Competitività e sostenibilità

Gli strumenti (2^)

Lez. del 22 ottobre 2014 Docente: Aurora Magni

Effetto serra → Cambiamenti climatici

Piogge acide → Danni alle foreste

Eutrofizzazione → Eccesso di fertilizzanti

Diminuzione della biodiversità

Buco nell’ozono → Radiazione solare più dannosa

Eccessiva concentrazione/esposizione a sostanze chimiche Effetti sulla salute umana ed eco-tossicità.

Smog estivo o fotochimico → Idrocarburi, NOx

eccesso di ozono

Smog → CO2, PM10, NOX, SOX

Gli impatti ambientali

LO

CA

LE

RE

GIO

NA

LE

C

ON

TIN

EN

TA

LE

GL

OB

AL

E

Fonte: Progetto Desire Net -ENEA

Le fasi

• Rendere sostenibile un prodotto significa intervenire anche sulle modalità con cui viene prodotto.

1. progettazione /eco design

2. individuazione delle criticità ambientali e sociali durante il ciclo di vita del prodotto

3. Individuazione miglioramenti strutturali

4. Individuazioni miglioramenti organizzativi

5. comunicazione

Gli strumenti

• LCA: Life Cycle Assessment

– Nel 2013 a Commissione Europea ha sviluppato due metodi relativi:

1. all'impronta ambientale delle organizzazioni (Organisation Environmental Footprint - OEF)

2. all'impronta ambientale dei prodotti (Product Environmental Footprint - PEF).

Entrambi i metodi si basano sulla LCA.

• EPD

• Sistema certificazione

Life Cycle Assessment

• metodo oggettivo di valutazione e quantificazione dei carichi energetici ed ambientali e degli impatti potenziali associati ad un prodotto/processo/attività lungo l’intero ciclo di vita, dall’acquisizione delle materie prime al fine vita (“dalla Culla alla Tomba”). Consente di comparare dati oggettivi verificando opzioni diverse o l’efficacia ambientale di miglioramenti introdotti nel processo produttivo e aventi l’obiettivo di ridurre il carico ambientale del prodotto realizzato (indicatori di performance).

Dalla culla alla tomba

Fonte: Danish Environmental Protection Agency

F Fonte: Danish Environmental Protection Agency

Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

L’LCA e la standardizzazione ISO 14040

La Valutazione del Ciclo di Vita può essere effettuata in molti modi. La standardizzazione risponde alla richiesta di "affidabilità, accessibilità e rappresentatività" dei dati e dei risultati.

La serie ISO 14040 è lo standard che descrive la LCA. • UNI EN ISO 14040:2006 "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di

vita - Principi e quadro di riferimento" Fornisce in un quadro generale delle pratiche, le applicazioni e le limitazioni dell'LCA

• UNI EN ISO 14044:2006 "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Requisiti e linee guida" Fornisce le linee guida per la fase di valutazione dell'impatto dell'LCA, la fase di interpretazione dei risultati, la valutazione relativa alla natura e alla qualità dei dati raccolti.

Da wikipedia:

• La sigla ISO 14000 identifica una serie di standard internazionali relativi alla gestione ambientale delle organizzazioni, stabiliti dall'Organizzazione Internazionale di Standardizzazione (ISO). Forse la più nota di queste norme è la ISO 14001, che stabilisce i requisiti di un Sistema di Gestione Ambientale.

Come realizzare un’LCA

Analisi

dell’inventario

Valutazione

dell’impatto

Definizione

dell’obiettivo

e del campo

di applicazione In

terp

reta

zio

ne d

ei ris

ulta

ti

4 FASI

LCA: Le fasi

• Definizione dell’obiettivo

• Confini dello studio

• compilazione di un inventario di ciò che di rilevante entra ed esce da un sistema di prodotto;

• valutazione dei potenziali impatti ambientali;

• interpretazione dei risultati riguardanti le fasi di analisi dell’inventario e di stima degli impatti in relazione agli obiettivi dello studio.

• Individuazione azioni da compiere

• Pubblicazione risultati

Definizione dell’obiettivo

• Cosa voglio conoscere?

• A quale livello di dettaglio? (tutto il flusso produttivo o qualche step specifico?)

• Quali le unità funzionali più adatte? (prodotto, unità di misura)

• Come garantirò l’affidabilità delle informazioni?

Confini del sistema

Finevita

Riuso - Riciclaggio

Recupero energetico

Smaltimento in discarica

Uso e manutenzione

Produzione+assemblaggio

Estrazione & lavorazione

materie prime “Cradle to gate”

“Gate to gate”

“Cradle to grave”

gate to grave: include le fasi

relative alla distribuzione, uso e

smaltimento a fine utilizzo

cradle to gate dall’estrazione delle

materie prime fino alla

produzione e

all’assemblaggio del

prodotto nell’azienda che

lo immette sul mercato

cradle to grave dall’estrazione delle materie

prime fino al ritorno alla terra

sotto forma di rifiuti o rilasci

gate to gate si considera solo ciò che

sta all’interno dei “cancelli

dell’azienda”, escludendo

gli approvvigionamenti e la

distribuzione del prodotto

finito

Confini

Chi applica la procedura deve decidere e comunicare:

• Le aree indagate (solitamente dallo step specifico al ciclo complessivo)

• Le unità di misura utilizzate

• Le modalità di raccolta dati

• Ipotesi (cosa trascuro e cosa considero e perchè)

Inventario

• Descrizione quantitativa dei flussi dei materiali ed energia che attraversano il sistema Input e output)

• L’attendibilità dei risultati dello studio dipenderà dai dati utilizzati in questa fase (documentazione)

LCA: schema

Fonte immagine: Dip. Ingegneria Chimica Univ. Genova

Elaborazione dati

Esistono Software dedicati e in continuo perfezionamento.

• Hanno processi già implementati

• Database specifici di LCA: materiali, combustibili e sistemi di trasporti, e i sistemi di gestione dei rifiuti.

• I risultati sono tabelle in cui i dati di input e output sono rappresentati da flussi di sostanze elementari.

Diagramma di flusso

Nella descrizione del processo produttivo dovremo considerare:

• Sequenza di processi collegati a flussi di materiali

• Produzione principale/Produzioni secondarie

• Materiali in entrata e in uscita

• Consumi di energia nelle varie fasi di processo

• Produzione energia (possibilità di recuperare energia sotto forma di calore o elettricità

• Consumo di acqua

• emissioni

• Trasporti (misura: quantità di prodotto trasportato per km)

• Gestione rifiuti

20

• Risorse

– Esaurimento delle risorse

– Esaurimento dell’energia

• Impatti globali

– Riscaldamento globale

– Distruzione dello strato di Ozono

• Impatti regionali

e locali

– Acidificazione

– Eutrofizzazione

– Formazione di

ossidanti

fotochimici

– Tossicità

umana

– Ecotossicità

acquatica e

terrestre

Categorie di Impatto

Classificazione impatti

Classificazione: consiste nell'imputare i consumi di materia /energia e le

emissioni a specifiche categorie d’impatto, in funzione degli effetti che possono provocare sull’ambiente su scala locale, regionale o globale.

Ad esse possono essere ricondotti i seguenti temi ambientali:

• GER (Gross Energy Requirement) indica l’energia necessaria a produrre un prodotto

• GWP (Global Warming Potential) è un indice usato per misurare il riscaldamento globale, fenomeno provocato principalmente dall’emissione di C02

• consumo di risorse non rinnovabili (resources depletion);

• assottigliamento della fascia di ozono (stratospheric ozone depletion);

• acidificazione (acidification);

• eutrofizzazione (eutrophication);

• formazione di smog fotochimico (photosmog formation);

• tossicità per l'uomo e per l'ambiente (human and ecotoxicity).

La quantificazione degli impatti ambientali è effettuata mediante modelli scientifici e fattori di equivalenza riconosciuti a livello internazionale.

I metodi di caratterizzazione permettono di determinare in modo omogeneo e quantitativo il contributo delle singole emissioni.

Caratterizzazione

• La stessa sostanza può intervenire su più fattori.

La quantità di ciascun fattore d’impatto viene moltiplicata per un fattore di peso che misura l’intensità dell’effetto della specifica sostanza sul problema ambientale.

GWP, Global Warming Potential

L'IPPC (International Panel on Climate Changes) ha elaborato un modello per valutare il potenziale di riscaldamento globale (GWP, Global Warming Potential) dei gas serra espresso in chilogrammi di CO2 equivalenti.

Il GWP è la misura, basata sulla concentrazione e sul periodo di esposizione, del potenziale contributo che una sostanza arreca all'effetto serra, rispetto a quello provocato dalla stessa quantità di anidride carbonica.

Esempio: Poiché il fattore di caratterizzazione della CO2 nella categoria global warming è pari a 1, dire che il fattore di caratterizzazione del metano è 21 significa che il rilascio di 1 kg di metano causa lo stesso impatto sui cambiamenti climatici di 21 kg di CO2.

Assottigliamento/buco della fascia dell’ozono stratosferico

• Si calcola come l’effetto serra ma facendo riferimento a diverse sostanze: CFC (clorofluorocarburi presenti nei liquidi refrigeranti nei frigoriferi e nei condizionatori, usati come solventi, negli estintori, come isolanti termici, come propellenti, nella produzione di schiume espanse, HCFC (idroclorofluorocarburi) usati come rifrigeranti.

La misura di riferimento è il CFC11

Acidificazione • emissioni in aria di particolari sostanze acidificanti, quali ossidi di azoto e

ossidi di zolfo.

• La sostanza di riferimento è la SO2 (anidride solforosa, responsabile delle piogge acide, rappresenta l’inquinante atmosferico per eccellenza essendo il più diffuso, uno dei più aggressivi e pericolosi )

Eutrofizzazione

• Fenomeno relativo all’aumento di concentrazione di sostanze nutritive in ambienti acquatici con effetti di proliferazione di alghe, putrefazione dei fondali. E’ provocato da scarichi civili, detersivi , composti a base di fosforo e di azoto. La sostanza di riferimento è il fosfato (PO4)

Formazione di smog fotochimico

• Smog formato da sostanze organiche volatili che in presenza di radiazione solare portano alla formazione fotochimica di ozono troposferico. La sostanza di riferimento è l’etilene

Altri indicatori

• Uso dell’acqua

• Occupazione del suolo

• Rifiuti solidi

Raccolta dati

Normalizzazione: scegliere un metodo di riferimento,

Ad esempio:

Il valore delle emissioni totali o relativo all’uso di risorse in una certa area (estensione mondiale, regionale, nazionale, locale)

Il valore delle emissioni totali o relativo all’uso di risorse in una certa area per abitante.

• Pesatura (alcuni dati sono considerati più importanti di altri)

30

Normalizzazione

I risultati normalizzati sono utili per rispondere a domande

1. "Quanta parte del deterioramento ambientale di una

determinata area è attribuibile al sistema prodotto oggetto

dello studio? "

2. “Il nuovo sistema di prodotto è ambientalmente più

sostenibile del vecchio?".

Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

Confronto del consumo di energia

LCA per confrontare i prodotti

1 MJ ≈ ≈

L’LCA consente di paragonare gli

effetti ambientali complessivi di due

prodotti diversi con funzioni similari.

LCA per ottenere un’etichetta o una certificazione di prodotto

• I criteri per ottenere un’etichetta ambientale per un determinato prodotto sono spesso definiti e revisionati utilizzando informazioni provenienti da studi di LCA.

• Le etichette ambientali sono utili per:

– Marketing e comunicazione ambientali

– Differenziazione rispetto ai concorrenti

– Aprirsi nuovi spazi di mercato

– Ruolo importante negli acquisti verdi (GPP)

Ecolabel europeo

Dichiarazione Ambientale di

Prodotto

Autodichiarazioni del produttore

L’etichetta per la CO2 Carbon Footprint

Esempi di etichette ambientali

Caso: Poliestere riciclato

Reperimento materia prima da scarti post consumo:

• Italia: oltre 1.800 tonnellate all’anno di pet recuperate attraverso la raccolta differenziata dei rifiuti. Il 75% è riciclato

Vantaggio del riciclo:

• Per ogni chilogrammo di pet riciclato si risparmiano 3 chilogrammi di C02, il che significa che il riciclo di 1000 chilogrammi consentirà di risparmiare 3000 chili di C02 rispetto alla produzione di pet originale.

• Per dare un’idea dei volumi di emissioni risparmiate basta pensare che 3000 kg è la quantità di CO2 emessa da un’auto di media cilindrata in un anno

34 aurora magni - www.sustainability-lab.net

LCA RADICI GROUP Ger, Gross Energy Requirement è il parametro utilizzato nell’LCA di un prodotto che esprime la somma di tutti i contributi energetici necessari ad industrializzarlo. Come si può vedere il Pet riciclato necessita di consumi inferiori della metà rispetto al pet standard.

35 aurora magni - www.sustainability-lab.net

LCA RADICI GROUP su poliestere standard e riciclato

36 aurora magni - www.sustainability-lab.net

Tingendo i filati in massa si ottiene un risparmio di acqua del 600%.

37 aurora magni - www.sustainability-lab.net

Confronto tra prodotti - LCA

1 kg filato Radyarn® Tinto in filo

r-Radyarn® Tinto in massa

Starlight Tinto in filo

R-Starlight Tinto in massa

GER Gross Energy Requirement

170,05 72,03 135,13 37,73

GWP Gross Energy Requirement

6,30 3,53 4,22 1,47

Eutrofizzazione 0,0035 0,0019 0,0035 0,0019

Consumo litri H20 (filatura e tintura)

81,4 4,7 78,5 1,8

38 aurora magni - www.sustainability-lab.net

Link utili

• www.reteitalianalca.it

• LABORATORIO LCA & ECODESIGN

www.ecosmes.it