(A cura di V. Bassetti  - Laureanda in Scienze Ambientali - Università degli Studi di Bologna - Sede di Ravenna - Tesista presso il Settore Ambiente del CISE)

Il Life Cycle Assessement (LCA) è uno strumento quantitativo per la valutazione dell’impatto ambientale che sta acquistando sempre più popolarità tra coloro che si occupano di problemi ambientali, bisogna tuttavia dire che in genere della LCA è più noto il nome che i reali contenuti. Oggi l’uso della LCA si sta estendendo anche alla piccola e media industria grazie a una crescente comprensione del suo campo di applicazione e dei benefici che può dare. Gli studi di LCA non interessano solamente l’impresa ,ma anche gli ambientalisti e la pubblica amministrazione. L’Analisi del Ciclo di Vita è un analisi sistematica che valuta i flussi di materia ed energia durante tutta la vita di un prodotto, dall’estrazione delle materie prime, alla produzione, all’utilizzo, fino all’eliminazione del prodotto stesso una volta divenuto rifiuto. L’obiettivo generale di una LCA è valutare gli impatti ambientali associati alle varie fasi del ciclo di vita di un prodotto, nella prospettiva di un miglioramento ambientale di processi e prodotti. La caratteristica fondamentale di LCA è costituita dal modo assolutamente nuovo di affrontare l’analisi dei sistemi industriali: dall’approccio tipico dell’ingegneria tradizionale ,che privilegia lo studio separato dei singoli elementi dei processi produttivi, si passa ad una visione globale del sistema produttivo, in cui tutti i processi di trasformazione a partire dall’estrazione delle materie prime fino allo smaltimento dei prodotti a fine vita, sono presi in considerazione in quanto partecipano alla realizzazione della funzione per la quale essi sono progettati.

Questa impostazione di studio del sistema produttivo fa parte di una cultura più ampia ed alternativa rispetto a quella che ha supportato il tradizionale modello di sviluppo industriale, vale a dire una cultura che pensa alla produzione industriale nell’ottica del concetto di sviluppo sostenibile, i cui obiettivi fondamentali sono la conservazione delle risorse naturali e la minimizzazione degli effetti delle attività antropiche sull’ambiente.

Più in particolare, l’LCA può essere utilizzata per stimare l’impatto ambientale complessivo di un prodotto per confrontare due prodotti simili dal punto di vista dell’impatto ambientale, per individuare possibili miglioramenti all’interno di un ciclo produttivo.

• Per realizzare una raccolta completa ed organica di tutti i dati relativi alla fabbricazione di un prodotto, creando così un sistema informatico che supporti un sistema di gestione ambientale, tenendo sotto controllo le emissioni, i consumi delle risorse e gli effetti connessi.

• Per raggiungere un maggior controllo delle prestazioni ambientali di un prodotto e/o di un processo.

• Per evidenziare i "punti deboli" del processo produttivo: individuando le fasi sulle quali è possibile intervenire per diminuire l’impatto ambientale del prodotto, si può arrivare a ridurre i consumi di energia, di materie prime e la produzione di rifiuti, diminuendo di conseguenza i costi di produzione.

• Per valutare la "prestazione ambientale" di un prodotto rispetto a un prodotto analogo, in modo tale da poter fare delle opportune scelte.

• Per progettare e quindi realizzare un prodotto che causi un minor impatto sull’ambiente (Ecodesign).

• Per individuare le possibili migliorie tecnologiche e gestionali di un prodotto e del suo indotto nell’ottica dello sviluppo sostenibile.

• Per migliorare l’immagine del prodotto e dell’Azienda, nei confronti del pubblico.

Come già detto LCA è un metodo completo di analisi ambientale , che permette di studiare nel dettaglio le interazioni di un prodotto ,di un processo o di una attività con l’ambiente e può rappresentare quindi uno strumento efficace di gestione ambientale.

Fino ad oggi si sono sviluppate diverse metodologie per l’analisi del ciclo di vita e la standardizzazione di questi metodi per effettuare LCA è stata compiuta da "SETAC" (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) e da "ISO" (International Standard Organization), la quale ha definito ed emanato una norma che offre riferimenti per la corretta applicazione dell’analisi del ciclo di vita (la norma UNI EN ISO 14040).

La definizione di analisi del ciclo di vita proposta da "SETAC" è la seguente:

Le principali fasi di una analisi del ciclo di vita, secondo la procedura indicata da "SETAC", possono essere così schematizzate:

1. DEFINIZIONE DELLO SCOPO E DEI LIMITI DELLO STUDIO

In questa fase vengono definite:

• le finalità dello studio;

• l’unità funzionale;

• i confini del sistema analizzato;

• i dati necessari;

• eventuali assunzioni;

• le procedure di verifica.

Questa fase preliminare è indubbiamente critica in quanto determina tutta la successiva impostazione LCA, inoltre decidere su cosa siano la "culla" e la "tomba", quindi i confini nell’esecuzione di tale analisi, è uno dei punti di maggiore discussione. Anche la scelta dell’unità funzionale intesa come parametro cui riferire tutti gli elementi che compongono il bilancio ambientale del sistema in esame è un punto problematico. La scelta deve essere fatta ricordando che per unità funzionale occorre intendere la prestazione quantificata e per questo misurabile e oggettivamente riscontrabile di un prodotto, da utilizzare come unità di riferimento in uno studio di LCA.

2. REALIZZAZIONE DELL’INVENTARIO DI INPUT E OUTPUT

Scopo di questa fase è quello di evidenziare tutti i flussi di input e output riferibili alle diverse fasi relative al prodotto. E’ in questo secondo step che vengono contabilizzati i flussi delle materie prime, delle emissioni e delle loro componenti. Seguendo la definizione che troviamo nella ISO 14000 è in questa fase che vengono "individuati e quantificati flussi in ingresso e in uscita da un sistema-prodotto, lungo tutta la sua vita". Verranno quindi identificati e quantificati i consumi di risorse (materie prime, acqua, prodotti riciclati), di energia (termica ed elettrica) e le emissioni in aria, acqua e suolo, arrivando così al termine a strutturare un vero e proprio bilancio ambientale. Per la redazione di quest’ultimo dovrà essere controllata la qualità dei dati: in quanto è su quest’ultima che si fonda la validità e l’attendibilità di tutto lo studio di LCA.

I dati raccolti allora potranno essere distinti in 3 categorie:

• Dati Primari (provenienti da rilevamenti diretti);

• Dati Secondari (ricavati dalla letteratura come data base e da altri studi);

• Dati Terziari (provenienti da stime e da valori medi).

Per assicurare che sia da giudicare buona l’attendibilità e la trasparenza dei dati occorrerà, come buona norma riportare:

• L’età dei dati (anno cioè a cui si riferiscono le misurazioni rilevate)

• Il territorio per il quale il dato è significativo

• La tecnologia di riferimento

• Il tipo di campionamento fatto per ciascun dato riportato

• Il processo a cui è riferito il dato

• I metodi di calcolo impiegati per ottenere valori medi

• La varianza e le irregolarità riscontrate nelle misurazioni

• I metodi usati per il controllo i qualità

Potrebbe allora essere costruita una sorta di matrice per definire e valutare con un discreto grado di approssimazione il livello qualitativo dei dati impiegati per avviare un LCA. Un problema riscontrabile subito risiede nella metodologia dell’LCA, la quale per sua stessa natura richiede una grande quantità di informazioni e di dati, di cui il proponente dello studio non sempre dispone. Al fine di stabilire una procedura standard per la fase di inventario, le ricerche si stanno muovendo verso lo sviluppo di modelli matematici specifici per la raccolta dei dati. L’uso di data base, pubblici o privati, permette di migliorare considerevolmente l’efficienza nella realizzazione dello studio. Altro problema che può presentarsi durante questa seconda fase riguarda la ripartizione di consumi e impatti relativi a prodotti differenti generati da uno stesso processo produttivo. Sui criteri da impiegare per tali ripartizioni poche sono ancora le indicazioni fornite. E’ evidente che sarà importante cercare di conoscere nel dettaglio il processo produttivo così da poter attribuire ad ogni prodotto finale la quota spettante di materia prima, energia consumata e quindi anche impatti in aria, acqua e rifiuti solidi.

Quando ciò non risulti possibile, in quanto, ad esempio in uno stesso processo vengono lavorati più categorie di prodotti, si potrebbero ripartire consumi e relativi impatti:

• Per via ponderale (quantità consumate assegnate in base al peso dei diversi prodotti)

• In base al valore economico di ciascun prodotto

• In funzione all’importanza dei vari prodotti

Es: se in un processo da cui otteniamo 2 prodotti A e B vengono immessi 800 litri d’acqua.

Seguendo il criterio di allocazione in peso avremo:

Peso prod. A=750 kg - Peso prod. B=250 kg

Quantità d’acqua attribuibile ad A=750x800:1000=600

Quantità di acqua attribuibile a B=250x800:1000=200

Seguendo, invece, il criterio di allocazione per valore economico, avremo:

Prezzo prod. A al kg 1000 =750x1000 =750000

Prezzo prod. B al kg 3000 =250x3000 =750000

Quantità di acqua attribuibile ad A = 400

Quantità di acqua attribuibile ad B = 400

Lo stesso tipo di metodo verrà impiegato per allocare ad ogni singolo prodotto altri consumi e impatti (emissioni in aria, acqua, rifiuti solidi, materie prime o intermedie, energia).

La conoscenza del processo e del sistema in esame, inoltre, implicherà la definizione di eventuali flussi di riciclo interni; questi potranno essere:

- Ad anello chiuso, qualora il materiale recuperato, sottoposto a trattamento, venga di nuovo inserito a monte del processo produttivo. In questo caso evidentemente i consumi e gli impatti si andranno a ridurre, in quanto una stessa quantità (di acqua, energia, materie prime) verrà impiegata per più cicli produttivi e quindi ripartita su un numero maggiore di prodotti.

- Ad anello aperto, quando il prodotto riciclato verrà immesso in un nuovo processo così che i benefici conseguenti al trattamento saranno "assorbiti" dal nuovo processo.

Oltre agli impatti relativi al processo dovranno essere disaggregati i dati riguardanti:

• Impatti e consumi relativi all’Energia Elettrica importata nel sistema: bisogna chiarire qual è il contesto di Riferimento (Regionale, Nazionale, Comunitario) per poter valutare il mixing di combustibili che concorrono alla produzione del KW elettrico, l’efficienza globale del sistema ed i relativi impatti sull’ambiente.

• Impatti e consumi relativi al sistema di trasporti: i prodotti possono essere trasportati in modi diversi, con impatti diversi per unità di prodotto trasportato; esistono quindi impatti diversi relativi ai differenti mezzi di trasporto utilizzati. Se volessimo fornire un dato sappiamo, ad esempio, che un prodotto trasportato su autocarro produrrà, quale effetto indiretto sull’ambiente, un emissione di NOx pari a 1,0332 g/km t, mentre il trasporto su ferrovia causerà un emissione di NOx pari a 0,0401 g/km t.

• Impatti e consumi relativi al sistema di smaltimento rifiuti che verranno prodotti.

In conclusione si può affermare che nella stesura di un inventario occorre fare attenzione a:

• Indicare l’origine dei dati;

• Indicare l’anno a cui i dati si riferiscono;

• Rispettare i parametri minimi di disaggregazione dei dati;

• Nel caso di valori medi di processo indicare sempre i valori minimi e massimi.

3. VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI AMBIENTALI

Consiste nella valutazione della significatività degli impatti ambientali potenziali, associati ai dati derivanti dalla fase di inventario. In questo step dovrebbero essere valutati gli effetti sulla salute e sull’ambiente causati da un prodotto nel corso del suo ciclo di vita. L’analisi e la valutazione dell’impatto ambientale nell’LCA, si articola generalmente in quattro punti:

• Classificazione : ciascun impatto (input ed output delle fasi del ciclo di vita), quantificato nella fase di inventario, viene "classificato" sulla base dei problemi ambientali a cui può potenzialmente contribuire. Alla fine di questa fase, all’interno di ciascuna categoria di impatto ambientale saranno contenuti tutti gli input ed output del ciclo di vita che potenzialmente possono contribuire a quel problema ambientale (la stessa sostanza o materiale potrà essere quindi contenuta all’interno di più categorie ambientali).

• Caratterizzazione : ciascuna sostanza contribuisce in maniera differente allo stesso problema ambientale; le quantità di ciascun input ed output vengono quindi moltiplicati per un "fattore di peso" che misura l’intensità dell’effetto di una sostanza sul problema ambientale considerato. Questi "fattori di peso" vengono calcolati sulla base di dati puramente scientifici. I dati, una volta moltiplicati per i "fattori di peso", possono essere sommati all’interno di ciascuna categoria ambientale e si ottiene così un insieme di valori adimensionali che definisce il profilo ambientale del sistema.

• Normalizzazione : i valori precedentemente ottenuti vengono normalizzati, divisi cioè per un "valore di riferimento" o "effetto normale" ( ad es: gli effetti sull’ambiente causati da una "persona normale" durante un determinato periodo di tempo ) 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.

• Valutazione : 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 prodotto.

E’ opportuno sottolineare in questa terza fase le difficoltà che nascono nel valutare i dati finali poiché al momento ci sono interessanti metodologie proposte, ma nessuna ancora chiara e univoca, oltre al livello di soggettività che sta dietro alle diverse valutazioni di impatto.

4. INTERPRETAZIONE E ANALISI DEI RISULTATI

Consiste nell’interpretazione dei risultati delle fasi di inventario e di valutazione degli impatti e nell’eventuale redazione di conclusioni e di raccomandazioni per il miglioramento della performance ambientale del sistema studiato. In questa fase quindi si valutano le opportunità per minimizzare l’impatto associato ad un prodotto. L’analisi del ciclo di vita permette di identificare gli ambiti in cui si potrebbero attuare dei miglioramenti. Si possono così valutare le varie proposte di miglioramento costruendo i relativi profili ambientali e tenendo conto di altri criteri decisionali, scegliere l’alternativa più appropriata. Esistono diversi metodi e sono disponibili numerosi software per effettuare l’analisi dell’impatto ambientale associato al ciclo di vita, in quanto non è stata ancora sviluppata una metodologia standard.

Uno di questi software è il SimaPro che è costituito da due componenti principali: un database per la fase di inventario ( costituito dai processi e dagli inputs ed outputs associati ai processi) ed un database per l’analisi dell’impatto ambientale. Con il software SimaPro è possibile analizzare e confrontare prodotti con cicli di vita anche molto complesso, in quanto le banche dati di cui dispone, oltre a contenere un numero molto ampio di dati, possono essere modificare e completate in modo molto flessibile e senza limitazioni da parte dell’utente. I dati sono rappresentati nel semplice e pratico formato sviluppato da "SPOLD", che è standardizzato e che permette de effettuare facilmente modifiche nei dati inseriti.