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.
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