muestran la expansión del enfoque hacia la sostenibilidad global, eficiencia energética y economía circular. Los términos más recientes (tonos amarillo-claro), como: impresoras 3D, ingeniería asistida por computadora, interoperabilidad o ciclos de vida del producto (3d printers, computer aided engineering, interoperability o product life cycles), indican una evolución del campo hacia tecnologías de manufactura avanzada e integración de herramientas digitales, destacando la transición hacia el diseño sostenible asistido por modelos computacionales. Esta evolución temporal demuestra que el ACV se ha movido desde un enfoque predominantemente ambiental hacia un paradigma más amplio que integra digitalización, diseño sistémico y toma de decisiones multicriterio en ingeniería.

3.4. Artículos más citados

La Tabla 1 presenta los 10 artículos más citados tras aplicar los criterios de selección PRISMA. La búsqueda permitió identificar los estudios más relevantes sobre la aplicación del ACV en el diseño de productos de ingeniería. Para esta revisión se consideraron únicamente artículos científicos publicados en los últimos cinco años, disponibles en acceso abierto e indexados en el repositorio SCOPUS. Los artículos más influyentes se concentran en problemáticas de alto impacto ambiental, donde las decisiones de diseño inciden directamente en las emisiones, el consumo energético y la eficiencia en el uso de materiales. Paralelamente, se observa un creciente interés por herramientas aplicables en fases tempranas del desarrollo, especialmente en entornos industriales que requieren metodologías ágiles y de bajo costo computacional. Asimismo, la integración del ACV en plataformas digitales —como BIM, simulaciones avanzadas y modelos híbridos— evidencia la maduración del campo hacia prácticas de ingeniería asistida por datos. Finalmente, la necesidad de enfoques prospectivos, inventarios de calidad y una adecuada representación de escenarios futuros se consolida como un desafío transversal, recurrente en los estudios más citados.

4. Conclusiones

En conjunto, la tendencia muestra que el estudio del ACV aplicado al diseño de productos de ingeniería ha pasado de ser un tema emergente a consolidarse como un campo de investigación maduro y en expansión. El notable crecimiento en los últimos años indica un interés renovado y posiblemente estructural, impulsado por la presión regulatoria global, la transición hacia modelos productivos más sostenibles, la necesidad de reducir impactos ambientales a escala industrial y la aparición de nuevas metodologías que facilitan la integración del ACV en etapas tempranas del proceso de diseño ingenieril. Este comportamiento evidencia que el ACV ya no se utiliza únicamente como una herramienta de evaluación ex post, sino como un soporte estratégico para la toma de decisiones que define materiales, procesos, arquitecturas y ciclos de vida completos.

La investigación en ACV aplicado al diseño de productos está fuertemente concentrada en documentos en inglés, lo que refuerza su carácter global y la consolidación de una comunidad científica internacional altamente articulada. Asimismo, el equilibrio observado entre publicaciones en conferencias y revistas sugiere un campo activo, que combina la presentación temprana de avances metodológicos con la difusión rigurosa de estudios consolidados. No obstante, la presencia marginal de libros, capítulos y revisiones indica que aún existe una oportunidad para desarrollar obras de síntesis que articulen el conocimiento disperso y sistematicen buenas prácticas para su adopción industrial.

Por otra parte, el análisis de co-ocurrencia muestra que las temáticas predominantes convergen hacia la sostenibilidad ambiental, la optimización de decisiones multicriterio, la digitalización del diseño y la incorporación de tecnologías avanzadas, como manufactura asistida por computador, BIM o simulaciones prospectivas. Este patrón revela un campo en transición hacia enfoques más integrados, donde el ACV se vincula con herramientas de ingeniería digital y técnicas de evaluación ambiental en tiempo real. Además, la creciente presencia del ACV en entornos educativos y de formación profesional sugiere que su adopción futura será cada vez más amplia y estructural.

En síntesis, la evidencia bibliométrica muestra una comunidad científica cohesionada en torno al concepto de ciclo de vida, con avances significativos hacia el diseño sostenible, la economía circular y la ingeniería digital. El desafío futuro radica en fortalecer la disponibilidad de datos, mejorar la interoperabilidad de herramientas y desarrollar metodologías prospectivas que permitan que el ACV influya de manera directa, confiable y oportuna en las decisiones de diseño en contextos industriales reales.

Agradecimientos

Un agradecimiento especial a la “Escuela de Hábitat, Infraestructura y Creatividad” y a la “Dirección de Investigación” de la “Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Sede Ambato” por el apoyo brindado para la realización de esta investigación.

Declaración de conflicto de Intereses

Para la elaboración de este artículo se ha usado Inteligencia Artificial (IA) en la revisión de redacción (ChatGPT) y en la búsqueda de literatura especializada (Scopus AI).

Contribución de los autores

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