L'ecobilancio (LCA): descrizione della metodologia e applicazione … · 2012-12-20 · Norma ISO...

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L'ecobilancio (LCA):descrizione della metodologia e applicazione

ad un caso studio

Dinamica degli inquinantiA.A. 2012-2013

Università di Roma “Tor Vergata”

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Indice

• Ecobilanci - Analisi di ciclo di vita (LCA)- Introduzione- Norma UNI EN ISO 14040 - Descrizione della metodologia

• Applicazione ad un caso studio: la filiera produttiva dell’olio d’oliva- Analisi delle criticità ambientali- Implementazione dell’LCA - Analisi dell’ inventario: LCI- Valutazione degli impatti- Risultati dell’LCA

• Conclusioni

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EcobilanciGli ecobilanci sono utilizzati sia per le imprese (ecobilanci delle imprese), sia per i prodotti (ecobilanci dei prodotti, analisi del ciclo di vita di un prodotto o Life Cycle Assessment, LCA).

Un ecobilancio analizza tutti gli impatti ambientali provocati da un prodotto in tutto il suo ciclo di vita.

Costituisce un aiuto per capire in modo pratico e con l'aiuto delle cifre l'approccio ai prodotti dal punto di vista del loro ciclo di vita in relazione alle loro conseguenze ecologiche.

Questo metodo esamina tutti i danni ambientali importanti, dall'estrazione della materia prima, alla produzione, il consumo e lo smaltimento di un prodotto.

L'analisi relativa ad un ecobilancio, dallo sviluppo fino allo smaltimento di un prodotto, aiuta ad effettuare ottimizzazioni ecologiche mirate, cioè là dove i vantaggi per l'ambiente sono maggiori o dove il rapporto tra costi economici e vantaggi ecologici è più favorevole.

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Ecobilanci

Gli “effetti ambientali”, riconducibili alle varie fasi del ciclo di vita di unprodotto, vengono “misurati” con indicatori scientifici in modo darendere immediatamente intellegibili le “potenzialità” di un determinatoimpatto che alimenta uno o più effetti sull’ambiente (es. effetto serra,assottigliamento della fascia di ozono, acidificazione, eutrofizzazioneetc.).

L’obiettivo finale è quello di individuare e quindi di privilegiare laproduzione e l’utilizzo di prodotti e materiali che presentano un caricoenergetico il più limitato possibile nei processi produttivi, di trasporto, dimessa in opera etc.

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Scopo della metodologia dell’ecobilancio

Aiuto allo sviluppo di prodotti, processi e servizi: progettazione, sviluppo di prodotti, ottimizzazione Aiuto per la valutazione di alternative: sostituzione di sostanze pericolose, scelta di materiali, filiere di eliminazione di rifiuti Aiuto alla riduzione degli impatti: identificazione dei processi chiave, sostanze problematiche; Supporto allo sviluppo commerciale: paragone tra prodotti concorrenti, informazione al pubblico , ecolabel,… Supporto allo sviluppo, orientamento, giustificazione di politiche pubbliche: imballaggi, gestione dei rifiuti (riciclaggio), riduzione dei consumi, decontaminazione suolo

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LCA – Cenni storiciLe origini della Life Cicle Assessment agli inizi degli anni ’60: redatti i primi bilanci energetici e di massa, spinti dalla crescente preoccupazione per l’esauribilità delle risorse fossili.

Le basi dell’attuale metodologia sono in uno studio comparativo su nove diversi contenitori per bevande (Midwest Research Institute, 1974), nel quale si passò per la prima volta ad uno studio di prodotti e non più a singoli processi industriali ai quali era stata fino ad allora applicata la metodologia.

Nuovo impulso negli anni ’80 allorché su scala mondiale si è andato affermando il problema dei rifiuti solidi.

In questo contesto tra gli anni ’80 e ’90 LCA come strumento idoneo all’analisi degli impatti legati allo sfruttamento delle risorse e alle emissioni nell’ambiente,

Con gli anni ’90 si è avviato un processo di standardizzazione concretizzatosi sia nella pubblicazione di manuali da parte di diversi gruppi di ricerca, sia nella pubblicazione nel 1997 delle ISO 14040.

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LCA - Definizioni

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Introduzione

La LCA è una tecnica per valutare gli aspetti ambientali e i potenziali impatti ambientali associati ad un prodotto, mediante:

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

• La valutazione dei potenziali impatti associati a ciò che entra e a ciò che esce;

• L’interpretazione dei risultati riguardanti fasi di analisi di inventario e stima impatti

La LCA studia gli aspetti ambientali e gli impatti potenziali lungo tutta la vita del prodotto (dalla culla alla tomba), dalla acquisizione delle materie prime, attraverso la fabbricazione e l’utilizzazione, fino allo smaltimento.

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Introduzione

La LCA può dare supporto a:

• identificare le opportunità di migliorare gli aspetti ambientali dei prodotti;

• prendere delle decisioni nell’industria e nelle GO e NGO (pianificazione, priorità);

• scegliere indicatori rilevanti di prestazione ambientale;

• commercializzare (ad esempio un’asserzione di prodotto biologico)

Specificità dell’LCA:

•Analisi dalla culla (cradle) alla tomba (grave)

•Collega gli impatti alla funzione di un prodotto

•Approccio quantitativo e iterativo

•Effetti molteplici sull’ambiente.

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Introduzione

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Introduzione

La LCA è da considerarsi ancora in uno stadio iniziale e con alcune limitazioni:

• natura delle scelte e delle assunzioni fatte nella LCA

• modelli utilizzati per analizzare l’inventario o valutare l’impatto ambientale;

• risultati di LCA basati su dati globali possono non adattarsi ad applicazioni locali;

• accuratezza della LCA limitata da disponibilità / qualità dei dati

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Introduzione

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Norma ISO 14040Le linee guida di riferimento per una LCA sono le norme ISO della serie 14040:

• UNI EN ISO 14040 (1998) Gestione ambientale, Valutazione del ciclo di vita, Principi di riferimento.

• UNI EN ISO 14041 (1999) Gestione ambientale, Valutazione del ciclo di vita, Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione e analisi d’inventario.

• UNI EN ISO 14042 (2000) Gestione ambientale, Valutazione del ciclo di vita, Valutazione dell’impatto del ciclo di vita

• UNI EN ISO 14043 (2000) Gestione ambientale, Valutazione del ciclo di vita, Interpretazione del ciclo di vita.

Scopo e campo di applicazione

La norma ISO 14040 specifica quadro di riferimento, principi e requisiti per effettuare gli studi di valutazione del ciclo di vita e diffonderli mediante relazione.

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Norma ISO 14040Definizioni principali

Unità di processo: la più piccola parte di un sistema prodotto, per la quale sono stati raccolti i dati nel corso della valutazione del ciclo di vita.

Sistema di prodotti: insieme elementare di unità di processo connesse tra loro per quanto riguarda materia ed energia, che perseguono uno o più funzioni definite.

Ciclo di vita: fasi consecutive e interconnesse di un sistema di prodotti, a partire dall’acquisizione delle materie prime o dalla generazione delle risorse naturali, fino allo smaltimento finale.

Valutazione del ciclo di vita: 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.

Unità funzionale: prestazione quantificata di un sistema di prodotto da utilizzare come unità di riferimento in uno studio di valutazione del ciclo di vita;

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Norma ISO 14040

Applicazioni dirette:

-Sviluppo e miglioramento del prodotto;- Pianificazione strategica- Impostazione della politica pubblica- Strategia commerciale- Altro

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Norma ISO 14040 – Quadro metodologico

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Obiettivo dello studio

L’obiettivo di una LCA deve stabilire senza ambiguità quali siano l’applicazioneprevista e le motivazioni che inducono a realizzare lo studio e il tipo di pubblico acui è destinato.

Campi di applicazione dello studio

I seguenti elementi devono essere tenuti in considerazione e descritti:

• funzione, unità funzionale e flusso di riferimento

• confini del sistema di prodotto

• requisiti di qualità dei dati iniziali

• tipo e schema della relazione richiesta


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Funzione ed unità funzionale

Un determinato sistema può avere un gran numero di funzioni possibili e lafunzione scelta per lo studio dipende dall’obiettivo e dal campo di applicazione.

Una volta scelta la funzione, l’unità funzionale rappresenterà una misura dellaprestazione del flusso in uscita funzionale del sistema di prodotto.

In termini più semplici, l’unità funzionale fornisce un riferimento a cui legare ( erispetto alla quale normalizzare) i flussi (di materia ed energia) in entrata ed inuscita.

La comparabilità dei risultati della LCA è particolarmente critica quando sivalutano sistemi differenti, perché ci si deve assicurare che le comparazioni sianofatte su una base comune.


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Confini del sistema

I confini del sistema determinano le unità di processo che devono essere incluse nella LCA.


Sistema di prodotti: insieme di unità di processo interconnesse da flussi di prodotti intermedi;

La descrizione di un sistema di prodotti include:- unità di processo- flussi elementari- flussi di prodotto- flussi di prodotti intermedi

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Norma ISO 14040 – Quadro metodologicoConfini del sistema

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Unità di processo

I sistemi di prodotto si suddividono in una serie di unità di processo, che sono collegare tra loro da flussi di prodotti intermedi e/o da rifiuti da trattare, sono collegate con altri sistemi di prodotti da flussi di prodotti e con l’ambiente da flussi elementari.


Unità di processo

Unità di processo

Unità di processo

Flussi elementari in uscita



Flussi di prodotti intermedi

Flussi di prodotti intermedi

Flussi elementari in ingresso



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Categorie di dati

I dati raccolti sono utilizzati per quantificare i flussi in ingresso e in uscita di ciascuna unità di processo. Le macrocategorie includono:

-energia, materie prime, materiali ausiliari o altre entità fisiche in ingresso;

- prodotti;

- emissioni in aria, acque, suolo ed altri aspetti ambientali.


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Analisi dell’inventario del ciclo di vita

L’analisi dell’inventario riguarda la raccolta dei dati e i procedimenti per la raccolta dei dati e i procedimenti di calcolo, secondo lo schema qui riportato.


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Costruzione dell’inventario del ciclo di vita

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Preparazione per la raccolta dei dati

Dovrebbe includere le seguenti fasi:

• tracciatura di diagrammi di flusso specifici del processo, che descrivano tutte le unità di processo da inserire nel modello, con le loro interrelazioni;

• descrizione in dettaglio di ciascuna unità di processo ed elencazione delle categorie di dati associate a ciascuna unità di processo;

• sviluppo di una lista che specifichi le unità di misura, con la loro definizione;

• descrizione delle tecniche di raccolta dei dati e delle tecniche di calcolo per ciascuna categoria di dati, al fine di assistere il personale addetto alla raccolta dei dati a comprendere quali informazioni siano necessarie per lo studio di LCA


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Raccolta dei dati

La raccolta dei dati presuppone la completa conoscenza di ciascuna unità di processo.

Ciò presuppone la descrizione qualitativa e quantitativa dei flussi in ingresso ed in uscita necessari per determinare dove il processo inizia e dove finisce, per evitare doppi conteggi e/o dimenticanze.

Quando l’unità di processo ha molti flussi in ingressi o in uscita, i dati relativi al processo di attribuzione devono essere documentati e riportati.

I flussi di energia in ingresso e in uscita devono essere quantificati usando le unità di misura energetiche.

I dati presi da letteratura debbono essere corredati dalle fonti di riferimento.


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Valutazione (Impact assessment)

Le informazioni ottenute dall’Analisi di Inventario costituiscono la base di partenzaper valutazioni di tipo ambientale, cui è dedicata la fase della LCA definita di LifeCycle Impact Assessment (LCIA) e regolata dalla norma ISO 14042.

Il passo successivo riguarda l’analisi degli impatti che ha lo scopo di evidenziarel’entità delle modificazioni ambientali che si generano a seguito di rilascinell’ambiente (emissioni o reflui) e del consumo di risorse provocati dal sistema inoggetto.

La trasformazione dei dati dall’inventario all’impatto potenziale (EP(j)i) è fattamoltiplicando input/output di una particolare sostanza (Q) con il relativo fattoreequivalente (EQ(j)i) (caratterizzazione):

EP( j)i = Q x EQ( j)i


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Si compone delle seguenti fasi:

1. Selezione delle categorie di impatto di interesse, degli indicatoricorrispondenti a ciascuna categoria di impatto, ed i modelli sottesi.

2. Assegnazione dei dati dell’inventario alle categorie di impatto selezionate(classificazione)

3. Calcolo degli indicatori di impatto delle categorie mediante fattori dicaratterizzazione.

4. Eventuale normalizzazione dei risultati, da ottenersi mediante il calcolo diindicatori di risultato relativi a valori di riferimento.

5. Eventuale raggruppamento e ponderazione dei risultati.

6. Eventuale analisi di qualità dei dati.


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Valutazione (Impact assessment): esempi di metodologie di ecobilancio


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Selezione delle categorie di impatto

Alcuni indicatori di impatto che si possono utilizzare sono i seguenti:• effetto serra;• acidificazione;• eutrofizzazione;• erosione del suolo;• impoverimento di risorse idriche;• danni al paesaggio;• danni alla salute umana;• biodiversità.


SCALA EFFETTO

Globale Effetto serra

Assottigliamento della fascia di ozono

Consumo di risorse non rinnovabili

Regionale Acidificazione

Eutrofizzazione

Formazione di smog fotochimica

Tossicità cronica

Locale Effetti sulla salute dell’uomo

Degradazione dell’area

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Classificazione degli impatti

Ciascun impatto (input e output delle fasi del ciclo di vita), quantificato nella fase di inventario, viene "classificato" sulla base dei problemi ambientali a cui può potenzialmente contribuire.


Effetto serra

Acidificazione

tossicità

Smog fotochimico

CH4

metalli

toluene

CO2

SOx

NOx

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Caratterizzazione

Ciascuna sostanza contribuisce in maniera differente allo stesso problema ambientale; le quantità di ciascun input ed output vengono quindi moltiplicati per un "fattore equivalente (EQ)" che misura l’intensità dell’effetto di una sostanza sul problema ambientale considerato.

Si pensi ad un sistema che emetta degli effluenti gassosi che possono di fatto impattare l’ambiente:

- 50 kg di CO2- 1 kg di CH4

Questi contaminanti sono stati classificati come gas serra (classificazione). Per poter valutare il contributo specifico dei due gas è stato preso come “fattore equivalente” il contributo equivalente all’effetto serra rispetto a CO2 in un tempo di riferimento di 100 anni:

- CO2 = 1 (CO2 eq)- CH4 = 21 (CO2 eq)

Il contributo complessivo del sistema all’effetto serra è dunque:Impatto=50·1+1·21=71 Kg CO2 eq


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Normalizzazione

I valori precedentemente ottenuti vengono normalizzati, divisi cioè per un "valore di riferimento" o "effetto normale“ 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.

L’impatto normalizzato (NP(j)) è espresso in funzione del tempo di simulazione in anni (T) e dell’effetto normale per unità di tempo (R(j)):


)(1

jRT NP(j)=EP(j)

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Attribuzione dei pesi

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 sistema (Curran, 1996).


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Analisi degli impatti

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Interpretazione e miglioramento

Fasi operative:

• identificazione degli aspetti principali evidenziati dai risultati delle fasiprecedenti;

• controllo ulteriore tramite analisi di sensibilità;

• conclusioni evidenziando i limiti dello studio e raccomandazioni.

Obiettivo: correlare i risultati dell’analisi di inventario e di quella degli impatti per proporre utili raccomandazioni in relazione agli scopi e agli obiettivi dello studio;

Gli scopi principali di un “critical review” sono incrementare la qualità e latrasparenza dell’analisi e dare credibilità ai risultati trovati.

Il gruppo di lavoro che svolge la LCA viene affiancato da un gruppo di revisoriche non partecipano alla stesura della LCA, che rispondono ad una serie direquisiti tecnici e professionali particolari e non siano nelle condizioni di essereinfluenzati dai membri del gruppo di lavoro della LCA.

Il lavoro di revisione si articola in tre stadi successivi:

• revisione della definizione degli obiettivi, dei confini del sistema e dellecategorie dei dati;

• revisione intermedia;

• revisione del rapporto finale.

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Revisione critica dei risultati

Definizione degli obiettivi, dei confini del sistema e delle categorie dei dati

quesiti da porsi:

• Gli obiettivi e gli scopi dello studio sono stati identificati chiaramente?• I confini sono ben delineati? Riflettono l'attuale stato del sistema?• La procedura di caratterizzazione della qualità dei dati è ragionevole?E' appropriata?• Le categorie di dati sono state definite? Sono ragionevoli e giustificate?• Le fonti dei dati sono state identificate? Sono sufficienti o vi sono altre fontipotenzialmente indagabili?

Il risultato che viene allegato alla prima fase della LCA ne garantisce la bontà el'adeguatezza.

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Fase intermedia

quesiti da porsi:

• Le categorie di dati sono appropriate allo scopo dello studio? Il livello di

aggregazione è giustificato e ragionevole?

• Le fonti dei dati sono chiare? Sono ragionevoli e giustificate?

• La metodologia di raccolta dei dati è chiara? E' giustificata e ragionevole?

• La qualità dei dati è stata valutata?

I risultati di questa fase avvalorano la qualità dei dati e le assunzioni fatte.

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Rapporto finale

quesiti da porsi:

• La metodologia utilizzata per redigere l’LCI è stata identificata? E'

sufficientemente dettagliata, chiara e riproducibile da chiunque volesse ripetere

lo studio?

• Come sono stati aggregati, elaborati e presentati i dati?

• Le conclusioni sono appropriate ai dati raccolti e all'analisi svolta?

I risultati di questo terzo e ultimo stadio di revisione sono commenti mirati ad

incrementare la trasparenza della metodologia e a elencare e spiegare i limiti di

applicabilità dei risultati in relazione alla qualità dei dati e allo scopo dello studio.

• Stoccaggio delle olive che può essere effettuato in silos o canestri perforati;

• Pulitura e vagliatura, che include la rimozione delle foglie, la rimozione di olivenon utilizzabili per la produzione dell’olio ed una vagliatura basata sulla qualitàdelle olive;

• Lavaggio, effettuato con acqua pulita e finalizzato alla rimozione di polvere eterreno;

• Frangitura, che può essere effettuata con diverse apparecchiature ocombinazioni di apparecchiature;

• Gramolatura, effettuata mediante aggiunta di acqua calda alla polpa di olive efinalizzata al rilascio di olio;

• Estrazione dell’olio vera e propria, che può essere ottenuta con metoditradizionali (pressatura) o per centrifugazione (processi a 2 e 3 fasi);

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’oliva

Analisi delle criticità ambientali del processo di estrazione dell’olio d’oliva produzione

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaTradizionale Processo a 2 fasi Processo a 3 fasi

OLIVE

LAVAGGIO

TRITURAZIONE

GRAMOLATURA

CENTRIFUGAZIONE DELLA PASTA

ACQUA

OLIO + FASE ACQUOSA

FASE ACQUOSA + OLIO

SANSA

IN CENTRIFUGHE SEPARATE

OLIO DI OLIVA ACQUA DI VEGETAZIONE

OLIVE

LAVAGGIO

TRITURAZIONE

GRAMOLATURA

CENTRIFUGAZIONE DELLA PASTA

SANSA UMIDA + ACQUA DI VEGETAZIONE

CENTRIFUGAZIONE DELL'OLIO

Processi di estrazione dell’olio di oliva

FRANGITURA

GRAMOLATURA

PRESSATURA

DECANTAZIONE ACQUA DI VEGETAZIONE

SANSA

OLIO D’OLIVA

OLIVE

LAVAGGIO

Il processo di estrazione dell’olio di oliva da luogo alla produzione di tre correnti nel processo a tre fasi:• olio di oliva• acque di vegetazione OMW• residui solidi (sansa) OH

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Il processo di estrazione dell’olio di oliva da luogo alla produzione di tre correnti nel processo a tre fasi:• olio di oliva• acque di vegetazione OMW• residui solidi (sansa) OH

Caratteristiche chimiche delle acque di vegetazione:

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Principali impatti:

• Consumo d’acqua: dipende da diversi fattori, quali la condizione delle olive, ilmetodo di estrazione (pressatura o centrifugazione) e le pratiche ingegneristicheseguite. il metodo di estrazione che comporta i maggiori consumi di acqua èsenz’altro quello a tre fasi, nel quale si richiede l’aggiunta di notevoli quantitàd’acqua (fino a 1 m3 per tonnellata di olive)

• Consumo di energia: legato alla energia elettrica necessaria per operare imotori delle apparecchiature per l’estrazione dell’olio (presse, centrifughe, etc.).L’entità dei consumi risulta comunque tale da non far prevedere che questa vocerisulti tra quelle di maggiore rilevanza per impatto ambientale.

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Principali impatti:

• Emissioni atmosferiche: possono risultare rilevanti nel caso in cui lo stoccaggiodelle olive o dell’olio venga condotto in maniera impropria e sono quindi legate adun problema di carattere gestionale. Una corretta gestione di questa fase del ciclodi vita del prodotto dovrebbe consentire di minimizzare gli effetti delle emissioni,come i cattivi odori.Un’altra sorgente di emissioni atmosferiche è costituita dalla fase di smaltimentoed eventuale trattamento dei reflui liquidi (acque di vegetazione). Anche in questocaso, la gestione del sistema di trattamento può influenzare le emissioni di cattiviodori, che costituiscono il principale impatto potenziale atteso.

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Principali impatti:

• Acque di scarico: costituiscono di gran lunga il principale problema di impattoambientale legato alla produzione dell’olio di oliva.Le acque di vegetazione possono contenere alti carichi inquinanti (BOD5 e COD),ma sono anche caratterizzate dalla presenza di sostanze coloranti o tossiche,come i polifenoli, che sono difficilmente rimosse da sistemi di trattamentotradizionali.Il trattamento delle acque di vegetazione costituisce pertanto un elemento centraleper una corretta gestione della fase di estrazione dell’olio di oliva.

Le opzioni di trattamento possono essere molteplici:- lagunaggio- trattamenti biologici di tipo aerobico ed anaerobico, che però non sempre sono ingrado di degradare efficacemente i composti fenolici presenti- processi biologici e chimico-fisici accoppiati

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Principali impatti:

• Rifiuti solidi: le modalità di smaltimento o riutilizzo della sansa costituiscono unaltro elemento di notevole interesse riguardo agli impatti del processo di estrazionedell’olio sull’ambiente.

Le principali opzioni di trattamento sono basate:-sull’essiccamento della sansa in corrente di gas caldi, che può successivamenteessere inviata ad incenerimento, riutilizzata in agricoltura o smaltita in discarica,mentre le emissioni gassose debbono essere opportunamente trattate.

-su processi biologici, che possono essere di natura aerobica (compostaggio) edanaerobica (fermentazione). Questi ultimi sono caratterizzati da requisiti contenutidi spazio, mentre la produzione combinata di biogas consente pure applicazioni direcupero energetico. Rispetto al compostaggio presentano però problematichegestionali superiori, legate essenzialmente al controllo di processo, tali darichiedere l’impiego di personale qualificato e maggiori costi di investimento.

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Obiettivo dello studio e scopo:

• Identificazione e valutazione dei principali impatti e criticità ambientali associatialle tecniche di produzione dell’olio d’oliva nell’Italia meridionale, ed in particolarenella regione Calabria

• Individuazione dei processi che causano il maggiore impatto ambientale perproporre alternative tecnologiche e/o gestionali ad impatto ridotto

• Chi ha commissionato lo studio? UNASCO

• A chi è rivolto lo studio? Produttori e coltivatori olivicoli

• Prodotto di riferimento:olio d’oliva extra-vergine

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaImplementazione dell’LCA: definizione degli obiettivi e del sistema

Il sistema prodotto è un insieme di operazioni unitarie (processi), che sonolegati tra loro da flussi di prodotti intermedi e/o di correnti residue destinate altrattamento. La somma delle singole operazioni unitarie (processi) costituiscel’intero ciclo “dalla culla alla tomba” del processo/prodotto in esame. Come giàdiscusso all’inizio di questo capitolo, l’oggetto della LCA può essere ridotto rispettoall’intero ciclo di vita, prendendo di mira esclusivamente una fase del ciclo di vitastesso. Ciò implica la decisione di fissare dei confini (boundaries) per delimitarel’oggetto dello studio. La scelta di questi confini determina pertanto quali processiunitari saranno inclusi nella LCA e consente pertanto di separare il sistema inesame dal resto del mondo.

Sistema scelto:

Oliveto in cui periodicamente si effettuano operazioni di: dissodamento delsuolo, irrigazione, fertilizzazione, applicazione di pesticidi e potatura degli alberi.Le olive raccolte vengono poi trasportate al frantoio dove avviene l’operazione dimolitura.

Il sistema è stato quindi suddiviso in 2 sotto-sistemi: Coltivazione e Molitura

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaImplementazione dell’LCA: definizione del sistema

Uno studio completo di LCA per un prodotto alimentare, come l’olio di oliva,richiederebbe di includere le diverse fasi dell’intero ciclo di vita del prodotto, chedovrebbe pertanto includere:

• produzione agricola• raffinamento industriale• immagazzinamento• imballaggio• consumo• gestione dei rifiuti

Gli studi di LCA possono però anche limitarsi a stadi selezionati dell’intero ciclodi vita, che possono ad esempio includere solamente l’estrazione ed il trattamentodella materia prima.

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Implementazione dell’LCA: definizione dei confini del sistema

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Implementazione dell’LCA: definizione dei confini del sistema

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaImplementazione della LCA: definizione dei confini del sistema

Coltivazione Estrazione

Legenda: Flussi in ingresso: Energia; Materia; Acqua; Flussi in uscita: Emissioni; Rifiuti Solidi; Rifiuti liquidi; Olio;

Residui solidi

Olive

Erbicida

Pesticida

Fertilizzante

Produzione Fertilizzante

Irrigazione

Dissodamento

Applicazione Fertilizzante

Produzione Pesticida

Produzione Erbicida

Applicazione Erbicida

Potatura

Smaltimento

Raccolta

Trasporto

Applicazione Pesticida

Produzione Fertilizzanti/Additivi

Pratiche Agricole

Molitura

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Implementazione dell’LCA: definizione dell’unità funzionale

Nel caso della filiera dell’olio di oliva, possono essere fatte diverse scelte:

1 tonnellate/litro di olio di oliva1 kg/t di olive1 albero di olive1 ettaro di coltivazione ad olivi

Unità funzionale scelta:

1 kg di olio d’oliva prodotto

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Analisi dell’inventario di ciclo di vita: definizione del modello concettuale

• Determinazione dei principali processi

• Determinazione di input e output a/da ciascun processo, che possono includere:•energia/combustibile•acqua•prodotti•rifiuti•acque reflue•emissioni atmosferiche•Sottoprodotti

• Quantificazione di ciascun input/output

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Analisi dell’inventario di ciclo di vita: raccolta dati

Durante quest’ultimo stadio, vanno raccolti i dati necessari al completamento dellaraccolta dei dati per la preparazione dell’inventario.

E’ importante sottolineare come l’affidabilità dei risultati dello studio di LCA dipendafortemente dalla qualità dei dati utilizzati. Oltre a dati sito-specifici, la cuidisponibilità deve essere anche accoppiata alla loro affidabilità, esiste la necessitàdi coprire una parte dei dati richiesti con dei database, che sono spesso disponibiliin accoppiamento a software commerciali di LCA.

Nel caso in questione, si è utilizzato il software SimaPro 7 (System for IntegratedenvironMental Assessment of PROducts).I database disponbili in SimaPro includono i principali input ed output necessariper diverse unità di processo. I dati sono separati in sue gruppi:

•Foreground data: sono i dati specifici necessari per modellare lo specificosistema;•Background data: sono i dati generici, che riportano informazioni reperibiliin letteratura per sistemi di generazione di energia, trasporto di materia egestione dei rifiuti.

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I dati raccolti vanno inseriti nel software di LCA in modo da poter essereprocessati così da ottenere dei risultati preliminari, che però già possonoconsentire una valutazione delle pressioni ambientali dei diversi processi unitari.

Per quanto riguarda gli input, questi possono essere utilmente classificati intre categorie:• Input dalla natura: si riferisce ad input che sono estratti da risorse naturali;• Input dalla tecnosfera (materiali/combustibili): si riferisce a input di materiaprovenienti da altri processi unitari;• Input dalla tecnosfera (elettricità/calore): si riferisce a flussi (non di materia)che includono trasporto e energia forniti da altri processi unitari.

Per quanto riguarda gli output, per ogni processo debbono essere quantificatiprodotti e sottoprodotti di output, rifiuti da inviare a trattamento. Inoltre, vannoimportati i dati relativi a cinque flussi elementari di output: emissioni in aria, acquae suolo, flussi di rifiuti e emissioni non materiali (ad esempio rumore).

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Analisi dell’inventario di ciclo di vita: procedure di allocazione

“ripartizione dei flussi di input ed output di una unità processo al sistemaprodotto investigato”.

Nel caso in questione, una review preliminare dei principali problemi diallocazione ha rivelato che il processo di estrazione dell’olio di oliva è unprocesso multifunzione. Prima di tutto, oltre all’olio sono prodotte acque divegetazione e sansa. Laddove queste correnti fossero considerate come dellecorrenti di rifiuto, non sarebbe necessaria alcuna procedura di allocazione.Siccome al contrario vanno previsti possibili trattamenti on-site e off-site, ed èpure possibile un seppur parziale riutilizzo, queste correnti vanno trattate comesottoprodotti e vanno quindi soggette ad una procedura di allocazione.Per quanto attiene alle acque di vegetazione, si può provvedere mediantel’espansione del confine del sistema per includere il suo trattamento on-site.Per quanto attiene alla sansa prodotta durante l’estrazione dell’olio, anche inquesto caso si può provvedere con l’espansione dei confini del sistema. Lapossibilità di estrarre olio dalla sansa non va però inclusa in quanto attiene aduna diversa realtà aziendale.

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• Sebbene gran parte dei dati necessari per uno studio di LCA sia disponibile inappositi database, ci sono sempre alcuni processi che non sono reperibili o per iquali non sono disponibili dati rappresentativi.

• In questi casi, occorre sviluppare delle opportune strategie per la raccolta deidati richiesti. La fase di raccolta dati è senz’altro la fase più dispendiosa in terminidi tempo di uno studio di LCA. Vanno infatti raccolti i dati di input e di output diciascuna unità di processo individuata nell’ambito del confine fissato per lo studio.

In questo caso si è elaborato un questionario apposito che è stato distribuitopresso specifiche aziende

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi dell’inventario di ciclo di vita: raccolta dati

Questionario:1. Dati della persona che compila il questionario2. Tipo di attivitàA. Pratiche di coltivazione

A.1 dettagli sulla coltivazioneA.2 dissodamentoA.3 irrigazioneA.4 fertilizzantiA.5 pesticidiA.6 erbicidiA.7 potaturaA.8 raccolta

B.Tecnologie di frangituraB.1 tipologia di processi di produzione dell’olio d’oliva

B.2 efficienza del processoB.3 caratteristiche degli effluenti liquidi (prima del trattamento)B.4 pratiche di trattamento reflui liquidi e di riutilizzo dei sottoprodotti

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi dell’inventario del ciclo di vita: implementazione in SimaPro

L’analisi di inventario include la raccolta dei dati per ciascuna unità diprocesso individuata nel modello del processo considerato.

In SimaPro ogni processo è definito attraverso tre tipologie di informazionicontenute in altrettante sezioni.• La prima sezione, detta “documentazione” contiene diversi campi dicommento e le caratteristiche di qualità del dato.• La seconda sezione, “input/output”, contiene tutti i flussi elementari ed iprodotti in ingresso ed uscita dal processo.• Infine, la terza sezione, “descrizione del sistema”, fornisce una descrizionedettagliata del sistema

Utilizzando la funzione “analizza”, il software provvede a calcolarel’inventario del sistema costruendo l’albero del processo e tracciando tutti iriferimenti tra un processo e l’altro, in modo tale da valutare i flussi di emissioni,risorse e rifiuti per l’unità di riferimento scelta. Il risultato dell’inventarioconsisterà in una lista alfabetica per nome della sostanza considerata. In questomodo, si viene a conoscenza del contributo dei diversi stadi di processo o di vitadel prodotto al carico ambientale complessivo.

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi dell’inventario del ciclo di vita: implementazione in SimaPro

Nello specifico, il modello che descrive la produzione dell’olio di oliva è statosuddiviso in due fasi sequenziali, che fanno riferimento, rispettivamente, alleattività finalizzate alla produzione delle olive ed alle attività finalizzate alla lorotrasformazione in olio di oliva, ovvero:

• Pratiche di coltivazione;• Tecnologie di frangitura.

Le informazioni corrispondenti a ciascuna delle due fasi sono state, laddovepossibile, estratte dal questionario e dai certificati analitici ricevuti dalle aziendeagricole coinvolte.

Le informazioni fornite nei questionari sono state elaborate in modo daindividuare dei valori rappresentativi da inserire nell’inventario di ciclo di vita. Taliinformazioni sono state integrate, laddove necessario, con dati di letteratura,raccolti facendo riferimento a letteratura scientifica e tecnica nazionale edinternazionale, ovvero all’inventario disponibile per ciascun processo produttivo neldatabase del software SimaPro utilizzato per la conduzione dello studio di LCA.

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi dell’inventario del ciclo di vita: risultati

Coltivazione Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Posizione geografica Collina Collina Collina Collina Pianura Collina

Varietà di pianta coltivata Ottobratico Sinopolese Carolea

Ottobratico Sinopolese

OttobraticoSinopolese

Ottobratico Sinopolese Leccino

OttobraticoSinopolese Cassanese

Ottobratico Sinopolese Carolea Leccino

Numero di piante (n) 15000 700 922 25000 3515 2450

Superficie coltivata (m2) 450000 80000 90500 200000 139700 139900

Media di olive prodotte in 1 anno (kg/anno)

500000 92540 60000 500000 193937 400000

Media di olio prodotto in 1 anno (l/anno)

108696 13368 13330 90000 30200 87000

Età massima delle piante (anni) 70 Secoli Secoli Secoli Secoli Secoli

Metodo Sesto regolare

Irregolare Irregolare

Rapporto tra numero di piante e olio prodotto (n/l)

0,14 0,05 0,07 0,28 0,12 0,03

Rapporto tra superficie coltivata e olio prodotto (m2/l)

4,5 5,9 6,8 2,2 4,6 1,6

Risultati questionario: tecniche di coltivazione

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Risultati questionario: tecniche di coltivazione

In particolare, i dati inseriti nell’inventario di LCI sono quelli relativi allasuperficie coltivata per unità di olio prodotto. Tale dato consente infatti dinormalizzare tutti i flussi di materia ed energia legati alle pratiche agricolein riferimento alla unità funzionale costituita dal kg di olio di oliva prodotto.

Valore medio: 5 m2/kg olio prodotto

Dissodamento Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Frequenza (n/anno) 2 2 2 2 2 2

Metodo Fresatura Fresatura Fresatura Fresatura Fresatura Fresatura

Rapporto tra superficie dissodata e olio prodotto (m2/l)

4 5,9 6,4 2,2 4,6 0,1

Risultati questionario coltivazione

L’operazione di dissodamento è stata inclusa nello studio con il processoTillage-Ploughing.CH del software SimaPro, considerando: 5 m2/kg olioprodotto di superficie dissodata.

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Risultati questionario: irrigazione

Il processo di irrigazione porta non solo ad un ovvio consumo di risorsa idrica, maanche ad una serie di impatti legati alle operazioni necessarie alla irrigazione.In assenza di dati specifici, l’inventario relativo al processo di irrigazione è statoestrapolato da quello del processo Irrigating U.S. contenuto nel software SimaProche tiene in conto il processo di estrazione dell’acqua da pozzi mediantepompaggio. Il valore medio di acqua utilizzata per il processo di irrigazione, ricavatodai dati dei questionari, è 0.09 m3/kg di olio prodotto.

Irrigazione Pilota Azienda C Azienda D

Origine dell'acqua utilizzata Pozzi Norton Falda freatica Falda freatica

Metodo Goccia Goccia Goccia

Distanza tra la superficie da irrigare e la

sorgente (m) 300 0

Strumenti utilizzati Pompe sommerseTubi in materiale

plastico Tubi in gomma

Frequenza (n) 4 10 (estate) 3

Acqua consumata ogni volta (m3) 1000 1248

Acqua consumata ogni anno (m3/anno) 4000 3744

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Risultati questionario: fertilizzantiFertilizzanti Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Nome / Tipo Biammonico Letame Letame Biologico Acque reflue Pollina

Origine Minerale Animale Animale Organica Organica Animale

Metodo di trasporto Sacchi Trattore con rimorchio

Trattore con rimorchio

Trattore con rimorchio

Cisterne Trattore con rimorchio

Metodo di applicazione Spargimento Spargimento Spargimento Spargimento Spargimento Spargimento

Frequenza (n/anno) 2 1 1 2 1 2

Quantità (kg) 27000 20000 27150 2500 325000 20000

Quantità annua (kg/anno)

54000 20000 27150 5000 325000 40000

Nel presente studio è stato assunto in prima analisi l’utilizzo del fertilizzanteinorganico biammonico: ammonium nitrate ed è quindi stato inserito nell’inventarioanche il processo di produzione del fertilizzante: Ammonium nitrate, as N, atregional storehouse/RER, definito da SimaPro, che considera gli impatti derivantidal processo di produzione del fertilizzante a partire da ammoniaca e acido nitrico edal trasporto sia dei prodotti intermedi che dei prodotti finali. La quantitàconsiderata è 0,17 kg ammonium nitrate come N/ kg olio prodotto..

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Risultati questionario: fertilizzanti

L’applicazione di fertilizzanti presenta degli impatti sulle risorse naturali esull’ambiente legati alle modalità di applicazione. Ad esempio, l’utilizzo di macchineagricole durante questa operazione determinerà consumi energetici nonchéemissioni di sostanze inquinanti. L’inventario relativo a questi processo è statodefinito considerando il processo Fertilising by Broadcaster, definito da SimaPro. Lasuperficie di applicazione dei fertilizzanti è stata assunta pari a quella lavoratamediante dissodamento ed è quindi stata assunta pari a a 5 m2/kg olio prodotto.

Inoltre devono essere inclusi nell’inventario anche gli impatti dovuti all’applicazionedel fertilizzante. Per tenere in conto di questo, è stato inserito in Sima Pro ilprocesso denominato Fertilizer application emissions, in cui, facendo riferimentoallo studio di Brentrup et al. (2000), si è assunta l’emissione di NH3 in aria(considerando una volatilizzazione del 50% del prodotto applicato), e l’emissione dinitrati in acqua (assumendo la lisciviazione di circa 1 kg nitrati/210 kg N, stimemodificata tenendo conto delle peculiari condizioni meteo-climatiche della regionein cui è posizionata l’azienda pilota).

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Risultati questionario: pesticidi

Facendo riferimento al database di SimaPro, è stato considerato il processo diproduzione del pesticida organo-fosforato Organophosphorous compounds (0.001kg/kg olio).

Pesticidi Pilota

Nome / Tipo Perfekthion

Origine Di sintesi

Metodo di trasporto In bottiglie

Metodo di applicazione Trattamento fogliare

Frequenza (n/anno) 3

Quantità (kg) 45

Quantità annua (kg/anno) 135

Rapporto tra quantità di pesticidi e olio prodotto (kg/l)

< 0,001

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Risultati questionario: pesticidi

Considerando che l’applicazione del pesticida avviene per via manuale mediantetrattamento fogliare, non sono stati inseriti nell’inventario processi meccanici diapplicazione dei prodotti, ma soltanto, come riportato nel paragrafo precedenterelativamente alla fertilizzazione, il processo che considera gli impatti ambientaliderivanti dall’applicazione del pesticida.

In questo caso, è stato inserito in Sima Pro il processo denominato Pesticideapplication emissions, in cui, facendo riferimento allo studio di Haushild (2000), siè assunta l’emissione di dimeteoato in aria (considerando una volatilizzazione del30% del prodotto applicato), e l’emissione di dimetoato in acqua (assumendo lalisciviazione del 40% del prodotto applicato).

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Risultati questionario: potatura

Dai dati delle aziende B ed E, corrispondenti alla quantità di residui prodotti per kgdi olio, corretti per tenere conto della effettiva frequenza di potatura, il valoremedio dei rifiuti di potatura è risultato pari a 0.62 kg rifiuti/kg olio prodotto.Quale metodo di potatura è stato considerato nell’inventario di ciclo di vita, ilprocesso Chain sawing I che fa riferimento agli impatti dovuti alla potaturamanuale mediante motosega in termini di numero di ore di utilizzo. Assumendouna potatura biennale e della durata di circa 15 minuti per albero, si è stimato unimpiego di motoseghe per il processo di potatura pari a 0, 02 h/kg di olio prodotto.

Potatura Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Frequenza Biennale Quinquennale Biennale Annuale Annuale Quinquennale

Metodo Manuale Diradamento Agevolato Diradamento Agevolato

Rapporto tra rifiuti prodotti e numero di piante (kg/n)

300 0,08 35 6500 45

Rapporto tra rifiuti prodotti e olio prodotto (kg/l)

45 0 1,21 0,21 0,25

Gestione dei rifiuti Trinciatura Combustione Trinciatura Combustione Trinciatura Trinciatura

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Risultati questionario: potatura, raccolta e trasporto

Per quanto concerne i metodi di smaltimento dei residui di potatura, è stataconsiderata, in prima analisi, il processo di combustione.Per considerare gli impatti dovuti a questa praticola agricola, è stato quindiinserito il processo denominato Pruning residue combustion in SimaProconsiderando la combustione di 0,62 kg rifiuti/kg olio prodotto e utilizzando i datirelativi alla composizione dei fumi di combustione riportati da uno studio specificodell’Environmental Protection Agency Americana (EPA, 1993).

Quale metodo di raccolta è stato considerato nell’inventario di ciclo di vita, ilprocesso già presente in SimaPro Combine harvesting/CH che fa riferimento agliimpatti dovuti al solo trasporto delle olive raccolte con un trattore alimentato agasolio.

Inoltre sono stati considerati anche gli impatti derivanti dal trasporto delle oliveraccolte al frantoio, utilizzando il processo di SimaPro Transport Lorry 3,5-7,5 tonEuro 3, assumendo una distanza media di 10 km tra l’azienda agricola ed ilfrantoio e l’utilizzo di un furgone da 3,5-7,5 tonnellate di categoria Euro 3.

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Risultati questionario: tecnologie di frangitura

Tipologia di processi di produzione dell'olio di oliva

Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Tipo di processo 3 fasi 3 fasi 3 fasi 2 fasi 3 fasi 2 fasi

Produzione di olio d'oliva (ton/anno)

100 7,14 123 700 108

Efficienza del processo Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D Azienda E

Produzione specifica (kg olio / kg olive)

0,2 0,18 0,22 0,2 0,17 0,27

Consumo specifico di acqua (l / kg olive)

0,2 0,1 0,13 0 0,38 0,05

Produzione specifica di fanghi (kg / kg olive)

0,1 0,45 0,01 ? 0,5 0?

Produzione specifica di reflui (l / kg olive)

0,35 0,04 0,41 0,004 0?

Risultati questionario: efficienza della frangitura

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Caratteristiche degli effluenti liquidi Pilota Azienda A Azienda B Azienda C Azienda D

Analisi Analisi Analisi Analisi

pH 5,98 7 7 5,61 7 5,69 7 5,73

Acqua (%) 99,87 89,42 97,28 99,79

BOD (mg/l) 8,21 5 g/l 120 g/l 62,7 5 g/l 29,85 5 g/l 9,63

COD (mg/l) 15,44 120 g/l 130 g/l 137,5 120 g/l 68,28 120 g/l 18,9

Solidi Totali (g/l) 0,13% 130 10,58% 130 2,72% 130 0,21%

Solidi Sospesi Totali (mg/l) <1,5 5 g/l 1,82 <1,5 <1,5

Solidi Volatili (g/l) 0,10% 8,25% 2,26% 0,18%

Grassi e oli (mg/l) <1 30 9,2 5,52 1,33

Fenoli (mg/l) 0,88 0,5 0,6 6,75 0,45 3,12 0,47 1,18

Fenoli volatili (g/l) 0,27 2,61 1,07 0,46

Polifenoli (%) 1,79 17,4 9,13 2,18

Sostanze azotate (g/l) 2,49 21,4 13,22 3,27

Azoto ammoniacale (mg/l) 25 11

Azoto nitroso (mg/l) 9 0,3 0,95 11

Azoto nitrico (mg/l) 0,15 24 11 0,1

Zuccheri totali (%) 1,87 g/l 10 12,9 g/l 7,35 g/l 9 2,08 g/l

Analisi dell’inventario del ciclo di vita: risultati

Risultati questionario: caratteristiche delle acque reflue

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Analisi di dati di letteratura: caratteristiche delle acque reflue

Confronto caratteristiche delle acque di vegetazione per il processo a tre fasi con dati di letteratura (rosso) e per il processo di spremitura tradizionale con dati di letteratura (blu).

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Analisi di dati di letteratura: inventario acque reflue

Confronto caratteristiche delle acque di vegetazione per il processo a tre fasi con dati di letteratura (rosso) e per il processo di spremitura tradizionale con dati di letteratura (blu), in funzione della quantità di olio prodotto.

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Analisi di dati di letteratura: caratteristiche dei rifiuti solidi

Confronto caratteristiche rifiuti solido per il processo a tre fasi con dati di letteratura (rosso) e per il processo di spremitura tradizionale con dati di letteratura (blu), processo a due fasi (verde).

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Analisi di dati di letteratura: caratteristiche dei rifiuti solidi

Confronto caratteristiche rifiuti solido per il processo a tre fasi con dati di letteratura (rosso) e per il processo di spremitura tradizionale con dati di letteratura (blu), processo a due fasi (verde) per kg di olio prodotto.

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Dati di input – acque reflue – processo a tre fasi

Confronto dati di letteratura (blu) – dati medi analisi (rosso)

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Dati di input – acque reflue – processo a tre fasi

Confronto dati di letteratura (blu) – dati medi analisi (rosso) Per kg di olio.

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Valutazione degli impatti

Gli impatti di ogni processo sono stati valutati utilizzando come eco-indicatore ilmetodo CML 2 Baseline 2000, che tiene in conto le categorie di impatto piùrilevanti dal punto di vista ambientale per il caso oggetto di studio.

Il metodo di caratterizzazione “CML 2” è stato sviluppato dalla Leiden Universitydi Amsterdam e focalizza l’attenzione sulle seguenti categorie di impattoambientale:

il consumo di risorse abiotiche,L’effetto serra,l’assottigliamento dello strato di ozono stratosferico,la tossicità umana,l’ecotossicità,la formazione fotochimica di ozono,l’acidificazionee l’eutrofizzazione.

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: l’acidificazioneLe emissioni di composti derivanti dalla combustione di combustibili fossili, in

particolare gli ossidi di zolfo e gli ossidi d’azoto, sono i principali responsabili delfenomeno delle piogge acide, che provoca l’abbassamento del pH di laghi, forestee suolo, con gravi conseguenze per gli organismi viventi, gli ecosistemi ed imateriali. Oltre agli ossidi di zolfo e di azoto, sviluppa effetti acidificanti anchel’emissione di ammoniaca in atmosfera. L’ammoniaca, reagendo con gli ossidi dizolfo e di azoto, permette la formazione di composti relativamente stabili come ilsolfato d’ammonio ed il nitrato d’ammonio. Questo rende possibile il trasporto amedio-lungo raggio degli inquinanti acidi, caratteristica fondamentale del fenomenodell’acidificazione, che permette di rilevare gli effetti anche in zone distanti migliaiadi chilometri dalle fonti di emissione. Pur essendo l’ammoniaca un gas alcalino, haun importante effetto diretto nell’acidificazione del suolo, a causa dellatrasformazione, ad opera di microrganismi, di NH4+ in NO3

– (nitrificazionebiologica).

Indicatore di categoria: biossido di zolfo (SO2)Fattori di caratterizzazione: ad es: NOx 0,5; NH3 1,60 g eq SO2.

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: l’eutrofizzazioneCon il termine eutrofizzazione si indica una condizione di eccesso di sostanze

nutritive in un determinato comparto ambientale e nello specifico unasovrabbondanza di nitrati e fosfati in ambiente acquatico. Oggi vienecorrentemente usato anche per indicare, seppure in maniera impropria, le fasisuccessive del processo biologico conseguente a tale arricchimento, vale a direl'eccessivo accrescimento degli organismi vegetali acquatici che si ha per effettodella presenza nell'ecosistema acquatico di dosi troppo elevate di sostanzenutritive come o azoto o fosforo zolfo, provenienti da fonti naturali o antropiche(come i fertilizzanti, alcuni tipi di detersivo, gli scarichi civili o industriali), e ilconseguente degrado dell'ambiente divenuto anossico. L'accumulo di elementicome l'azoto e il fosforo causa la proliferazione di alghe microscopiche e queste, aloro volta, non essendo smaltite dai consumatori primari, determinano unamaggiore attività batterica; aumenta così il consumo globale di ossigeno, e lamancanza di quest'ultimo provoca alla lunga l’instaurarsi di condizioni anossiche,inaddatte alla sopravvivenza di forme di vita superiori.

Indicatore di categoria: fosfati (PO42-)

Fattori di caratterizzazione: ad es: Ntot 0,42; NH3 0,35; H3PO4 10,45 g eq fosfati

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: l’effetto serraL’effetto serra è un fenomeno naturale, che caratterizza la Terra fin dalle sue

origini. La superficie terrestre assorbe la radiazione emessa dal Sole sotto forma diradiazioni a breve lunghezza d’onda e ridistribuisce l’energia ricavata grazie allacircolazione atmosferica e oceanica. Questo flusso energetico viene bilanciatodalle radiazioni infrarosse a onde lunghe che la Terra riemette verso lo spazio. Unaporzione di questa radiazione infrarossa è tuttavia assorbita dai gas presentinell’atmosfera, provocando quel riscaldamento della superficie terrestre edell’atmosfera, conosciuto come “effetto serra naturale”, senza il quale latemperatura media della superficie terrestre sarebbe di circa 33°C più bassa. I gasche rendono possibile tale fenomeno sono il vapore acqueo, l’anidride carbonica(CO2), il metano (CH4), l’ozono (O3) e il protossido d’azoto (N2O).

Per comparare gli impatti dovuti all’emissione di differenti gas serra, ad ognisostanza è stato assegnato un potenziale di riscaldamento globale che esprime ilrapporto tra l’assorbimento di radiazione infrarossa causata dall’emissione di 1 kgdi tale sostanza e quello causato da una stessa emissione di CO2.

Indicatore di categoria: anidride carbonica (CO2 )Fattori di caratterizzazione: ad es: CH4 23; N2O 296 g eq CO2

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: la tossicità umana

L’indicatore d’impatto di tossicità umana si riferisce agli effetti sulla saluteumana di sostanze tossiche presenti nell’ambiente. Negli ultimi anni sono statisviluppati diversi metodi per il calcolo dei fattori di caratterizzazione, che sonogeneralmente definiti potenziali di tossicità umana (HTP, Human ToxicityPotentials).

Con il modello “USES-LCA” (Huijbregts, 1999b) sono stati calcolati i potenzialidi tossicità umana relativi al rilascio di centottantuno differenti sostanze nei diversicomparti ambientali.

Indicatore di categoria: 1,4 diclorobenzene (1,4 DCB)Fattori di caratterizzazione: ad es: NH3 0,1; benzene 1900; diossine

1900000000 g eq 1,4 DCB

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: lo smog fotochimico

Lo smog fotochimico, fenomeno caratteristico delle ore diurne delle grandi areeurbane nel periodo estivo, è una complessa miscela di inquinanti atmosfericicomposta dall’ozono e altre sostanze chimiche ossidanti (come ilperossiacetilnitrato), dal diossido di azoto (NO2) e dalle polveri sottili. Ilcomponente più importante è appunto l’ozono, a causa delle sue conseguenzesulla salute umana e sugli ecosistemi naturali. L’ozono non viene emessodirettamente ma si forma nella troposfera, sotto l’influenza della radiazione solare,a seguito di una serie di reazioni fotochimiche che coinvolgono i composti organicivolatili (COV) e gli ossidi di azoto (NOx). La particolarità di questi processi è che lesostanze che reagiscono per formare l’ozono possono anche distruggere ointeragire con l’ozono stesso. Questa ambiguità rende molto difficile controllare laproduzione di ozono.

Indicatore di categoria: etilene(C2H4)Fattori di caratterizzazione: ad es: CH4 0,006; benzene 0,22; g eq 1,4 C2H4

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: risultati

Impatti complessivi: Coltivazione e frangitura 3 fasi da analisi

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Impatti dei diversi processi di coltivazione su: eutrofizzazione

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Impatti del processo di frangitura a 3 fasi su: eutrofizzazione

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Impatti dei diversi processi di coltivazione su: effetto serra

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Impatti del processo di frangitura a 3 fasi su: effetto serra

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Normalizzazione

Coltivazione Molitura Coltivazione Molitura Coltivazione MolituraConsumo di risorse non rinnovabili 4,32*10-14 7,85*10-15 4,37*10-14 7,94*10-15 4,61*10-13 8,38*10-14

Acidificazione 5,13*10-13 5,63*10-15 5,16*10-13 5,67*10-15 6,08*10-12 6,67*10-14

Eutrofizzazione 3,02*10-13 9,94*10-14 3,04*10-13 9,98*10-14 3,22*10-12 1,06*10-12

Riscaldamento globale 5,12*10-14 4,23*10-15 5,43*10-14 4,49*10-15 4,69*10-13 3,88*10-14

Riduzione dello strato di ozono 8,82*10-17 9,18*10-17 1,95*10-16 2,03*10-16 1,21*10-15 1,26*10-15

Tossicità verso l'uomo 5,5*10-14 8,88*10-16 5,76*10-14 9,31*10-16 4,35*10-13 7,02*10-15

Ecotossicità per le acque interne 7,4*10-14 7,47*10-15 7,51*10-14 7,58*10-15 3,03*10-13 3,06*10-14

Ecotossicità per le acque marine 2,66*10-13 1,64*10-14 3,92*10-13 2,42*10-14 1,77*10-12 1,09*10-13

Ecotossicità per il suolo 2,93*10-14 5,04*10-15 2,87*10-14 4,94*10-15 1,64*10-13 2,82*10-14

Ossidazione fotochimica 4,69*10-14 6,55*10-16 5,09*10-14 7,11*10-16 5,92*10-13 8,27*10-15

World 1990 World 1995 West Europe 1995

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: risultati della normalizzazione (World, 1990)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: risultati della normalizzazione (World, 1995)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaValutazione degli impatti: risultati della normalizzazione (West Europe, 1995)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaInterpretazione: impatti sull’effetto serra(classificati per processo di coltivazione))

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaInterpretazione: impatti sull’effetto serra(classificati per sostanza emessa in coltivazione)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaInterpretazione: impatti sull’effetto serra(classificati per processo di molitura)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaInterpretazione: impatti sull’effetto serra(classificati per sostanza emessa nel processo di molitura)

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaSintesi –Coltivazione - Caratterizzazione

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaSintesi – Coltivazione - Normalizzazione

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaSintesi –Molitura - Caratterizzazione

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaSintesi –Molitura - Normalizzazione

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi di sensibilità: quantità di fertilizzante applicato

Caso base: verde

Caso min: rosso10% NH3 volatilizzata1kgNO3/210 kg N

Caso max: giallo80% NH3 volatilizzata30 kg NO3/210 kgN

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi di sensibilità: quantità di fertilizzante applicato

Caso base: verde50% NH3 volatilizzata1 kgNO3/210 kg N

Caso min: rosso10% NH3 volatilizzata0.1kgNO3/210 kg N

Caso max: giallo80% NH3 volatilizzata30 kg NO3/210 kgN

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi di sensibilità: sostanze che causano eutrofizzazione

Caso min10% NH3 volatilizzata0.1kgNO3/210 kg N

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaAnalisi di sensibilità: sostanze che causano eutrofizzazione

Caso max80% NH3 volatilizzata30 kg NO3/210 kgN

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LCA applicata alla filiera di produzione dell’olio d’olivaProposte migliorative: sostituzione fertilizzante con compost/pollina

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Conclusioni e osservazioni

• Sulla base delle simulazioni effettuate relativamente alle operazioni dicoltivazione e di trasformazione delle olive in olio tramite frangitura,possono essere tratte le seguenti conclusioni:

•1. La coltivazione presenta degli impatti complessivamente superioririspetto alla frangitura, ad eccezione degli effetti di eutrofizzazione. Ciòimplica che le principali azioni mirate a ridurre gli impatti ambientali dellaproduzione di olio di oliva andranno mirati sulle pratiche di coltivazione.

•2. Nell’ambito delle diverse operazioni che si svolgono nellacoltivazione degli ulivi, quelle maggiormente impattanti sono laproduzione ed applicazione di pesticidi e fertilizzanti, unitamente allapratica di smaltimento dei residui di potatura tramite combustione. Ilpassaggio a fertilizzanti e pesticidi meno impattanti e/o la riduzione delloro impiego dovrebbe garantire una considerevole riduzione degli impattiambientali.

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Dovrebbe inoltre essere introdotta una diversa metodologia di smaltimentodei residui di potatura, che potrebbero essere idealmente inviati acompostaggio o a recupero energetico.

•3. Per quanto attiene alle operazioni di frangitura, si rileva che ilprincipale impatto è legato alla pratica di scaricare sul suolo le acquereflue dal processo di frangitura. Sulla base dei risultati ottenuti, unariduzione di questo impatto potrebbe essere garantita da un pre-trattamento delle acque reflue, per la riduzione del carico organico(COD/BOD) e del contenuto di sostanze azotate, ovvero mediantel’applicazione di un processo a due fasi, che non prevede sostanzialmentereflui liquidi. Questa opzione condurrebbe altresì ad un incremento dellaproduzione di reflui solidi, che per di più risulterebbero caratterizzati da unelevato contenuto d’acqua, che ne renderebbe complessa la gestione.

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•4. Infine, gli impatti sul comparto atmosferico potrebbero essereridotti adottando fonti energetiche rinnovabili, come ad esempiol’installazione di pannelli fotovoltaici o l’impiego di biomasse.

L'ecobilancio (LCA): descrizione della metodologia e applicazione … · 2012-12-20 · Norma ISO...

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