(A cura di V. Bassetti
- Laureanda in Scienze Ambientali -
Università degli Studi di Bologna - Sede di Ravenna - Tesista presso il Settore
Ambiente del CISE)
Il Life Cycle Assessement (LCA)
è uno strumento quantitativo per la valutazione dell’impatto ambientale che
sta acquistando sempre più popolarità tra coloro che si occupano di problemi
ambientali, bisogna tuttavia dire che in genere della LCA è più noto il nome
che i reali contenuti. Oggi l’uso della LCA si sta estendendo anche alla
piccola e media industria grazie a una crescente comprensione del suo campo di
applicazione e dei benefici che può dare. Gli studi di LCA non interessano
solamente l’impresa ,ma anche gli ambientalisti e la pubblica amministrazione.
L’Analisi del Ciclo di Vita è un analisi sistematica che valuta i flussi di
materia ed energia durante tutta la vita di un prodotto, dall’estrazione delle
materie prime, alla produzione, all’utilizzo, fino all’eliminazione del
prodotto stesso una volta divenuto rifiuto. L’obiettivo generale di una LCA è
valutare gli impatti ambientali associati alle varie fasi del ciclo di vita di
un prodotto, nella prospettiva di un miglioramento ambientale di processi e
prodotti. La caratteristica fondamentale di LCA è costituita dal modo
assolutamente nuovo di affrontare l’analisi dei sistemi industriali: dall’approccio
tipico dell’ingegneria tradizionale ,che privilegia lo studio separato dei
singoli elementi dei processi produttivi, si passa ad una visione globale del
sistema produttivo, in cui tutti i processi di trasformazione a partire dall’estrazione
delle materie prime fino allo smaltimento dei prodotti a fine vita, sono presi
in considerazione in quanto partecipano alla realizzazione della funzione per la
quale essi sono progettati.
Questa impostazione di studio del
sistema produttivo fa parte di una cultura più ampia ed alternativa rispetto a
quella che ha supportato il tradizionale modello di sviluppo industriale, vale a
dire una cultura che pensa alla produzione industriale nell’ottica del
concetto di sviluppo sostenibile, i cui obiettivi fondamentali sono la
conservazione delle risorse naturali e la minimizzazione degli effetti delle
attività antropiche sull’ambiente.
Più in particolare, l’LCA può
essere utilizzata per stimare l’impatto ambientale complessivo di un prodotto
per confrontare due prodotti simili dal punto di vista dell’impatto
ambientale, per individuare possibili miglioramenti all’interno di un ciclo
produttivo.
Perché effettuare l’analisi
del ciclo di vita di un prodotto?
Per realizzare una raccolta
completa ed organica di tutti i dati relativi alla fabbricazione di un
prodotto, creando così un sistema informatico che supporti un sistema di
gestione ambientale, tenendo sotto controllo le emissioni, i consumi delle
risorse e gli effetti connessi.
Per raggiungere un maggior
controllo delle prestazioni ambientali di un prodotto e/o di un processo.
Per evidenziare i "punti
deboli" del processo produttivo: individuando le fasi sulle quali è
possibile intervenire per diminuire l’impatto ambientale del prodotto, si
può arrivare a ridurre i consumi di energia, di materie prime e la produzione
di rifiuti, diminuendo di conseguenza i costi di produzione.
Per valutare la
"prestazione ambientale" di un prodotto rispetto a un prodotto
analogo, in modo tale da poter fare delle opportune scelte.
Per progettare e quindi
realizzare un prodotto che causi un minor impatto sull’ambiente (Ecodesign).
Per individuare le possibili
migliorie tecnologiche e gestionali di un prodotto e del suo indotto nell’ottica
dello sviluppo sostenibile.
Per migliorare l’immagine del
prodotto e dell’Azienda, nei confronti del pubblico.
Come già detto LCA è un metodo
completo di analisi ambientale , che permette di studiare nel dettaglio le
interazioni di un prodotto ,di un processo o di una attività con l’ambiente e
può rappresentare quindi uno strumento efficace di gestione ambientale.
Fino ad oggi si sono sviluppate
diverse metodologie per l’analisi del ciclo di vita e la standardizzazione di
questi metodi per effettuare LCA è stata compiuta da "SETAC" (Society
of Environmental Toxicology and Chemistry) e da "ISO" (International
Standard Organization), la quale ha definito ed emanato una norma che offre
riferimenti per la corretta applicazione dell’analisi del ciclo di vita (la
norma UNI EN ISO 14040).
La definizione di analisi del
ciclo di vita proposta da "SETAC" è la seguente:
"LCA è un processo che
permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o
attività, attraverso l’identificazione e la quantificazione dei consumi di
materia ed energia e delle emissioni nell’ambiente e l’identificazione e la
valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti. L’analisi
riguarda l’intero ciclo di vita del prodotto ("dalla culla alla
tomba"): dall’estrazione e lavorazione delle materie prime, alla
produzione trasporto e distribuzione del prodotto, al suo uso, riuso e
manutenzione, fino al riciclo e alla collocazione finale del prodotto dopo l’uso."
Le principali fasi di una analisi
del ciclo di vita, secondo la procedura indicata da "SETAC", possono
essere così schematizzate:
1. DEFINIZIONE DELLO SCOPO E DEI
LIMITI DELLO STUDIO
In questa fase vengono definite:
le finalità dello studio;
l’unità funzionale;
i confini del sistema
analizzato;
i dati necessari;
eventuali assunzioni;
le procedure di verifica.
Questa fase preliminare è
indubbiamente critica in quanto determina tutta la successiva impostazione LCA,
inoltre decidere su cosa siano la "culla" e la "tomba",
quindi i confini nell’esecuzione di tale analisi, è uno dei punti di maggiore
discussione. Anche la scelta dell’unità funzionale intesa come parametro cui
riferire tutti gli elementi che compongono il bilancio ambientale del sistema in
esame è un punto problematico. La scelta deve essere fatta ricordando che per
unità funzionale occorre intendere la prestazione quantificata e per questo
misurabile e oggettivamente riscontrabile di un prodotto, da utilizzare come
unità di riferimento in uno studio di LCA.
2. REALIZZAZIONE DELL’INVENTARIO
DI INPUT E OUTPUT
Scopo di questa fase è quello di
evidenziare tutti i flussi di input e output riferibili alle diverse fasi
relative al prodotto. E’ in questo secondo step che vengono contabilizzati i
flussi delle materie prime, delle emissioni e delle loro componenti. Seguendo la
definizione che troviamo nella ISO 14000 è in questa fase che vengono
"individuati e quantificati flussi in ingresso e in uscita da un
sistema-prodotto, lungo tutta la sua vita". Verranno quindi identificati e
quantificati i consumi di risorse (materie prime, acqua, prodotti riciclati), di
energia (termica ed elettrica) e le emissioni in aria, acqua e suolo, arrivando
così al termine a strutturare un vero e proprio bilancio ambientale. Per la
redazione di quest’ultimo dovrà essere controllata la qualità dei dati: in
quanto è su quest’ultima che si fonda la validità e l’attendibilità di
tutto lo studio di LCA.
I dati raccolti allora potranno
essere distinti in 3 categorie:
Dati Primari (provenienti da
rilevamenti diretti);
Dati Secondari (ricavati
dalla letteratura come data base e da altri studi);
Dati Terziari (provenienti da
stime e da valori medi).
Per assicurare che sia da
giudicare buona l’attendibilità e la trasparenza dei dati occorrerà, come
buona norma riportare:
L’età dei dati (anno cioè
a cui si riferiscono le misurazioni rilevate)
Il territorio per il quale il
dato è significativo
La tecnologia di riferimento
Il tipo di campionamento
fatto per ciascun dato riportato
Il processo a cui è riferito
il dato
I metodi di calcolo impiegati
per ottenere valori medi
La varianza e le
irregolarità riscontrate nelle misurazioni
I metodi usati per il
controllo i qualità
Potrebbe allora essere costruita
una sorta di matrice per definire e valutare con un discreto grado di
approssimazione il livello qualitativo dei dati impiegati per avviare un LCA. Un
problema riscontrabile subito risiede nella metodologia dell’LCA, la quale per
sua stessa natura richiede una grande quantità di informazioni e di dati, di
cui il proponente dello studio non sempre dispone. Al fine di stabilire una
procedura standard per la fase di inventario, le ricerche si stanno muovendo
verso lo sviluppo di modelli matematici specifici per la raccolta dei dati. L’uso
di data base, pubblici o privati, permette di migliorare considerevolmente l’efficienza
nella realizzazione dello studio. Altro problema che può presentarsi durante
questa seconda fase riguarda la ripartizione di consumi e impatti relativi a
prodotti differenti generati da uno stesso processo produttivo. Sui criteri da
impiegare per tali ripartizioni poche sono ancora le indicazioni fornite. E’
evidente che sarà importante cercare di conoscere nel dettaglio il processo
produttivo così da poter attribuire ad ogni prodotto finale la quota spettante
di materia prima, energia consumata e quindi anche impatti in aria, acqua e
rifiuti solidi.
Quando ciò non risulti
possibile, in quanto, ad esempio in uno stesso processo vengono lavorati più
categorie di prodotti, si potrebbero ripartire consumi e relativi impatti:
Per via ponderale (quantità
consumate assegnate in base al peso dei diversi prodotti)
In base al valore economico
di ciascun prodotto
In funzione all’importanza
dei vari prodotti
Es: se in un processo da cui
otteniamo 2 prodotti A e B vengono immessi 800 litri d’acqua.
Seguendo il criterio di
allocazione in peso avremo:
Peso prod. A=750 kg - Peso prod.
B=250 kg
Quantità d’acqua attribuibile
ad A=750x800:1000=600
Quantità di acqua attribuibile a
B=250x800:1000=200
Seguendo, invece, il criterio di
allocazione per valore economico, avremo:
Prezzo prod. A al kg 1000
=750x1000 =750000
Prezzo prod. B al kg 3000
=250x3000 =750000
Quantità di acqua attribuibile
ad A = 400
Quantità di acqua attribuibile
ad B = 400
Lo stesso tipo di metodo verrà
impiegato per allocare ad ogni singolo prodotto altri consumi e impatti
(emissioni in aria, acqua, rifiuti solidi, materie prime o intermedie, energia).
La conoscenza del processo e del
sistema in esame, inoltre, implicherà la definizione di eventuali flussi di
riciclo interni; questi potranno essere:
- Ad anello chiuso,
qualora il materiale recuperato, sottoposto a trattamento, venga di nuovo
inserito a monte del processo produttivo. In questo caso evidentemente i consumi
e gli impatti si andranno a ridurre, in quanto una stessa quantità (di acqua,
energia, materie prime) verrà impiegata per più cicli produttivi e quindi
ripartita su un numero maggiore di prodotti.
- Ad anello aperto, quando
il prodotto riciclato verrà immesso in un nuovo processo così che i benefici
conseguenti al trattamento saranno "assorbiti" dal nuovo processo.
Oltre agli impatti relativi al
processo dovranno essere disaggregati i dati riguardanti:
Impatti e consumi relativi
all’Energia Elettrica importata nel sistema: bisogna chiarire qual è il
contesto di Riferimento (Regionale, Nazionale, Comunitario) per poter
valutare il mixing di combustibili che concorrono alla produzione del KW
elettrico, l’efficienza globale del sistema ed i relativi impatti sull’ambiente.
Impatti e consumi relativi al
sistema di trasporti: i prodotti possono essere trasportati in modi diversi,
con impatti diversi per unità di prodotto trasportato; esistono quindi
impatti diversi relativi ai differenti mezzi di trasporto utilizzati. Se
volessimo fornire un dato sappiamo, ad esempio, che un prodotto trasportato
su autocarro produrrà, quale effetto indiretto sull’ambiente, un
emissione di NOx pari a 1,0332 g/km t, mentre il trasporto su ferrovia
causerà un emissione di NOx pari a 0,0401 g/km t.
Impatti e consumi relativi al
sistema di smaltimento rifiuti che verranno prodotti.
In conclusione si può affermare
che nella stesura di un inventario occorre fare attenzione a:
Indicare l’origine dei
dati;
Indicare l’anno a cui i
dati si riferiscono;
Rispettare i parametri minimi
di disaggregazione dei dati;
Nel caso di valori medi di
processo indicare sempre i valori minimi e massimi.
3. VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI
AMBIENTALI
Consiste nella valutazione della
significatività degli impatti ambientali potenziali, associati ai dati
derivanti dalla fase di inventario. In questo step dovrebbero essere valutati
gli effetti sulla salute e sull’ambiente causati da un prodotto nel corso del
suo ciclo di vita. L’analisi e la valutazione dell’impatto ambientale nell’LCA,
si articola generalmente in quattro punti:
Classificazione
:
ciascun impatto (input ed output delle fasi del ciclo di vita), quantificato
nella fase di inventario, viene "classificato" sulla base dei
problemi ambientali a cui può potenzialmente contribuire. Alla fine di
questa fase, all’interno di ciascuna categoria di impatto ambientale
saranno contenuti tutti gli input ed output del ciclo di vita che
potenzialmente possono contribuire a quel problema ambientale (la stessa
sostanza o materiale potrà essere quindi contenuta all’interno di più
categorie ambientali).
Caratterizzazione
:
ciascuna sostanza contribuisce in maniera differente allo stesso problema
ambientale; le quantità di ciascun input ed output vengono quindi
moltiplicati per un "fattore di peso" che misura l’intensità
dell’effetto di una sostanza sul problema ambientale considerato. Questi
"fattori di peso" vengono calcolati sulla base di dati puramente
scientifici. I dati, una volta moltiplicati per i "fattori di
peso", possono essere sommati all’interno di ciascuna categoria
ambientale e si ottiene così un insieme di valori adimensionali che
definisce il profilo ambientale del sistema.
Normalizzazione
:
i valori precedentemente ottenuti vengono normalizzati, divisi cioè per un
"valore di riferimento" o "effetto normale" ( ad es: gli
effetti sull’ambiente causati da una "persona normale" durante
un determinato periodo di tempo ) in modo da poter stabilire la magnitudo di
ciascun effetto ambientale rispetto ad un valore di riferimento,
rappresentato generalmente da dati medi su scala mondiale, regionale o
europea e riferiti ad un determinato intervallo di tempo. Attraverso la
normalizzazione si può stabilire quindi l’entità relativa di ciascun
problema ambientale.
Valutazione
:
l’obiettivo della fase di valutazione è quello di potere esprimere,
attraverso un valore numerico, l’impatto ambientale associato ad un
prodotto nell’arco del suo ciclo di vita. I valori degli effetti
normalizzati vengono quindi moltiplicati per dei "fattori di
peso", che esprimono l’importanza intesa come criticità, che viene
attribuita a ciascun problema ambientale. Alla base del calcolo dei
"fattori di peso" vi è il principio della "distanza dallo
scopo", che afferma che la differenza fra lo stato attuale e quello che
si vuole raggiungere è una misura della gravità di un effetto. Sommando i
valori degli effetti così ottenuti si ottiene un unico valore adimensionale:
ecoindicatore, che quantifica l’impatto ambientale associato al prodotto.
E’ opportuno sottolineare in
questa terza fase le difficoltà che nascono nel valutare i dati finali poiché
al momento ci sono interessanti metodologie proposte, ma nessuna ancora chiara e
univoca, oltre al livello di soggettività che sta dietro alle diverse
valutazioni di impatto.
4. INTERPRETAZIONE E ANALISI DEI
RISULTATI
Consiste nell’interpretazione
dei risultati delle fasi di inventario e di valutazione degli impatti e nell’eventuale
redazione di conclusioni e di raccomandazioni per il miglioramento della
performance ambientale del sistema studiato. In questa fase quindi si valutano
le opportunità per minimizzare l’impatto associato ad un prodotto. L’analisi
del ciclo di vita permette di identificare gli ambiti in cui si potrebbero
attuare dei miglioramenti. Si possono così valutare le varie proposte di
miglioramento costruendo i relativi profili ambientali e tenendo conto di altri
criteri decisionali, scegliere l’alternativa più appropriata. Esistono
diversi metodi e sono disponibili numerosi software per effettuare l’analisi
dell’impatto ambientale associato al ciclo di vita, in quanto non è stata
ancora sviluppata una metodologia standard.
Uno di questi software è il
SimaPro che è costituito da due componenti principali: un database per la fase
di inventario ( costituito dai processi e dagli inputs ed outputs associati ai
processi) ed un database per l’analisi dell’impatto ambientale. Con il
software SimaPro è possibile analizzare e confrontare prodotti con cicli di
vita anche molto complesso, in quanto le banche dati di cui dispone, oltre a
contenere un numero molto ampio di dati, possono essere modificare e completate
in modo molto flessibile e senza limitazioni da parte dell’utente. I dati sono
rappresentati nel semplice e pratico formato sviluppato da "SPOLD",
che è standardizzato e che permette de effettuare facilmente modifiche nei dati
inseriti.
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