valutazione del ciclo di vita

LCAlife cycle assessment

valutazione del Ciclo di Vita• La valutazione del Ciclo di Vita fa parte dei

nuovi strumenti metodologici, messi a punto negli ultimi anni, per rendere ecosostenibili le attività umane, sviluppando soprattutto interventi di natura preventiva.

• La definizione, formalizzata nella ISO 14040 (UNI EN ISO 14040, 1998) è la seguente:– “è un procedimento oggettivo di valutazione di

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”.

valutazione del Ciclo di Vita

• LCA è un metodo utile per comparare gli aspetti ambientali di prodotti specifici come autorizza il paragone ecologico di due o più prodotti fatti di materie prime diverse ma usati per gli stessi scopi.

• I risultati di uno studio di LCA comparato provvedono a fornire dati utili nella fase decisionale di selezione ambientalmente compatibile di materie prime, prodotti e produzione.

valutazione del Ciclo di Vita

• LCA è un approccio per studiare gli aspetti ambientali ed impatti potenziali durante tutta la vita di un prodotto, dall’acquisizione di materia prima o produzione alla fabbricazione, uso, riciclo, riutilizzo e smaltimento.

• LCA può essere considerato come un attrezzo utile nella fase di decisione

valutazione del Ciclo di Vita

• L’ISO/EN 14040 definisce LCA come una tecnica per stimare gli aspetti ambientali e gli impatti potenziali associati ad un prodotto mediante:– Compilazione di un inventario di dati entranti ed uscenti di un sistema

– Valutazione degli impatti ambientali potenziali associati a quelle entrate ed uscite

– Interpretazione dei risultati dell’analisi di inventario e dell’accertamento degli impatti in relazione agli obiettivi di studio

valutazione del Ciclo di Vita

• I risultati di LCA sono utilizzati da gruppi diversi: – associazione di produttori

• Interessati all’introduzione sul mercato di aspetti ed ottimizzazione ecologici

– organizzazioni ambientali• Interessate ad aumentare la consapevolezza pubblica sugli aspetti ambientali

– politici• Interessati a provvedere ad un’adeguata struttura di leggi e regolamentazioni

– consumatori• Interessati all’informazione sulla rilevanza ecologica del prodotto

valutazione del Ciclo di Vita

• Durante uno studio di LCA un prodotto viene esaminato in tutti i suoi stadi, “dalla culla alla tomba”, attraverso un’articolazione in quattro fasi principali:– La definizione dell’obiettivo, dell’unità

funzionale, della funzione del sistema e del campo di applicazione

– L’analisi d’inventario -ossia la compilazione di un bilancio di ingressi (materiali, energia, risorse naturali) ed uscite (emissioni in aria, acqua, suolo)rilevanti del sistema

– La valutazione degli impatti ambientali potenziali, diretti e indiretti, associati a questi input e output

– L’analisi dei risultati delle due fasi precedenti e la definizione delle possibili linee d’intervento

inquadramento della valutazione del ciclo di vita

definizione dell’obiettivo,

dell’unità funzionale, della funzione de sistema

e del campo di applicazione

analisi dell’inventario

valutazione dell’impatto

!!Interpretazione

!

valutazione del Ciclo di Vita

• fase preliminare di una LCA:– Prima di iniziare lo studio è necessario definire i processi che fanno parte del ciclo di vita del sistema analizzato ed individuare i confini del sistema. A tale proposito può essere utile porsi alcune domande riguardanti il sistema analizzato:• Voglio comparare dei prodotti tra loro o un prodotto con uno standard?

• Voglio progettare un nuovo prodotto o voglio migliorare uno già esistente?

• Voglio informazioni strategiche relativamente al posizionamento del mio prodotto sul mercato o semplici informazioni sul prodotto?

valutazione del Ciclo di Vita

• Definizione dell’obiettivo e campo di applicazione– La fase di definizione dell’obiettivo e del campo

di applicazione è importante perché determina la ragione per la quale si effettua una LCA, descrive il sistema oggetto dello studio ed elenca le categorie di dati da sottoporre allo studio

– L’obiettivo, il campo di applicazione e l’utilizzazione prevista dello studio avranno influenza sul suo orientamento e sul suo approfondimento, indirizzando argomenti quali la sua estensione geografica, il suo orizzonte temporale e la qualità dei dati che saranno necessari allo studio

valutazione del Ciclo di Vita• definizione della funzione del sistema e dell’unità funzionale

• le funzioni del sistema sono le caratteristiche prestazionali del sistema prodotto o dei sistemi nel caso di studi comparativi– dichiarazione delle caratteristiche prestazionali

– Evidenziazione di ogni omissione di funzioni addizionali nel caso di studi comparativi

valutazione del Ciclo di Vita

• analisi d’inventario LCI– l’analisi d’inventario comprende la raccolta dei dati e i procedimenti di calcolo che consentono di quantificare i flussi in entrata e in uscita di un sistema prodotto. Questi flussi in entrata e in uscita possono comprendere l’utilizzo di risorse e rilasci in aria, nell’acqua e nel terreno associati al sistema.

– il procedimento per condurre analisi d’inventario è iterativo, man mano che i dati vengono raccolti e il sistema è meglio conosciuto, possono essere identificati nuovi requisiti o limitazioni riguardo ai dati, che possono richiedere dei cambiamenti delle procedure di raccolta dei dati affinché siano ancora soddisfatti gli obiettivi dello studio

valutazione del Ciclo di Vita

• valutazione dell’impatto LCIA– ha lo scopo di valutare gli impatti ambientali utilizzando i risultati dell’analisi d’inventario del ciclo di vita

– comporta l’associazione dei dati di inventario a specifici impatti ambientali e approfondisce la comprensione di questi in tre fasi specifiche:• selezione

– delle categorie; degli indicatori; del modello caratterizzante; del punto finale

• classificazione– assegnazione degli impatti inventariati a specifiche categorie

• caratterizzazione– calcolo dell’indicatore per ciascuno degli impatti assegnati alla categoria

valutazione del Ciclo di Vita

• interpretazione – È la fase in cui i risultati ottenuti dall’analisi dell’inventario e nella valutazione d’impatto vengono combinati fra loro al fine di trarre le conclusioni e definire le raccomandazioni da indirizzare a coloro che devono prendere le decisioni in coerenza con l’obiettivo e il campo di applicazione dello studio

valutazione del Ciclo di Vita

approvvigionamento di materiale grezzo

lavorazione primaria

lavorazione secondaria

uso del prodotto

disposizione della fine di vitariciclo

e riuso

trasporto

trasporto

trasporto

trasporto

valutazione del ciclo di vita

LCAcaso studio edificio in crudo

LA METODOLOGIA LCA

VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE

Metodi ECO-INDICATOR 99, EPS 2000 e EDIP 96

OBIETTIVO UNITA’ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL SISTEMA CONFINI DEL SISTEMA

Competenze: INGEGNERIA, FISICA, SC. AMBIENTALI

BIOLOGIA, ARCHITETTURA, CHIMICA, MEDICINA,

ECONOMIA

NORMALIZZAZIONECARATTERIZZAZIONE VALUTAZIONE

ANALISI DI SENSIBILITA’- INTERPRETAZIONE-VALUTAZIONE DEI MIGLIORAMENTI

INVENTARIO

EMISSIONI

ENERGIEMATERIALI

PROCESSI

✓BUWAL 250 ✓Data Archive ✓ETH-ESU 96 ✓ IDEMAT 2001 ✓ Industry data ✓Methods

✓ECOINVENT ✓ANPA

• Gli strumenti utilizzati • Codice di calcolo Sima-Pro 5.0

• I metodi utilizzati • 3 Metodi di valutazione

Eco-Indicator 99 (olandese)

EPS 2000 (svedese)

EDIP 96 (danese)

Le categorie di danno di Eco-Indicator 99La metodologia degli Eco-indicatori aggrega i risultati dei danni in tre

sole categorie principali valutate in Europa

Human Health (daly)

Ecosystem Quality (PDF · m2 · Yr)

Resources (MJ Surplus)

• sostanze cancerogene • malattie respiratorie (sost. org.) • malattie respiratorie (sost. inorg.) • cambiamenti climatici • radiazioni ionizzati • impoverimento strato di ozono stratosferico

• ecotossicità • acidificazione/eutrofizzazione • uso del territorio (land use)

• minerali • combustibili fossili

!!

L’indicatore di danno è il DALY definito come il numero di

anni persi da tutti i cittadini europei.

!!

L’indicatore di danno è il PDFm2yr che esprime la

variazione% di specie animali o vegetali esposte ad una

concentrazione di emissioni superiore a quella consentita.

L’indicatore del danno è il MJ Surplus definito come differenza tra

l’energia necessaria oggi per l’estrazione, e quella indispensabile

in futuro.

Human Health (YOLL, Person Year)

• aspettativa di vita • malattie gravi • malattia meno grave • disturbi gravi • disturbi

Abiotic Stock Resources (ELU/Kg)

• capacità di crescita dei cereali • capacità di crescita dei cereali • produzione di pesce e bestiame • acidificazione del suolo • sottrazione di acqua per irrigare • sottrazione di acqua all’uso potabile

Biodiversity (Nex)

• estinzione della specie

La metodologia di EPS 2000 aggrega i risultati dei danni in quattro categorie principali valutate in tutto il mondo

Il concetto di salute umana si trasforma in un concetto

economico valutato attraverso un indicatore di danno (Person

Yr) definito come la disponibilità a pagare per

preservare la vita

L’indicatore di danno è l’ELU/Kg, cioè la disponibilità a pagare per una diminuzione di

riserve abiotiche

L’indicatore di danno è il NEX (normalized extinction of species); il costo viene

stimato come la possibilità a pagare per evitare l’estinsione della specie

Ecosystem Production Capacity

(Kg or H+eq.)

• esaurimento delle risorse

Questa categoria presuppone il concetto di

disponibilità a pagare per il mantenimento di tutte le risorse necessarie per il

sostentamento. L’indicatore di danno è il Kg o H+eq

Le categorie di danno di EPS 2000

Impatto ambientale !

gr!

m3!

Kg

• riscaldamento terrestre (CO2) • impoverimento dell’ozono (CFC-11) • acidificazione (SO2) • eutrofizzazione (NO3) • smog fotochimico (ethene) • ecotossicità in acqua suolo e aria • tossicità umana dovuta all’aria, acqua e suolo • rifiuti rischiosi • rifiuti radioattivi • scorie/ceneri • rifiuti da discarica

Consumo di risorse (Kg) • risorse (tutte)

Impatto sull’ambiente di lavoro

• minerali • combustibili fossili

La metodologia degli EDIP 96 aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie principali valutate a livello globale, regionale e locale

Le categorie di danno di EDIP 96

Definizione degli obiettivi e dei confini dello studio

Valutare l'impatto ambientale, prodotto dal

ciclo di vita di due interventi di recupero in edifici in

crudo secondo un progetto di eco-design

LCA intervento di recupero tradizionale

LCA intervento di recupero con

innovazione

Immissione dati nel codice Sima-Pro 5.0

Inventario

Qualità dei dati

Confini del sistema

Unità funzionale

Valutare il danno

ambientale dovuto alle 2

ipotesi di intervento di

recupero di un edificio in

crudo

La funzione del sistema è quello

di ricettività turistica e/o

studio e ricerca in aree sensibili

Unità funzionale è insieme dei componenti

necessari per il recupero

dell’edificio durante la sua vita

Vanno dalla raccolta delle materie prime al fine vita dei

materiali. Vanno usati le strutture e i macchinari per la

gestione del cantiere

OBIETTIVIFUNZIONE

DEL SISTEMAUNITA’

FUNZIONALE

CONFINI

Il manufatto campione

Veduta est Veduta ovest

Veduta nord Veduta sud

Prima ipotesi di intervento: il recupero tradizionaleEco-muratura in crudo

Prima ipotesi di intervento: il recupero tradizionale

1m 2 3 4 5

Sezione B-BSezione A-A

B

B

AA

Pianta coperturaLivello 2 (3 mt.)Livello 1 (1 mt.)

Seconda ipotesi di intervento:il recupero “reversibile” con tecnologie innovative

Il progetto di eco-design

5

1

3

2

4

1

3 - 4

2

5

Schema riassuntivo

Massone

Pisè

Mattone crudo

LCA di comparazione Eco-muratura in crudo

Inventario intervento recupero

TRADIZIONALE

LCA:

•Eco-Indicator 99

•EPS 2000

•EDIP 96

ECO-DESIGN

Fondazione Telaio serra

Tamponam. serra Scherm. serra

Solaio di copert. Copertura legg.

Inventario intervento recupero

REVERSIBILELCA

LCA di comparazione

LCA Raccolta dati dall’estrazione delle materie

prime al fine vita e riciclo

+ soluzioni

LCA recup. rev.

LCA recup. trad. Studio del fabbisogno energetico

secondo la legge 10/91

CONFRONTO

Studio del fabbisogno energetico

secondo la legge 10/91

Schema riassuntivo

LCA comparativo

tra i due edificiRECAL 1O

Valutazione del danno EPS 2000Considerando una vita di 1 anno

45.5 Pt102 PtBD

3.38E3 Pt2.1E3 PtASR

-39.6 Pt-24.1 PtEQ

1.21E3 Pt2.25 E3 PtHH

4.59E3 Pt4.4E3 PtTOTALE

Recup. rever.

Recupero trad.

Recupero reversibile

Abiotic Sotck Resources

Human Health

Life Expectancy (1.31E3 Pt CO2 in Incin. Wood

intermed)

Esaurimento delle risorse (1.09E3 Pt metalli)

Valutazione del danno EPS 2000Considerando una vita di 10 anni

Recupero tradizionale

79 Pt358 PtBD

8.14 E3 Pt2.08 E4 PtASR

-57,4 Pt-23.71 PtEQ

3.14 E3 Pt1.78 E4 PtHH

1.13 E4 Pt3.38 E4 PtTOTALE

Recup. rever.

Recupero trad.

Abiotic Sotck Resources

Human Health

Esaurimento delle risorse (2.08 E4 Pt natural gas nel

processo di cottura dei coppi di copertura)

Life Expectancy (1.78E3 Pt dust in fondazioni

CO2 in Incin. Wood intermed)