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ORIGINI DELLA LCA - LIFE CYCLE ANALYSIS



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1 Origini della LCA


La maggior parte delle attività antropiche richiede il consumo di materie prime ed energia, nonché il rilascio di rifiuti solidi, liquidi e gassosi nell’ambiente. Tutto questo determina degli effetti negativi sull’uomo e sull’ambiente, dai danni alla salute all’alterazione del paesaggio. Al fine di controllare tali effetti sono stati sviluppati degli strumenti di valutazione degli impatti ambientali; tra questi uno dei più completi è la LCA (Life Cycle Assessment), che offre una visione complessiva al problema dell’inquinamento. Il suo obiettivo è quello di valutare gli impatti associati ad un determinato processo durante l’intero ciclo di vita.

Le origini della LCA risalgono alla fine degli anni 60, quando alcuni ricercatori che si occupavano del problema del consumo di risorse e della generazione di reflui nei processi industriali, decisero di studiare i sistemi produttivi da un punto di vista ambientale seguendo il cammino percorso dalle materie prime, a partire dalla loro estrazione, i processi di trasformazione e di trasporto, fino al loro ritorno alla terra sotto forma di rifiuti. Nacque così la metodologia “from cradle to grave” (dalla culla alla tomba), nota anche come “cradle to grave analysis”, “resource and environmental profile analysis”, “life cycle analysis”, “eco balance”, energy and environmental analysis”, ecc.



Negli anni 70 si hanno primi esempi di applicazione della LCA, utilizzata come supporto alle decisioni da alcune aziende statunitensi, dall’agenzia per la protezione dell’ambiente americana (EPA, Environmental Protection Agency) e da alcuni produttori inglesi di bottiglie.

Nel caso delle ricerche nordamericane, si trattava di studi svolti sotto il nome di REPA, Resource and Environmental Profile Analysis, che avevano come obiettivo la caratterizzazione del ciclo di vita di alcuni materiali impiegati in produzioni industriali, per effettuare un confronto da un punto di vista ambientale tra i diversi materiali. La metodologia REPA ha introdotto l’energia nel processo di valutazione, concentrando l’attenzione sulla limitatezza delle risorse naturali e sul loro eccessivo sfruttamento.

Negli anni 80 in Europa fu pubblicato il manuale di Analisi Energetica che, a partire dall’esperienza dei produttori inglesi di bottiglie, offriva una descrizione dettagliata del procedimento analitico che oggi costituisce una parte fondamentale della LCA.

Il termine LCA, Life Cycle Assessment (Analisi del Ciclo di Vita), venne coniato nel 1993 durante il Congresso SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) a Smuggler Notch (Vermont, USA).

L’organizzazione originaria della LCA, secondo lo schema proposto dalla SETAC, comprendeva tre fasi: la prima fase di inventario, in cui le informazioni e i dati raccolti erano organizzati e convertiti in forma standard per fornire una descrizione completa delle caratteristiche fisiche del sistema produttivo oggetto dello studio; una successiva fase di interpretazione, dove i dati fisici dell’inventario erano correlati a problemi di carattere ambientale e infine una fase di miglioramento, in cui il sistema produttivo era oggetto di camne di simulazione per cercare di migliorare la sua efficienza complessiva..

Nei primi anni 90 iniziano a concretizzarsi delle iniziative per la standardizzazione della metodologia LCA, con la pubblicazione di manuali e testi specifici, di strumenti di calcolo e banche dati.

Oggi la metodologia LCA si è affermata come strumento di calcolo del carico ambientale dei sistemi produttivi, consentendo la diffusione dei temi ambientali ad un pubblico sempre più ampio.


Life Cycle Analysis


L'analisi del ciclo di vita (identificata con l'acronimo LCA - Life Cycle Analysis) è uno strumento di analisi ambientale e di supporto alle scelte e decisioni nel campo della pianificazione e delle politiche ambientali.

Secondo la definizione proposta dalla SETAC, la LCAè un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici ed ambientali relativi ad un processo o un’attività, effettuato attraverso l'identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente. La valutazione include l’intero ciclo di vita del processo o attività, comprendendo l’estrazione e il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l’uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale”.

La norma UNI ES ISO 14040 definisce la LCA una “compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita dei flussi in entrata e in uscita, nonché i potenziali impatti ambientali, di un sistema di prodotto (insieme elementare di unità di processo connesse tra loro per quanto riguarda materia ed energia, che perseguono una o più funzioni definite)”

Le fasi della procedura LCA, proposte dalla norma ISO 14040, sono:


Definizione degli scopi e degli obiettivi (Goal and Scope Definition), è la fase preliminare in cui vengono definiti le finalità dello studio, l’unità funzionale, i confini del sistema studiato, il fabbisogno e l’affidabilità dei dati, le assunzioni e i limiti.

Analisi di Inventario (Life Cycle Inventory Analysys, LCI) è la parte dedicata allo studio del ciclo di vita di un processo o di un’attività; lo scopo principale è quello di analizzare tutti i processi di trasformazione e trasporto attraverso cui i flussi di energia e di materiali permettono il funzionamento del sistema produttivo in esame.

Analisi degli impatti (Life Cycle Impact Assessment, LCIA): è lo studio dell’impatto ambientale provocato dal processo o dall’attività ed ha lo scopo di evidenziare l’entità delle modificazioni generate a seguito dei rilasci nell’ambiente e dei consumi di risorse calcolati nell’Inventario. È questa la fase in cui si produce il passaggio dal dato oggettivo calcolato durante la fase di Inventario al giudizio di pericolosità ambientale.

Interpretazione e Miglioramento (Life Cycle Interpretation): è la parte conclusiva di una LCA, che ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l’impatto ambientale dei processi o delle attività considerati, valutandoli in maniera iterativa con la stessa metodologia LCA in modo da non attuare azioni tali da peggiorare lo stato di fatto


Text Box: Fasi della LCA Il primo punto è di fondamentale importanza in quanto lo scopo dello studio e i confini temporali, geografici e tecnici del sistema analizzato, se ben individuati, consentono di non disperdere energie e risorse e di arrivare al risultato finale nel modo ottimale. In questa fase vengono definiti, mediante assunzioni dettate dall'esperienza e/o dallo scopo ultimo del lavoro, tutti quegli elementi che concorrono all'individuazione del sistema da studiare. Viene inoltre definita l'unità funzionale a cui fare riferimento, cioè l'unità base da utilizzare in tutte le fasi successive per la conversione dei valori in un'unica unità.

Il secondo punto costituisce la fase più dispendiosa dell'intero studio in termini di tempo, in quanto comporta la suddivisione del sistema considerato in tante “unità di processo” quante sono le differenti fasi della catena studiata e l'individuazione, per ognuna di queste unità, degli input (risorse energetiche, materiali, mezzi, ecc.) e degli output (prodotti, residui, rifiuti, sottoprodotti, emissioni, ecc), in modo da pareggiare tutti i bilanci di massa e di energia dell'intero sistema.

Una volta individuati tutti gli elementi del sistema e raccolti i dati corrispondenti, si passa alla loro elaborazione ed aggregazione in modo da poter misurare gli impatti ambientali: effetto serra, acidificazione, eutrofizzazione, effetto sulla fascia di ozono, ecc.

La fase conclusiva dell'analisi è quella dell'interpretazione dei risultati e degli impatti.

E' questo un passo molto delicato, nel quale si rivela la bontà o meno delle scelte iniziali (impostazione del sistema e dei suoi confini e individuazione degli scopi).

Una guida pratica, riconosciuta a livello internazionale, per effettuare una LCA è costituita dalle norme ISO della serie 14000, in particolare:


ISO 14040 Gestione ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Principi e quadro di riferimento (1998);

ISO 14041 Gestione ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione e analisi dell’inventario (1999);

ISO 14042 Gestione ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Valutazione dell’impatto del ciclo di vita (2001);

ISO 14043 Gestione ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Interpretazione del ciclo di vita (2001).


2.1 Definizione degli scopi e degli obiettivi


Questa fase dev’essere sviluppata prima di avviare la LCA, per garantire che l’ampiezza e il grado di approfondimento dell’analisi siano compatibili con il raggiungimento degli obiettivi e che i confini, i dati, le ipotesi, le metodologie, siano ben definiti, comprensibili e trasparenti.

La fase di definizione degli obiettivi indica quali siano:

i propositi dell’indagine, cioè perché viene avviata una LCA e a quali decisioni, azioni o attività contribuirà;

le motivazioni della scelta di una LCA per raggiungere i propositi;

le finalità e gli obiettivi più importanti;

i destinatari a cui è rivolto lo studio.


La fase di definizione degli scopi precisa:


il ciclo di vita del prodotto, in cui sono esaminati i differenti stadi del processo di vita dell’oggetto indagato e gli impatti ad essi associabili, al fine di individuare gli aspetti salienti del processo.

In particolare viene studiato il sistema prodotto, cioè il prodotto finale, le materie prime che lo costituiscono, l’energia necessaria e i processi produttivi, i prodotti intermedi con i loro consumi e processi e le relazioni esistenti tra il sistema prodotto e l’ambiente.

L’Unità Funzionale, è l’unità di misura che fornisce un riferimento per correlare i diversi input e output del processo. Questo riferimento è necessario per consentire la abilità dei risultati di una LCA. Oltre all’unità funzionale si definisce il “flusso di riferimento”, cioè la quantità di bene o di servizio necessario per ottenere l’unità funzionale scelta.

I confini territoriali e temporali: le attività coinvolte in un processo produttivo si svolgono in luoghi diversi lontani tra loro e questo dev’essere preso in considerazione nella valutazione degli impatti complessivi del ciclo di vita di un prodotto, scegliendo i limiti del territorio coinvolto nel processo produttivo. Le scelte possibili per quanto riguarda la variabile spaziale sono:




Localizzazione di ciascuna attività, di consumo ed emissione nel luogo in cui avviene.

Utilizzo di un’area geografica media di riferimento che rispecchi la situazione di approvvigionamento (cioè un’area tale da poter contenere, almeno teoricamente, sia le attività relative alla produzione, sia le attività riguardanti le materie prime e lo smaltimento o il riciclo dei rifiuti).

Scelta della peggiore localizzazione geografica (materie prime e punti di smaltimento lontani dal luogo di produzione).

Scelta della migliore localizzazione geografica (materie prime e punti di smaltimento vicini ai siti di produzione).


La variabile temporale non è considerata esplicitamente nella LCA e ciò comporta dei problemi nella valutazione degli effetti a lungo termine con riferimento a prodotti che hanno tempi di vita molto diversi.

Livello di analisi: sotto il profilo procedurale, bisogna decidere il livello a cui fermare l’analisi e fissare i limiti entro cui svolgere le indagini. I livelli di analisi da prendere in considerazione sono:

Analisi del prodotto: si esamina l’oggetto dell’analisi escludendo i processi secondari di produzione.

Analisi tecnologica allargata: oltre all’analisi del prodotto, sono esaminati i processi secondari attuati per rendere disponibili i materiali utilizzati nel processo fondamentale.

Analisi del ciclo di vita globale: è un modello teorico di analisi, che include tutte le fasi del prodotto principale e di quelli secondari, i processi di estrazione e di trasporto dei combustibili nel luogo di utilizzo, i processi di produzione dei macchinari e degli edifici utilizzati nei vari processi, gli impatti diretti, indiretti ecc.


2.2 Analisi di inventario


L’inventario identifica e quantifica i flussi di materia ed energia in entrata e in uscita dal sistema prodotto studiato.

Text Box: Schema dell’inventario

La realizzazione dell’inventario è articolata secondo le seguenti fasi:


  • Creazione di un diagramma di flusso che schematizza le fasi salienti del ciclo di vita e gli input ed output di ciascuna fase. Tale diagramma di flusso è utilizzato come base dei questionari, da sottoporre all’impianto in cui si esegue lo studio, per la raccolta sistematica dei dati. I dati raccolti sul campo grazie alla collaborazione degli operatori dell’impianto sono definiti “dati primari”, mentre quelli ricavati dalla letteratura o da apposite banche dati sono detti “dati secondari”.
  • Raccolta delle informazioni e dei dati inerenti i flussi di energia e di materia in input e in output nei diversi processi. In particolare nella raccolta dei dati sull’energia occorre considerare diversi contributi:

Energia di investimento, relativa alla realizzazione dei macchinari e delle infrastrutture necessarie al sistema per ottenere la funzione desiderata. Tuttavia, tale aliquota dell’energia non è rilevante perché il periodo di utilizzazione dei macchinari e delle infrastrutture è molto lungo e quindi il carico ambientale risulta trascurabile rispetto a quello del prodotto generato all’interno della struttura.

Energia diretta e indiretta: la prima rappresenta la quota di energia consumata per il funzionamento del processo, mentre la seconda comprende l’energia necessaria per produrre e trasportare l’energia e i materiali utilizzati nel processo. Per quanto riguarda l’energia indiretta, un contributo fondamentale è dato dall’energia di produzione e trasporto dei combustibili direttamente utilizzati nel processo.

Energia feedstock: è la quota di energia contenuta nei materiali, potenzialmente combustibili, che sono utilizzati come tali e non come combustibili. Essa è definita come il contenuto energetico dei materiali in input che, in linea di principio, può essere eventualmente recuperato dai prodotti in uscita.

Energia fornita dai lavoratori: comprende l’energia fornita dai lavoratori durante il processo produttivo, che deriva dal cibo con cui si alimentano gli esseri umani, e l’energia spesa per il loro trasporto sul posto di lavoro.

Energia legata ai trasporti: riguarda il contenuto energetico dei combustibili consumati direttamente dal mezzo di trasporto, la quota di energia necessaria per produrre il combustibile, la quota di energia necessaria alla costruzione e alla manutenzione del mezzo, la quota di energia necessaria a realizzare le infrastrutture per permettere il viaggio del mezzo stesso.


  • Elaborazione dei dati, per produrre un rendiconto di tutte le informazioni raccolte (Inventory Table). In questa fase si deve tenere in considerazione che il sistema industriale può produrre, oltre all’oggetto indagato, altri prodotti che vengono definiti co-prodotti e sotto-prodotti. In tal caso, per assegnare correttamente gli input e gli output ai singoli sotto-sistemi, si effettua la procedura di “allocazione”, che associa i carichi energetici ed ambientali ai vari co-prodotti e sotto-prodotti di un processo.

L’allocazione può essere effettuata sulla base di grandezze fisiche (massa, volume, energia),economiche o sociali.

I risultati dell’inventario del ciclo di vita sono presentanti in sei principali categorie di parametri:


  1. materie prime;
  2. combustibili primari;
  3. feedstock;
  4. rifiuti solidi;
  5. emissioni in aria;
  6. emissioni in acqua.

2.3 Analisi degli impatti


Questa fase identifica, caratterizza e valuta i potenziali effetti sull’ambiente da parte dei carichi ambientali registrati nella fase di inventario. La struttura di analisi sviluppata dall’ISO prevede tre sottofasi :


  1. Classificazione: sono definite le diverse categorie di impatto e, successivamente, si organizzano i dati dell’Inventario, cioè i valori di tutte le emissioni, gassose, liquide e solide, provocate direttamente o indirettamente dalle operazioni considerate, distribuendoli nelle varie categorie di impatto. Le categorie di impatto sono raggruppabili in tre grandi aree:

Esaurimento delle risorse: esaurimento delle risorse abiotiche e biotiche.

Inquinamento: riscaldamento globale, esaurimento della fascia d’ozono, salute umana, ecotossicità, formazione di ossidanti fotochimici, acidificazione, eutrofizzazione.

Degradazione degli ecosistemi e del territorio: uso del suolo


Effetto serra (GWP)

L’effetto serra è un fenomeno naturale che assicura il riscaldamento del nostro pianeta, dovuto alla presenza di alcuni gas atmosferici quali l’anidride carbonica, l’ozono, il vapore acqueo e il metano. Questi gas filtrano le radiazioni provenienti dal sole e ostacolano il passaggio di parte delle radiazioni infrarosse provenienti dalla Terra e dalla bassa atmosfera e quindi trattengono il calore.

Senza l’effetto serra la temperatura media terrestre sarebbe pari a -l8°C, contro gli attuali 15°C.

A seguito dell’uso massiccio di combustibili fossili, delle attività agricole intensive e dei cambiamenti d’uso del suolo, si è determinato un aumento eccessivo delle concentrazioni di gas serra di origine antropica. La conseguenza di questo fenomeno è l’aumento della capacità dell’atmosfera di trattenere il calore e la modifica del sistema climatico terrestre.




Principali effetti ambientali e scala di influenza .


Scala



Effetto




Globale



Effetto serra



Globale



Assottigliamento della fascia di ozono

Globale



Consumo di risorse non rinnovabili

Regionale



Acidificazione



Regionale/Locale


Eutrofizzazione



Regionale



Formazione di smog fotochimico

Regionale/Locale


Tossicità cronica



Locale



Tossicità acuta



Locale



Degradazione dell'area


Locale



Disturbi di tipo fisico (ad es. rumore)





Tab.1 Principali effetti ambientali e scala d’influenza


Riduzione della fascia di ozono stratosferico (ODP)

L’ozono assorbe quasi interamente la radiazione ultravioletta proveniente dal sole. Tale radiazione ha sufficiente energia per danneggiare molecole biologiche fondamentali quali il DNA, determinando un aumento dei tumori della pelle e delle deficienze immunitarie, oltre a danni generalizzati a tutta la biosfera.

L’ozono si forma continuamente in una fascia compresa tra i 25 e i 50 km di altezza al di sopra della superficie terrestre, in seguito alla dissociazione di molecole di ossigeno (O2), indotta dalla radiazione UV e al successivo urto di atomi isolati con altre molecole indissociate (O+O2). A sua volta l’ozono, assorbendo la radiazione UV, si dissocia in O2+O, liberando energia.

Fenomeni di turbolenza e movimenti verticali dell’aria trasferiscono l’ozono a quote di 20-30 km, dove si raggiunge la massima concentrazione atmosferica (“strato di ozono”).

L’inquinamento prodotto dagli aerei che viaggiano a 10-15 km di quota induce un assottigliamento dello strato di ozono, che reagisce con il cloro rilasciato dagli aerei trasformandosi rapidamente in ossigeno molecolare biatomico.


Acidificazione

Con il termine piogge acide si intende il processo di ricaduta dall’atmosfera di particelle, gas e precipitazioni acide. Se questo fenomeno avviene sotto forma di precipitazioni si parla di deposizione umida, in caso contrario di deposizione secca.

Le piogge acide sono causate essenzialmente dagli ossidi di zolfo (SOx) e, in parte minore, dagli ossidi di azoto (NOx), presenti in atmosfera sia per cause naturali (rilascio da suolo e microrganismi, emissioni vulcaniche, spray marino, dilavamento e disgregazione rocce) che per effetto delle attività umane (estrazione, lavorazione e utilizzo di combustibili fossili, combustione di biomassa, traffico aereo, estrazione di minerali, agricoltura).


Eutrofizzazione (EP)

La crescita degli organismi viventi è limitata naturalmente dall’apporto di sostanze nutrienti essenziali quali l’azoto e il fosforo. Un rilascio di tali sostanze nell’ambiente riduce questa limitazione con un conseguente abbassamento della concentrazione di ossigeno e quindi con effetti negativi sull’intero ecosistema.

L’uso agricolo di fertilizzanti e gli scarichi industriali e urbani, in genere ricchi di azoto e fosforo, sono le fonti principali di eutrofizzazione.


Smog fotochimico (POCP)

Lo smog fotochimico è un particolare tipo di inquinamento dell’aria che si produce in giornate caratterizzate da condizioni metereologiche di stabilità e di forte insolazione, in presenza di abbondanti quantità di ossidi di azoto e di composti organici volatili.

Gli ossidi di azoto (NOx) e i composti organici volatili (VOC), emessi nell’atmosfera da molti processi naturali e antropici, vanno incontro a reazioni fotochimiche indotte dalla luce ultravioletta presente nei raggi del sole, che portano alla formazione di ozono (O3) , perossiacetil nitrato (PAN), perossibenzoil nitrato (PBN), aldeidi e centinaia di altre sostanze. Tali inquinanti vengono indicati con il nome collettivo di smog fotochimico poiché sono generati da reazioni chimiche catalizzate dalla luce e costituiscono il componente principale dello smog delle città e delle aree industrializzate.



La formazione dello smog fotochimico consiste in una serie di reazioni che originano centinaia di composti diversi, ma che constano di alcuni passaggi fondamentali:


la radiazione solare induce fotolisi del biossido di azoto in monossido di azoto e un radicale ossigeno (NO2 NO+O);

gli atomi di ossigeno reagiscono con le molecole di ossigeno presenti nell’aria producendo ozono (O+O2 O3);

l’ozono, a sua volta, reagisce con l’ossido nitrico per produrre biossido di azoto e ossigeno molecolare (O3+NO NO2+O2).


Queste tre reazioni mantengono la concentrazione del gas ad un livello stabile e non inquinante tramite un equilibrio dinamico. Il ciclo avviene in presenza della luce, mentre di notte l’ozono viene consumato nel corso di altri processi.

Tuttavia l’O3 può anche degradarsi per azione della radiazione UV e subisce fotolisi in un processo che comporta la produzione di radicali ossidrile (OH). I radicali OH reagiscono con gli idrocarburi volatili e gli ossidi di azoto presenti nelle emissioni di scarico degli autoveicoli formando varie sostanze come le aldeidi, i nitrati organici e gli idrocarburi ossidati (ROx).

Gli ROx possono reagire con il monossido di azoto provocando un aumento della concentrazione di biossido di azoto (NO+ROx NO2+ altri prodotti). La formazione di biossido di azoto tramite una via che non implica la rimozione dell’ozono troposferico fa aumentare la concentrazione di quest’ultimo fino al raggiungimento di valori che possono risultare tossici. Infine, parte del biossido di azoto può reagire con vari idrocarburi volatili per formare composti chimici tossici come il perossiacetil nitrato (PAN).

Il risultato di queste reazioni è lo smog fotochimico, costituito da composti tossici per gli uomini, gli animali e le piante che sono, inoltre, in grado di degradare molti materiali a causa del loro potere ossidante.


Tossicità

Questo tipo di effetto ambientale riguarda la tossicità che può colpire qualsiasi organismo vivente o ecosistema. Esistono dei tentativi di standardizzazione per la potenziale ecotossicità, anche nei riguardi dell’uomo, che un determinato processo produttivo provoca.

Si tratta di associare gli effetti macroscopici dannosi a parametri di esposizione, facendo riferimento a un livello massimo tollerabile di rischio nei confronti di sostanze nocive, in genere cancerogene.


Consumo di risorse: energia e materiali

I risultati dei consumi di energia e di materiali di un Inventario di ciclo di vita vengono di solito forniti separatamente. Il consumo energetico di un’operazione è espresso in MJ e il consumo di materie prime necessarie allo svolgimento della stessa in kg di materiali e in tep di combustibili fossili.

Occorre stabilire un indice che possa correlare gli effetti prodotti dai consumi che si generano in un determinato sistema produttivo con la situazione generale di disponibilità di risorse naturali, al fine di evidenziare l’effetto della diminuzione di tale disponibilità. E’ opportuno, inoltre, effettuare una distinzione tra risorse rinnovabili (aria, acqua, radiazione solare e risorse biotiche) e non rinnovabili (materie prime minerarie e territorio).


Degrado del territorio e disturbo di tipo fisico

L’impatto relativo al degrado del territorio considera diversi tipi di effetti a seconda del parametro utilizzato per conferire un valore all’area in oggetto, che può essere rappresentato dalla qualità della vita nella zona interessata, oppure dal valore ambientale della zona, dalle implicazioni sociali, ecc. Il deterioramento del suolo (erosione), il deterioramento della qualità del paesaggio, la distruzione degli ecosistemi e i rischi di incidente sono alcuni esempi di questi effetti.

Per quanto riguarda i disturbi di tipo fisico, si ricordano il rumore e i cattivi odori.

  1. Caratterizzazione: a ciascuna emissione è associato un effetto e, se è possibile, questo effetto viene quantificato attraverso degli indicatori. Tra gli indicatori più usati nella LCA ci sono i fattori di equivalenza che sono sufficientemente sviluppati, però, solo per alcune categorie di impatto; per le altre, in particolare per gli impatti su scala regionale e locale, i fattori di equivalenza sono ancora in una fase di sviluppo o sono completamente assenti. In questo caso, cioè in assenza di indicatori quantitativi, si utilizzano degli indici qualitativi che, però, presentano problemi metodologici in fase di applicazione.

Effetto serra (GWP)

I quantitativi di gas serra sono normalmente espressi in kg di CO2 equivalenti, attraverso un’operazione di standardizzazione basata sui “potenziali di riscaldamento globale” (GWPS, Global Warming Potentials). Questi potenziali sono calcolati per ciascun gas serra tenendo conto della sua capacità di assorbimento delle radiazioni e del tempo di permanenza nell’atmosfera.

Il GWP di un gas serra è misurato dal rapporto tra il contributo che il rilascio di 1 kg di tale gas fornisce all’assorbimento della radiazione calda e quello fornito dal 1 kg di CO2, entrambi valutati per un periodo di tempo di T anni di permanenza nell’atmosfera. I GWP vengono valutati per diversi periodi di esposizione, chiamati “tempi-orizzonte”, che sono di solito 100, 200 o 500 anni. Detto GWPi il potenziale di riscaldamento globale della sostanza i-esima e mi la sua massa, il potenziale complessivo risultante è dato dalla relazione:

GWP = S GWPi S mi.


Riduzione della fascia di ozono stratosferico (ODP)

Per quantificare con un’unica unità di misura i contributi dei diversi gas all’effetto è stato messo a punto un sistema di standardizzazione.

La standardizzazione di basa sul “potenziale di riduzione dell’ozono” (ODP, Ozone Depletion Potential) e viene effettuata impiegando i fattori di conversione che trasformano i quantitativi di gas prodotti durante il processo in esame in kg di CFC-l1 equivalenti (indicatore di categoria). La relazione che lega l’ODP complessivo a quello delle singole sostanze è:

ODP = S ODPi S mi,

dove ODPi è il potenziale riferito alla sostanza i-esima e mi il quantitativo emesso dalla sostanza stessa, in kg.

Il potenziale di riduzione dell’ozono di una singola sostanza è definito come il rapporto esistente tra il numero di reazioni di rottura della molecola di ozono in uno stato di equilibrio conseguente all’emissione nell’atmosfera di una data quantità di sostanza durante un anno di tempo (kg/anno) e il corrispondente numero di reazioni di rottura provocato, nelle stesse condizioni, da un’eguale quantità di CFC-l1.


Acidificazione

Per la quantificazione di questo impatto si utilizzano fattori di standardizzazione che riportano ai kg di SO2 equivalenti (indicatore di categoria) attraverso il “potenziale di acidificazione” (AP).

Il potenziale di acidificazione di una sostanza viene definito come il rapporto esistente tra il numero di ioni potenziali H+ equivalenti per unità di massa della sostanza e il numero di ioni potenziali H+ equivalenti per unità di massa di SO2, scelta come sostanza di riferimento. L’indice di calcolo utilizzato è:

A = S APi*mi

dove mi è la massa delle sostanze (in g) emesse in aria, APi il potenziale di acidificazione, A l’acidificazione in g equivalenti di SO2 emessi.


Eutrofizzazione (EP)

La standardizzazione dell’eutrofizzazione avviene riportando i quantitativi delle sostanze dell’inventario ai kg di NO3- equivalenti (indicatore di categoria) oppure ai kg di PO4- equivalenti, in base ad un “potenziale di eutrofizzazione”. L’indice di calcolo è:

E = S NPi*mi

dove mi è la massa (in g) delle sostanze emesse, NPi l’indice di eutrofizzazione potenziale, E l’eutrofizzazione in g equivalenti di fosfati rilasciati.


Smog fotochimico (POCP)

La stima del POCP avviene tramite la quantità di ozono prodotto. La quantità di ozono fotochimico viene determinata con una procedura di calcolo che tiene conto della presenza di sostanze volatili. Il gas assunto come base della relativa standardizzazione è l’etilene.

Le emissioni degli altri gas potenzialmente in grado di produrre ozono sono espresse in kg di etilene equivalente (indicatore di categoria), cioè riportate alla quantità di etilene che può produrre la stessa quantità di ozono. I fattori di conversione utilizzati sono detti “ potenziali di formazione di ozono fotochimico”.

L’indice di calcolo utilizzato è:

E = S POCPi*mi

dove mi è la massa delle sostanze emesse in aria e POCPi l’indice di formazione dell’ozono.

Normalizzazione e pesatura (fase opzionale): in questa sottofase i risultati ottenuti con l’operazione di classificazione vengono normalizzati, ossia elaborati in modo tale da ottenere indici sintetici con cui valutare complessivamente il sistema in esame e pesati, al fine di determinare l’importanza dei singoli effetti ambientali. La definizione dei metodi di normalizzazione e pesatura si basa su aspetti legati alla politica, alla sociologia, alla cultura ambientale o ai valori portati dai decisori.

Uno dei metodi di pesatura e valutazione degli effetti ambientali a scala europea è “l’Eco-indicator”. Questo metodo, permette di calcolare un unico valore che esprime l’impatto totale sull’ambiente: l’Eco-indicatore.

Il metodo tiene conto degli effetti ambientali che danneggiano l’ecosistema o la salute umana a scala etaria e regionale: effetto serra, distruzione dello strato di ozono, acidificazione, eutrofizzazione, smog e sostanze tossiche. Non sono considerate le sostanze tossiche a scala locale, il consumo di materie prime e i rifiuti.

Il progetto Eco-indicator è costituito da tre fasi: inventario, classificazione e caratterizzazione.


2.4 Interpretazione dei risultati e miglioramento


Nella fase di interpretazione si confrontano i risultati delle fasi precedenti con gli obiettivi che lo studio si era posto in partenza e si traggono le conclusioni, in più si indicano quali misure potrebbero essere applicate per ridurre gli impatti sull’ambiente in quelle fasi del ciclo di vita del prodotto più “deboli”.








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