Università degli Studi di Modena e Reggio EmiliaUniversità degli Studi di Modena e Reggio EmiliaFacoltà di Ingegneria – Sede di Reggio Emilia –Facoltà di Ingegneria – Sede di Reggio Emilia –

Corso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Laurea in Ingegneria Gestionale

Confronto fra tre metodi di Confronto fra tre metodi di valutazione dell’impatto ambientale valutazione dell’impatto ambientale applicato al caso dell’analisi del ciclo applicato al caso dell’analisi del ciclo

di vita di un servizio: la biblioteca di vita di un servizio: la biblioteca comunale di Bagnolo in Piano (RE)comunale di Bagnolo in Piano (RE)

Comune di Bagnolo in Piano (RE)

Tesi di Laurea di: Tesi di Laurea di: Roberto Roberto PergreffiPergreffi

Relatore: Relatore: Prof.ssa Ing. Gigliola Prof.ssa Ing. Gigliola SpadoniSpadoni

Correlatore: Ing. Correlatore: Ing. Paolo Neri (ENEA)Paolo Neri (ENEA)

Confrontare tre metodi di Confrontare tre metodi di valutazione dell’impatto valutazione dell’impatto

ambientale per determinare ambientale per determinare eventuali analogie e differenze. Il eventuali analogie e differenze. Il confronto è stato condotto prima confronto è stato condotto prima

su un caso teorico, poi sul LCA su un caso teorico, poi sul LCA della biblioteca di Bagnolo in della biblioteca di Bagnolo in

Piano.Piano.

Ecoindicator Ecoindicator 9999

EPS EPS 20002000

Edip 96Edip 96

Scopo dello studioScopo dello studio

Possiamo definire l’inquinamentoinquinamento come una

variazione quantitativa della concentrazione di una sostanza

che, non permettendo alla natura o all’uomo un

successivo adattamento, produce una variazione qualitativa indesiderata.

Che cos’è una sostanza sostanza inquinanteinquinante?

““LCA è un processo che permette di valutare LCA è un processo che permette di valutare

gli impatti ambientali associati ad un gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso prodotto, processo o attività, attraverso l’identificazione e la quantificazione dei l’identificazione e la quantificazione dei

consumi di materia, energia ed emissioni consumi di materia, energia ed emissioni nell’ambiente e l’identificazione e la nell’ambiente e l’identificazione e la

valutazione delle opportunità per diminuire valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti.”questi impatti.”

““SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry,

[1993] )[1993] )

Che cos’è LCA?Che cos’è LCA?

Schema LCA (UNI–ISO 14040)Schema LCA (UNI–ISO 14040)

OBIETTIVOOBIETTIVOUNITA’ FUNZIONALEUNITA’ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL FUNZIONE DEL SISTEMASISTEMACONFINICONFINI

INVENTARIOINVENTARIOMATERIALIMATERIALI

PROCESSIPROCESSI

ENERGIEENERGIE

EMISSIONIEMISSIONI

COMPETENZE: COMPETENZE: INGEGNERIA, FISICA, INGEGNERIA, FISICA, BIOLOGIA, CHIMICA, BIOLOGIA, CHIMICA,

MEDICINA, ECONOMIAMEDICINA, ECONOMIA

CLASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONE CARATTERIZZAZIONECARATTERIZZAZIONE NORMALIZZAZIONENORMALIZZAZIONE VALUTAZIONVALUTAZIONEE

VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALEVALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE

Con il METODO ECO INDICATOR 99Con il METODO ECO INDICATOR 99

Eco Indicator 99Eco Indicator 991 kg di SOSTANZA EMESSA1 kg di SOSTANZA EMESSA

fattori di NORMALIZZAZIONEfattori di NORMALIZZAZIONEInverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1 Inverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1

annoanno

fattori DI VALUTAZIONEfattori DI VALUTAZIONEImportanza relativa delle categorie di dannoImportanza relativa delle categorie di danno

fattori di CARATTERIZZAZIONE

SOSTANZE CANCEROGENESOSTANZE CANCEROGENE MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.)MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.) MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.)MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.) CAMBIAMENTI CLIMATICICAMBIAMENTI CLIMATICI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONOOZONO RADIAZIONI IONIZZANTIRADIAZIONI IONIZZANTI

SALUTE SALUTE UMANAUMANA::

(DALY: Disability(DALY: DisabilityAdjusted Life Years)Adjusted Life Years)

ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONEACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE ECOTOSSICITA’ECOTOSSICITA’ USO DEL TERRITORIOUSO DEL TERRITORIO

QUALITA’ :QUALITA’ :dell’ECOSISTEMAdell’ECOSISTEMA(PDF*m2*anno: Potentially(PDF*m2*anno: Potentially

Disappeared Fraction)Disappeared Fraction)

MINERALIMINERALI COMBUSTIBILI FOSSILICOMBUSTIBILI FOSSILI

64,7 (salute umana)

300 (salute umana)

0,004076 Pt/kg

2,1E-7daly/kg

1 kg CO2

x

x

x

x

x

x

=

IMPOVERIMENTOIMPOVERIMENTOdi RISORSE :di RISORSE :(MJ Surplus)(MJ Surplus)

Il metodo EPS 2000

Salute umana

Aspettativa di vitaMalattia graveMalattiaDisturbo serioDisturbo

Capacità di produzione dell’ecosistema

Capacità di crescita dei raccoltiCapacità di crescita della forestaProduzione di carne e di pesceAcidificazione del suoloProduzione di acqua per irrigareProduzione di acqua potabile

Biodiversità

Quantità di risorse abiotiche

Esaurimento delle riserve

Estinzione di specie

1.Caratterizzazione C(j)

Person Years (YOLL)

ELU/Kg

Kg e H+ eq. per Acidif. del suolo

2.Valutazione

VD(j)=C(j)*V(j)

Unità di misura delle 4 categorie di danno è ELU (environmental load unit)3.Ponderazione

Per tutte le 4 categorie il fattore di ponderazione vale 1. Le unità di misura sono le stesse

ELU

Il metodo Edip 96Il metodo Edip 96

1. Riscaldamento terrestre2. Impoverimento dell’ozono3. Acidificazione

4. Eutrofizzazione

5. Smog fotochimico

6. Ecotossicità cronica nell’acqua7. Ecotossicità acuta nell’acqua8. Ecotossicità cronica nel suolo9. Tossicità umana dovuta all’aria10. Tossicità umana dovuta all’acqua11. Tossicità umana dovuta al suolo12. Rifiuti da discarica13. Rifiuti rischiosi14. Rifiuti radioattivi15. Scorie/ceneri16. Risorse (tutte)

g COg CO22

g g CFC11CFC11

g SOg SO22

g NOg NO33

g g etanoetano

g/mg/m33

kgkg

CATEGORIE

D’IMPATTO

2.Normalizzazione

NP(j) = P(j)/T*R(j)

T:tempo di durata del servizio,

R(j):danno mondiale

1. Caratterizzazione P(j)

3.Ponderazione

WP(j) = NP(j)*WF(j)

WF(j) = Danno 1990

Target 2000

FASI LCAFASI LCA

DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI CONFINI DEL SISTEMA CONFINI DEL SISTEMA

GOAL DEFINITION AND SCOPING - ISO 14041GOAL DEFINITION AND SCOPING - ISO 14041 - -

ANALISI D’ INVENTARIOANALISI D’ INVENTARIO LIFE CYCLE INVENTORY ANALYSIS - ISO 14041 -LIFE CYCLE INVENTORY ANALYSIS - ISO 14041 -

ANALISI DEGLI IMPATTIANALISI DEGLI IMPATTI LIFE CYCLE IMPACT ASSESSMENT- ISO LIFE CYCLE IMPACT ASSESSMENT- ISO

14042 -14042 -

22

33

INTERPRETAZIONE DEI RISULTATIINTERPRETAZIONE DEI RISULTATI

LIFE CYCLE INTERPRETATION AND IMPROVEMENT- ISO LIFE CYCLE INTERPRETATION AND IMPROVEMENT- ISO 14043 -14043 -

44

11

1. DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E 1. DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI CONFINI DEL SISTEMADEI CONFINI DEL SISTEMA

Obiettivo dello studio

I confini del sistema

Determinare il danno ambientale dovuto alla

fabbricazione, all’uso e al fine vita dell’edificio e di

tutte le strutture necessarie al servizio

bibliotecario.

I consumi di energia elettrica, termica e idrica, la produzione l’uso e il fine vita di materiali, di impianti e di attrezzature di cui è fornita la biblioteca, la costruzione

e l’abbattimento dell’edificio.

Unità Unità funzionalefunzionale

La popolazione di Bagnolo in Piano in quanto utente potenziale della biblioteca in un anno di servizio

2. ANALISI D’ INVENTARIO2. ANALISI D’ INVENTARIO

Raccolta dei dati

Process Edificio

Process Muri

Process Solai

Process Tetto

Process Travi

Process Infissi

Process Porte

Process Vetri

Process Sistema di riscaldamento

Process Centrale termica

Process Servizio

Process ComputerProcess StampanteProcess Telefono

Process Libro

Process Rivista

Process Fotocopiatrice

Process Arredi

Process Toner

Process Pulizia

Process Lampade

3. ANALISI DEGLI IMPATTI con 3. ANALISI DEGLI IMPATTI con Ecoindicator Ecoindicator 9999

Il diagramma della caratterizzazioneIl diagramma della caratterizzazione

Nella categoria Nella categoria SALUTE UMANASALUTE UMANA, il valore del danno è pari a , il valore del danno è pari a 0.0193 0.0193 DALYDALY, determinato in gran parte dal , determinato in gran parte dal consumo di elettricità..

Nella categoria Nella categoria QUALITA’ DELL’ECOSISTEMAQUALITA’ DELL’ECOSISTEMA, il valore del danno è , il valore del danno è pari a pari a 1.11E3 PDF*m2y1.11E3 PDF*m2y, , dovuto in gran parte alla dovuto in gran parte alla fabbricazione del cemento. .

Nella categoria Nella categoria RISORSERISORSE, il valore del danno è pari a , il valore del danno è pari a 1.98E4 MJ 1.98E4 MJ SurplusSurplus, dovuto al , dovuto al consumo di elettricità..

3. ANALISI DEGLI IMPATTI con 3. ANALISI DEGLI IMPATTI con EPS 2000EPS 2000Il diagramma della caratterizzazioneIl diagramma della caratterizzazione

Nella categoria Nella categoria SALUTE UMANASALUTE UMANA, il valore del danno è pari a , il valore del danno è pari a 3.72 3.72 ELUELU, determinato in gran parte dal , determinato in gran parte dal consumo di elettricità. .

Nella categoria Nella categoria CAPACITA’ DI PRODUZIONE DELL’ECOSISTEMACAPACITA’ DI PRODUZIONE DELL’ECOSISTEMA,, il il valore del danno mancato è pari a valore del danno mancato è pari a -22 ELU-22 ELU, dovuto in gran parte , dovuto in gran parte all’all’elettricità. .

Nella categoria Nella categoria QUANTITA’ DI RISORSE ABIOTICHEQUANTITA’ DI RISORSE ABIOTICHE, il valore del , il valore del danno è pari a danno è pari a 9.35E3 ELU9.35E3 ELU, dovuto all’, dovuto all’elettricità. .

Nella categoria Nella categoria BIODIVERSITA’BIODIVERSITA’, il valore del danno è pari a , il valore del danno è pari a 30.7 ELU30.7 ELU, , dovuto all’dovuto all’elettricità..

3. ANALISI DEGLI IMPATTI con 3. ANALISI DEGLI IMPATTI con EDIP EDIP 9696Il diagramma della caratterizzazioneIl diagramma della caratterizzazione

Nella categoria d’impatto Nella categoria d’impatto RISCALDAMENTO TERRESTRERISCALDAMENTO TERRESTRE, il valore del , il valore del danno è danno è 1.65E7 gCO1.65E7 gCO2 2 dovuto in gran parte all’dovuto in gran parte all’elettricità. . Nella categoria d’impatto Nella categoria d’impatto IMPOVERIMENTO dell’OZONOIMPOVERIMENTO dell’OZONO, il valore del danno è , il valore del danno è 11,3 gCFC1111,3 gCFC11 dovuto in gran parte ancora all’dovuto in gran parte ancora all’elettricità. . Nella categoria Nella categoria TOSSICITA’ UMANA DOVUTA ALL’ARIATOSSICITA’ UMANA DOVUTA ALL’ARIA, il valore del , il valore del danno è danno è 1,19E9 g/m1,19E9 g/m33 dovuto ai dovuto ai librilibri per la per la produzione di metalli pesanti in aria. Nella categoria . Nella categoria RIFIUTI DA RIFIUTI DA DISCARICADISCARICA, il valore del danno evitato è , il valore del danno evitato è 1,67E4 Kg1,67E4 Kg dovuto all’ dovuto all’edificioedificio per la possibilità di per la possibilità di riciclare le emissioni solide.

Il diagramma della valutazione per process contribution secondo

Ecoindicator 99

I processi che contribuiscono in misura maggiore al danno totale per il metodo Ecoindicator 99 sono:

1.ElettricitàElettricità 638 Pt 638 Pt

2.2.Consumo di GasConsumo di Gas 255 Pt

3.Riciclo dei materiali da costruzione con discarica Riciclo dei materiali da costruzione con discarica evitataevitata

Il diagramma della valutazione per process contribution secondo EPS

2000

I processi che contribuiscono in misura maggiore al danno totale per il metodo EPS 2000 sono:

1.Elettricità Elettricità 6240 Pt6240 Pt

2.2.Consumo di GasConsumo di Gas 2210 Pt

3.RameRame 1530 Pt 1530 Pt

Il diagramma della valutazione per process contribution

secondo Edip 96

I processi che contribuiscono in misura maggiore al danno totale per il metodo Edip 96 sono:

1.ElettricitàElettricità 0,394 Pt 0,394 Pt

2.2.RameRame 0,119 Pt

3.Consumo di GasConsumo di Gas 0,0906 Pt

1. 1. Dall’analisi della caratterizzazioneDall’analisi della caratterizzazione risulta che il risulta che il processoprocesso che determina in molte categorie il valore del che determina in molte categorie il valore del danno sull’ambiente o sull’uomo è quello dell’danno sull’ambiente o sull’uomo è quello dell’elettricitàelettricità, , anche se nel metodo Edip la salute umana è condizionata anche se nel metodo Edip la salute umana è condizionata in modo maggiore dalla in modo maggiore dalla produzione di metalli pesanti in aria dovuto al processo dei libri.. 2. 2. Dall’analisi della valutazioneDall’analisi della valutazione emerge che i processi che emerge che i processi che determinano in misura maggiore il valore del danno determinano in misura maggiore il valore del danno ambientale sono simili per tutti tre i metodi: l’ambientale sono simili per tutti tre i metodi: l’ElettricitàElettricità, , il il Consumo di GasConsumo di Gas e il e il RameRame (nell’Ecoindicator il rame è (nell’Ecoindicator il rame è sostituito dal riciclo dei materiali da costruzione).sostituito dal riciclo dei materiali da costruzione).3. 3. Nella valutazioneNella valutazione il rapporto tra i valori dei processi più il rapporto tra i valori dei processi più dannosi mantengono lo stesso ordine di grandezza. dannosi mantengono lo stesso ordine di grandezza.

Analogie Differenze

1.1.I valori del dannoI valori del danno sull’ambiente e sull’uomo sia nella sull’ambiente e sull’uomo sia nella fase di caratterizzazione sia nella fase di valutazione sono fase di caratterizzazione sia nella fase di valutazione sono diversidiversi, così come sono diverse le , così come sono diverse le unità di misuraunità di misura che che esprimono per i tre metodi il valore del danno.esprimono per i tre metodi il valore del danno.

Confronto fra i tre metodi-11. I metodi Ecoindicator 99 ed EPS 2000 possono essere confrontati con maggiore facilità se ci si riferisce alla categoria di danno Salute umanaSalute umana. Il DALY e lo YOLL nascono dalla stessa esigenza di quantificare il danno sulla salute umana causato da certe emissioni.

2. Il metodo EPS 2000 maggior grado di approfondimento sulla salute umana la categoria di danno Salute umanaSalute umana contiene 5 categorie d’impatto ordinate secondo la gravità della malattia.

3. Nell’Ecoindicator 99 l’Uso del territorioUso del territorio è una categoria d’impatto espressa in PDF*m2*yr. Nell’EPS 2000 l’Uso del territorioUso del territorio come una sostanza compare in tre categorie d’impatto differenti: Capacità di crescita della Capacità di crescita della forestaforesta, Estinzione di specieEstinzione di specie e Disturbo serioDisturbo serio. Nell’EDIP 96, l’Uso del territorioUso del territorio non compare né come sostanza né categoria d’impatto.

4. Nel metodo EPS 2000 la CO2 compare in 3 categorie di danno: Salute umanaSalute umana, Capacità di produzione dell’EcosistemaCapacità di produzione dell’Ecosistema e BiodiversitàBiodiversità. Negli altri due metodi la CO2 compare solo

nella categoria d’impatto Global warmingGlobal warming.

Confronto fra i tre metodi-2

5. Nell’EPS 2ooo una stessa sostanza, per esempio la CO2

compare in alcune categorie d’impatto con segno positivo e in altre categorie con segno negativo.

6. Nell’Edip 96 (Risorse) compaiono solo le risorse. La categoria d’impatto RisorseRisorse compare nel metodo base con la sola caratterizzazione.

7. Solo nel metodo Edip 96, con la categoria d’impatto Rifiuti da Rifiuti da discaricadiscarica si tiene conto del danno dovuto alle emissioni solide. Questo danno è misurato in Kg.

8. Le due categorie d’impatto Malattie Respiratorie (sostanze Malattie Respiratorie (sostanze organiche)organiche) (Ecoindicator) e Smog FotochimicoSmog Fotochimico ( (EdipEdip)), sono analoghe poiché considerano quasi tutte le stesse sostanze.

9. Le due categorie d’impatto Riscaldamento terrestreRiscaldamento terrestre in Edip (misurata in gCO2) e Cambiamento climaticoCambiamento climatico nell’Ecoindicator (misurata in DALY) misurano la variazione del clima a fronte di un certo livello di emissioni.

10. La categoria di danno RisorseRisorse nell’Ecoindicator considera in larga misura le stesse sostanze della categoria d’impatto RisorseRisorse nell’Edip.

Il metodo Ecoindicator 99 E/ECWEnergiaCategorie di danno Fattore di

Normalizzazione

Fattore Peso

Salute umana 64,7 3.333

Qualità dell’Ecosistema

1,95E-4 3.333

Risorse 1,68E-4 3.333

Energia 9,578544E-6 MJ-1 0Inverso dell’energia consumata dal cittadino europeo in 1 anno

Nuova categoria per evidenziare l’energia utilizzata nei processiIn questa nuova categoria sono state inserite tutte le forme di energia compresi i combustibili fossili. A queste sono stati attribuiti come fattori di caratterizzazione:

1. I poteri calorifici in MJ se i combustibili sono considerati in Kg

2. Il valore 1 se dei combustibili si considera l’energia da questi prodotta

Analisi funzionale-1Analisi funzionale-1

Questo tipo di analisi tiene conto della funzione sociale oltre che dell’efficacia e dell’efficienza del servizio erogato

Un’analisi ambientale dovrebbe sempre essere affiancata da un’analisi funzionale

Il confronto tra analisi funzionale e analisi ambientale può legittimare la produzione di un prodotto e l’esistenza di un servizio

Un’analisi funzionale prevede:

1. Definizione di valori standard

2. Raccolta dei dati reali

3. Valutazione (sulla base del rapporto fra valori standard e dati reali)

Standard Dati reali Valutazione

Libri Nl ≥ 2Nab Nl = 15717

Nab = 8384

Vl = Nl/Nab-2 =

-0,126

Servizio utenti

Nprest ≥ Nab

Nstudio ≥ Nab

Nprest = 8999Ns = 1245

Nstudio = 6045

Vprest = Nprest/Nab-1 =

0,07Vstudio = Nstudio/Ns-1 =3,855

Servizio di rete

Ncons.int =

5% Nab = 420Nfr.men = 192

Nst=420/192=2,187Ncomp ≥ Nst

Ncomp = 1 Vcomp = Ncomp/Nst-1 =

-0,543

Analisi Analisi funzionale-2funzionale-2

Scienza e eticaScienza e etica

Foucault nel “L’Herméneutique du sujet” distingue tra:

Antichità

Modernità

1. Il soggetto per aver accesso alla verità deve trasformarsi la verità produce sul soggetto un effetto di ritorno: gli dona beatitudine e tranquillità d’animo.

1. Il soggetto con Cartesio per aver accesso alla verità è sufficiente che sia ciò che è, l’unica condizione diviene la conoscenza.

Nell’antichità l’etica dava una forma al soggetto prima che questo potesse conoscere, nella modernità l’individuo trova nella conoscenza un cammino indefinito verso la conoscenza

stessa.

La determinazione dell’impatto ambientale si propone di migliorare la condizione dell’ambiente e dell’uomo: ma per far questo occorre sapere verso quale direzione tendere, occorre cioè un’ETICA.