Secondo la ISO, l LCA rappresenta una tecnica per stimare gli aspetti ambientali ed i potenziali impatti associati ad un prodotto, mediante:

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1 1.1 CHE COSA E L ANALISI DEL CICLO DI VITA LCA? L Analisi del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment) è uno strumento per la valutazione della sostenibilità ambientale dei prodotti e dei processi. L approccio analitico della metodologia, denominato Life Cycle Thinking, si occupa di studiare tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto/processo, dalla culla alla tomba, al fine di ottenere una conoscenza globale dei flussi di energia e materia generati. Un primo tentativo di definizione di LCA è stato realizzato durante il congresso S.E.T.A.C. (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) nel 1990 a Smuggler Notch. Secondo l organizzazione LCA è un processo che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo, o attività, attraverso l identificazione e la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni nell ambiente e l identificazione e la valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti. L analisi riguarda l intero ciclo di vita del prodotto ( from cradle to grave ): dall estrazione e trattamento delle materie prime, alla produzione, trasporto, e distribuzione del prodotto, al suo uso, riuso e manutenzione, fino al riciclo e alla collocazione finale del prodotto dopo l uso La standardizzazione della metodologia è stata prevista dalla ISO (International Organization for Standardization) con la redazione di una prima norma (UNI EN ISO 14040:1998, Valutazione del ciclo di vita. Principi e quadri di riferimento ) che ne delinea i punti essenziali. Secondo la ISO, l LCA rappresenta una tecnica per stimare gli aspetti ambientali ed i potenziali impatti associati ad un prodotto, mediante: la compilazione di un inventario di ciò che di rilevante entra ed esce dal sistema; la valutazione dei potenziali impatti ambientali associati a ciò che entra e ciò che esce; l interpretazione dei risultati riguardanti le fasi di inventario e di stima degli impatti in relazione agli obiettivi dello studio La tecnica di analisi rappresenta uno strumento gestionale che utilizza parametri oggettivi e quantificabili per indirizzare decisioni riguardanti problematiche ambientali. L originalità dell approccio analitico ( dalla culla alla tomba ) rappresenta un punto di forza essenziale per valutare le performance ambientali, energetiche ed economiche di un prodotto. Il LCA, quindi, può risultare utile ai fini del risparmio di risorse energetiche e della competitività dei prodotti a livello industriale. Le informazioni che si possono ottenere mediante l applicazione di tale strumento sono: 5

2 l individuazione degli impatti sull uomo e sull ambiente; l individuazione dei comparti ambientali maggiormente colpiti (bersagli); la quantificazione degli impatti per ogni step del ciclo produttivo; la variazione dell entità di un impatto durante il ciclo di vita; il confronto delle prestazioni ambientali o energetiche tra processi/prodotti/politiche differenti; la selezione della tecnologia che riduce al minimo gli effetti negativi sui comparti ambientali e sulla salute umana; l individuazione di punti critici ambientali di un processo. La formulazione di un LCA prevede una mole notevole di dati di input (per esempio quantitativi di materie prime utilizzate, tipi di processi di lavorazione, consumi energetici, ecc.); è richiesto, quindi, un dispendio di tempo e risorse finanziarie proporzionale al grado di attendibilità dei risultati che si vogliono ottenere e dipendente anche dal tipo di applicazione effettuata. Le informazioni conclusive ad uno studio di LCA, infatti, possono riguardare internamente l azienda presso la quale lo studio è stato effettuato, piuttosto che soggetti esterni, come gli Enti pubblici, interessati a valutare gli impatti ambientali ed economici sulla collettività. È chiaro, dunque, che a seconda dell obiettivo perseguito dall analisi, l attendibilità dei risultati (e quindi la disponibilità di tempo e risorse finanziarie dietro allo studio) debba essere appropriata. 6

3 1.2 STRUTTURA DEL LCA ALLA LUCE DELLE NORMATIVE ISO ISO 14040, 1998: Valutazione del ciclo di vita. Principi e quadri di riferimento La normativa costituisce un quadro introduttivo della tecnica di LCA. Sono previsti quattro elementi essenziali: la definizione dell obiettivo e del campo di applicazione dello studio; l analisi di inventario; la fase di valutazione degli impatti ambientali generati; l interpretazione conclusiva dei risultati ottenuti. Ciascuna fase dovrà essere trattata tecnicamente nelle successive normative; nella presente norma, sono definiti i criteri generali con cui ogni fase dovrà essere sviluppata (livello di dettaglio, requisiti di qualità dei dati, trasparenza nelle procedure, ecc) ISO 14041, 1998: Definizione dell obiettivo e del campo di applicazione e analisi dell inventario La presente norma specifica i requisiti e le procedure necessarie per definire degli obiettivi e il campo di applicazione di una valutazione del ciclo di vita e per condurre un analisi di inventario del ciclo di vita LCI. La fase di definizione degli obiettivi e del campo di applicazione è fondamentale perché determina la ragione per cui si effettua un LCA, descrive il sistema oggetto di studio ed elenca le categorie di dati da sottoporre allo studio stesso. Nella successiva fase di interpretazione dei risultati, i dati verranno valutati alla luce degli obiettivi preposti e del campo di applicazione dell analisi. L obiettivo dello studio deve stabilire senza ambiguità il tipo di applicazione prevista, le ragioni per le quali viene effettuato lo studio ed il destinatario previsto, inteso come colui al quale sono comunicati i risultati. Il campo di applicazione deve prendere in considerazione tutti gli argomenti rilevanti come previsto dalla ISO Gli elementi delineati in questa fase sono: le funzioni del prodotto, l unità funzionale ed i flussi di riferimento La funzione del prodotto consiste nelle caratteristiche prestazionali dello stesso; queste devono essere chiaramente indicate. L unità funzionale, invece, serve per quantificare tali funzioni allo scopo di fornire un riferimento al quale tutti i dati in ingresso ed in uscita devono essere normalizzati.; è necessario che questo parametro sia coerente con l obiettivo ed il campo di applicazione. Una volta identificata l unità funzionale, la quantità di prodotto necessaria a 7

4 soddisfare i requisiti delle funzioni viene denominata flusso di riferimento. Da questo è possibile calcolare successivamente i flussi in ingresso e in uscita al sistema. Un confronto tra sistemi è possibile solamente analizzando le medesime funzioni quantificate attraverso identiche unità funzionali e flussi di riferimento. Un esempio per comprendere meglio la terminologia può essere quello del prodotto lavatrice, il quale deve soddisfare la funzione di lavare i vestiti. L unità funzionale potrebbe essere il numero di camicie lavate. Ogni flusso di riferimento analizzato, come ad esempio il consumo di acqua, dovrebbe essere riferito, quindi, alla singola camicia sottoposta al bucato. confini iniziali del sistema Stabiliscono quali unità di processo includere nel sistema di prodotto e il livello di dettaglio con cui analizzare tali unità (per unità di processo si intende la più piccola parte del sistema di prodotto da analizzare). I criteri utilizzati nella scelta dei flussi in ingresso e in uscita devono essere esplicitati; lo scopo principale è quello di non includere le unità di processo per le quali il contributo a livello ambientale è ritenuto a priori trascurabile. La norma elenca chiaramente anche quali fasi del ciclo di vita devono essere prese in considerazione. descrizione delle categorie di dati Si identificano in maniera dettagliata i tipi di dati da considerare (diretti, indiretti, calcolati, stimati)e le categorie cui essi appartengono (massa, energia, emissioni nell aria, suolo, acqua, rumori vibrazioni o altro). criteri per la scelta iniziale dei flussi in ingresso e in uscita l obiettivo è quello di identificare i flussi in ingresso significativi da associare ad ogni unità di processo. Nella pratica i tre criteri principali per la scelta dei flussi sono la massa, l energia e la rilevanza ambientale. I flussi trascurati dall analisi non devono apportare contributi elevati al bilancio complessivo ambientale, di massa e di energia. Requisiti di qualità dei dati i parametri con i quali valutare la qualità dei dati sono il fattore temporale (devono essere acquisiti entro un range prestabilito di tempo), la geografia (devono essere coerenti con 8

5 l obiettivo dello studio e quindi con la scala spaziale degli effetti che si vogliono valutare), la tecnologia (ad esempio le Best Available Technologies). I dati devono richiedere anche un livello di dettaglio che dipende dalla definizione dell obiettivo e del campo di applicazione in termini di precisione, completezza, rappresentatività, coerenza e riproducibilità. Sia per la definizione dell obiettivo che del campo di applicazione è consentito che l iteratività del processo possa permettere la modifica del loro contenuto anche durante il corso dell analisi. Nella fase di inventario (LCI, Life Cycle Inventory) vengono individuati e quantificati i flussi in ingresso ed in uscita al sistema di prodotto. Sono previsti tre momenti: la raccolta dei dati, il processo di calcolo e l interpretazione dei risultati. La raccolta dei dati prevede la spiegazione in dettaglio delle modalità di acquisizione (diretti, indiretti, elaborati) e delle categorie a cui i dati appartengono (materia, energia, ambiente). Il procedimento di calcolo elabora i dati in ingresso tramite algoritmi che simulano i processi industriali in esame. Questa fase prevede anche il trattamento di eventuali dati mancanti con la relativa motivazione della loro assenza. I risultati ottenuti dal procedimento di calcolo sono: le emissioni gassose, solide, liquide; le quantità di prodotto finito e/o di semiprodotti lavorati; i consumi energetici. La fase di interpretazione dei risultati dell analisi di inventario prevede la verifica della qualità dei dati e dei risultati (bilanci di massa ed energia); viene anche valutata la correttezza e l adeguatezza delle scelte metodologiche assunte nel procedimento di calcolo. I risultati dell analisi di inventario costituiscono il punto di partenza della fase successiva: la valutazione degli impatti ambientali ISO 14042, 1998: Valutazione dell impatto del ciclo di vita In questa fase, i risultati provenienti dall analisi di inventario vengono elaborati al fine di ottenere informazioni sugli impatti ambientali. La valutazione degli impatti ambientali deve contemplare i danni potenziali alla salute umana, il consumo delle risorse minerali e fossili e le possibili conseguenze ecologiche. Sono previsti tre elementi obbligatori: 9

6 Scelta delle categorie di impatto ambientale, degli indicatori di categoria e dei modelli di caratterizzazione La scelta e la definizione di queste categorie deve essere stabilita rispettando i requisiti di completezza (nella descrizione di tutti i possibili effetti ambientali), indipendenza (le varie categorie non devono essere ridondanti) e praticità (facile comprensione dei risultati). Gli indicatori di categoria servono per fornire un risultato unico per tutte le emissioni di inventario appartenenti ad una certa categoria di impatto. I modelli di caratterizzazione sono algoritmi matematici che permettono la simulazione dei meccanismi ambientali di tipo causa-effetto e che consentono di arrivare a quantificare l impatto ambientale prodotto. A questo punto della norma vengono stabiliti i criteri per la scelta degli indicatori di categoria ed i requisiti ai quali devono essere sottoposti. Assegnazione dei risultati della LCI (classificazione) I risultati dell inventario devono essere esclusivi per una sola categoria di impatto; qualora si riferiscano a più di una categoria (esempio: NO x per la formazione di ozono e l acidificazione del suolo), è necessario chiarire se i due o più fenomeni possibili sono mutuamente esclusivi oppure se si possono verificare contemporaneamente. Nel secondo caso, invece, si deve procedere all allocazione degli impatti (per esempio NO x sarà assegnato alle categorie Acidificazione e Formazione di ozono troposferico ). Calcolo dei risultati degli indicatori di categoria (caratterizzazione) L operazione implica la conversione dei risultati di LCI in unità di misura comuni e l aggregazione dei risultati convertiti di LCI all interno delle categorie secondo opportuni fattori di caratterizzazione. L utilità dei risultati di indicatore ottenuti dipende dall accuratezza, dalla validità e dalle caratteristiche dei modelli e dei fattori di caratterizzazione. Spesso, si deve trovare un compromesso tra la semplicità e l accuratezza del modello di caratterizzazione. La qualità degli indicatori di categoria può influenzare l accuratezza globale dello studio di LCA. Il calcolo comprende due fasi: la scelta e l utilizzo degli opportuni fattori di caratterizzazione; l aggregazione dei risultati dell LCI convertiti nel risultato di indicatore. I tre elementi devono essere necessariamente inclusi nelle metodologie di valutazione degli impatti (LCIA, Life Cycle Impact Assessment); tuttavia, la normativa consente un ulteriore elaborazione dei risultati ottenuti al fine di arrivare a quantificare il potenziale danno ambientale prodotto. Le operazioni facoltative previste sono: 10

7 Calcolo dell entità dei risultati di indicatore di categoria in rapporto all informazione di riferimento (normalizzazione). Ciascun risultato di indicatore viene riferito ad un termine di normalizzazione che consenta la comprensione dell entità relativa dal punto di vista ambientale. Esempi di valore di riferimento possono essere il totale delle emissioni o l utilizzo delle risorse, calcolati in una data area per abitante. La raccolta dei risultati di indicatore normalizzati costituisce il profilo normalizzato della LCIA. Raggruppamento L operazione prevede l assegnazione delle categorie di impatto ad una o più serie secondo due possibili criteri. Il primo è quello della classificazione su base gerarchica (per esempio, secondo un ordine di priorità), mentre il secondo tipo di raggruppamento può consistere nel riordino delle categorie di impatto su base nominale (per esempio, per caratteristiche delle emissioni, o per scala spaziale). Per entrambe le modalità, la classificazione si basa sulle scelte dei valori e, quindi, sulla costruzione di scenari socio economici diversi. Ponderazione Con la ponderazione si convertono i risultati di indicatore delle diverse categorie di impatto mediante fattori numerici, detti fattori di ponderazione, basati sulle scelte dei valori. Questo criterio di valutazione permette la costruzione di differenti scenari socio economici all interno dei quali valutare i danni ambientali prodotti. La scelta dei fattori di ponderazione è, dunque, soggettiva e la continua modifica di tali parametri può caratterizzare un analisi di sensitività sui risultati ottenuti. L operazione non è consentita per le asserzioni comparative a divulgazione pubblica mentre, in qualsiasi altro caso, devono essere presentati i risultati dello studio prima e dopo il procedimento della ponderazione. La motivazione di queste regole è dovuta alla soggettività dell analista, necessaria per l attribuzione dei fattori di ponderazione. Analisi della qualità dei dati L operazione consiste in un trattamento dei dati volto a comprendere il significato, l incertezza e la sensibilità dei risultati della LCIA. Vengono effettuate analisi di gravità (identificazione dei dati che contribuiscono maggiormente al risultato di indicatore), analisi di incertezza (per descrivere la variabilità statistica dei dati) e analisi di sensibilità (misurazione del grado di variabilità dei profili di LCIA in funzione della variazione dei risultati di LCI). 11

8 Le analisi di LCA che hanno lo scopo di comparare due differenti processi/prodotti e divulgare quindi i risultati ottenuti subiscono una regolamentazione più rigida e cautelativa. La normativa contiene alcune prescrizioni per la relativa procedura di LCIA in modo da garantire l elevata quantità dei dati, la massima trasparenza e la validità dei risultati. Si stabilisce che, in caso di asserzioni comparative comunicate al pubblico, la fase di LCIA,sia caratterizzata da..indicatori di categoria scientificamente e tecnicamente validi ed ambientalmente rilevanti... Sempre in questo caso, è prevista anche una revisione critica dei risultati da parte di soggetti terzi estranei allo studio e professionalmente preparati ISO 14043: Interpretazione del ciclo di vita Durante questa fase, i risultati di LCI ed i profili LCIA vengono riepilogati e discussi. L interpretazione dei risultati è una procedura sistematica che prevede tre momenti: Un identificazione iniziale dei fattori significativi Lo scopo è determinare quei fattori che si sono resi significativi per il raggiungimento degli obiettivi prefissati dall analisi LCA. In questo modo sono valutati i metodi utilizzati, le ipotesi effettuate ecc. Valutazione dei dati dell analisi e dei risultati finali L operazione consente di effettuare analisi di completezza, sensibilità (attendibilità) e coerenza dei risultati stessi (in riferimento all obiettivo e al campo di applicazione). Conclusioni, raccomandazioni e redazione di un report finale Lo sviluppo dell analisi di LCA prevede una formulazione di conclusioni preliminari coerenti con l obiettivo del lavoro ed il relativo campo di applicazione. Se le conclusioni risultano effettivamente coerenti, si procede alla redazione di un report conclusivo; altrimenti, si devono analizzare i passi precedenti dell interpretazione dei risultati (identificazione fattori significativi e la valutazione di dati e risultati). Il rapporto deve offrire un resoconto completo ed imparziale dello studio, così come previsto dalla ISO