Analisi del ciclo di vita per processi industriali Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie per l Ambiente e il Territorio Corso a scelta 6 CFU Seconda Università di Napoli Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali, Biologiche e Farmaceutiche A. A. 2014 2015 1
Parte 2: struttura di una MFA 2
Handbook of MFA 3
Argomenti Definizione del sistema e dei suoi confini Definizione degli obiettivi Richiami ai bilanci di materia e di energia Flussi di import, export e accumuli Coefficienti di trasferimento Definizione di layer Classificazione delle principali sostanze di interesse Analisi dei flussi di sostanza Concetti di Element Partitioning Energia di feedstock Software STAN 4
Material Flow Analysis L analisi dei flussi di materia (MFA) è una metodologia di analisi per la quantificazione dei flussi e degli accumuli di materiali o sostanze in un sistema ben definito. La MFA è uno strumento importante per valutare le conseguenze fisiche delle attività umane e i bisogni nel campo dell ecologia industriale, dove è utilizzato con diverse scale spaziali e temporali. 5
Material Flow Analysis Esempi di utilizzo della MFA sono: la quantificazione dei flussi di materia tra le industrie e gli ecosistemi ad esse connessi, la determinazione di INDICATORI per l utilizzo di materiali per società differenti, nonché lo sviluppo di STRATEGIE per migliorare i sistemi di flussi di materia in forma di gestione dei flussi di materia 6
MFA: una risposta ai bisogni umani I bisogni umani richiedono l approvvigionamento e l utilizzo di materiali. Quando una società si sviluppa e le attività economiche crescono, la produzione, l utilizzo, e lo smaltimento dei materiali impiegati aumenta sempre più, sino a raggiungere un livello di scala dove gli impatti negativi sull ambiente e sulla società stessa non possono più essere trascurati, né su scala locale, né su scala globale. I flussi di materia rappresentano il nucleo dei problemi ambientali, come potrebbero essere quelli legati alla produzione del percolato da una discarica piuttosto che dell estrazione del petrolio. 7
Esempio: Cambiamenti ambientali globali Quantificazione dei flussi di CO2 al centro delle politiche ambientali 8
MFA: la società come miniera di risorse Oggi è NECESSARIA una dettagliata valutazione dei materiali in uso e di quelli accumulati nell antroposfera (ambiente antropizzato) 9
MFA: la conservazione della massa La conservazione della massa: da Lavoisier INPUT = OUTPUT al metabolismo urbano IMPORT + Δ STOCK = EXPORT 10
Un po di definizioni Bene (good): i beni materiali sono definiti come entità di materia che hanno un valore economico, positivo o negativo (acqua potabile, combustibile, rifiuti solidi, ecc.) Sostanza: si riferisce ad elementi o composti chimici. Tutte le sostanze sono caratterizzate da un unica e identica costituzione e sono quindi omogenee (esempio Carbonio (C), azoto (N), mercurio (Hg), anidride carbonica (CO2), ecc.). Materiale: include sia i beni che le sostanze. Include quindi materiali grezzi così come tutte le sostanze fisicamente o chimicamente trasformate. 11
Un po di definizioni Processo: è definito come la trasformazione, il trasporto, o lo stoccaggio di un bene e/o di sostanze. Esempi di processi sono: Il metabolismo di una città, il metabolismo umano, il metabolismo animale; Un attività domestica (es. raccolta differenziata), o impiantistica (es. termovalorizzatore, cartiera, discarica); Un attività in un comparto ambientale (atmosfera, idrosfera, suolo); Un servizio (es. la raccolta del rifiuto residuale urbano). Di solito i processi sono definiti come black box. 12
Un po di definizioni Accumulo (stock): l ammontare totale di materiali stoccati in un processo è definito come «accumulo di materiali». Esistono due tipi diversi di accumulo: Esempio 1: il rifiuto in un termovalorizzatore. Perché? Esempio 2: gli edifici come parte delle infrastrutture. Perché? Flusso (flow): è definito come portata massica, cioè il rapporto tra la massa e il tempo che si muove attraverso un conduttore 13
Un po di definizioni Sistema: è definito da un gruppo di elementi, e dall interazione stessa tra gli elementi. Nella MFA gli elementi sono detti processi e flussi. Un sistema può essere una società, una regione, una nazione, o un edificio domestico. Confini del sistema (boundary): sono definiti nel tempo e nello spazio. Spesso si sceglie un confine: temporale di un anno in funzione della disponibilità dei dati; Spaziale coincidente con i confini geografici in cui il processo è localizzato; Flussi in ingresso sono detti IMPORT, flussi in uscita sono detti di EXPORT 14
Un po di definizioni Coefficienti di trasferimento (TC): descrivono la ripartizione di un materiale (un bene o una sostanza) in un processo, e il suo trasferimento in uno specifico flusso di output. La somma dei coefficienti di trasferimento verso i flussi di ouput deve essere uguale ad 1, considerando che nel trasferimento di materia anche gli accumuli sono considerati come output. 15
Un po di statistica: minimi quadrati 16