Ciclo di Vita di Prodotti, Processi e Attività

Transcript

Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione
Course 096125 (095857)
Introduction to Green and Sustainable Chemistry
A.A. 2015/2016
Ciclo di Vita di Prodotti,
Processi e Attività
Prof. Attilio Citterio
Dipartimento CMIC “Giulio Natta”
http:/iSCaMaP.chem.polimi.it/citterio/
Valutazione del Ciclo di Vita
”Dalla nascita alla morte”
Impatti su:
• Salute umana
• Ecosistemi
• Risorse
Attilio Citterio
Ciclo di Vita di Imprese
CRESCITA
MATURO
Fine Brevetto
Sviluppo
decisione
Miglioramento
Tecnologia
Ritiro dal
mercato
1 - 10 anni
1 - 30 anni
Tempo
SCIENZA
TECNOLOGIA &
COMMERCIO
FASI
• Massimizzare il
valore del prodotto
• Minimizzare il
tempo al mercato
Ie Vendite
INVENZIONE
Sforzo
DECADIMENTO
Flusso Monetario
IIZIO
COMMERCIO &
FINANZIA
Attilio Citterio
Life cycle
LEGALE
Competenze
d’affari
Dinamica di Attività Industriali
INIZIO
CRESCITA
SFORZO
SCIENZA
MATURA
TECNOLOGIA &
COMMERCIO
COMMERCIO &
FINANZIA
LEGALE
FASI
Competenze
d’affari
Entità
Un
SME
R
Sviluppo
Produzione
M&F
Attività
5%
10 -15 %
15 -20 %
60 %
Costi
Life cycle
Multinazionali
DECADIMENTO
Tempo
Attilio Citterio
Ciclo di Vita dei Prodotti Chimici
Riciclo (dei Composti Chimici o Prodotti)
Estrazione di
Materie Prime
Produzione
Chimica,
Lavorazione o
Raffinazione
Produzione e
Uso di
Prodotti Chimici
Derivati a valle
Produzione
Prodotti
Uso e Riuso di
Prodotti
Impoverimento di
risorse
non-rinnovabili
Esposizione Occupazionale
Inquinamento di Aria, Acqua e/o Suolo da Rilasci e/o Discariche
Esposizioni Ambientali
Attilio Citterio
Produzione Industriale Chimica: Regioni
Sviluppate* e Meno sviluppate**
*
**
Attilio Citterio
Valutazione del Ciclo di Vita (LCA)
La LCA è definita dalla “Society of Environmental Toxicology and
Chemistry” (SETAC)* come
"un procedimento obiettivo di valutazione dei carichi energetici ed
ambientali associati all'intero ciclo di vita di un prodotto, processo o
attività, effettuate tramite l'identificazione e la quantificazione dell'energia
e dei materiali usati nonché dei rifiuti rilasciati nell'ambiente per valutarne
l’impatto e per identificare e valutare le opportunità di miglioramento".
E in base alla norma ISO 14040:
LCA è una tecnica […] stila un inventario di rilevanti ingressi e
uscite di un sistema prodotto; valutando i potenziali impatti per
l’ambiente associati con tali ingressi e uscite; e interpretando i
risultati dell’inventario e le fasi dell’impatto in relazione agli obiettivi
dello studio.
*Society of Environmental Toxicology and Chemistry Guidelines
for Life Cycle Assessment ‘A Code of Practice’ August 1993
Attilio Citterio
I Primi Anni
• I primi studi sugli aspetti del ciclo di vita dei prodotti e dei materiali datano al
1968-1972, e si focalizzarono su temi quali l’efficienza energetica, il consumo di
materie prime e lo smaltimento dei rifiuti.
• Al 1969 risale, per es., uno studio sui contenitori per bibite e, in Europa, si
sviluppò un approccio per la valutazione della LCA, noto come ‘Ecobalance’.
• Nel 1972, in UK, Boustead calcolò l’energia totale usata nella produzione di
alcuni beni di consumo e consolidò la metodologia per renderla applicabile a
vari materiali (Handbook of Industrial Energy Analysis, 1979).
• Inizialmente, si considerò a priorità più alta l’energia rispetto a reflui ed ai
sottoprodotti. Perciò, si faceva poca distinzione tra sviluppo degli inventari
(risorse che finiscono in prodotto) e l’analisi degli impatti totali associati. Ma,
finita la crisi petrolifera, la questione energetica si fece meno pressante e, pur
continuando l’interesse per l’LCA, non si ebbero più novità rilevanti.
• Solo alla metà degli anni 80 - inizi 90 si accentuò l’interesse per l’LCA in forma
generale da parte di industrie e società di progettazione e commerciali.
Attilio Citterio
Rapida Crescita e Adolescenza
•
•
•
•
•
•
•
•
"LCA è uno strumento relativamente giovane." Solo nel 1992 l’UN sancì che
le metodologie di valutazione del ciclo di vita erano tra i supporti più
promettenti per affrontare un ampio spettro di compiti di direzione ambientale.
La più completa raccolta sull’LCA a tutt’oggi è il testo The LCA Sourcebook
(1993). Questi studi circolanti tra una ristretta comunità scientifica in Europa e
Nord America, passarono finalmente dal laboratorio al mondo reale.
1993, SETAC pubblica le “Guidelines for Life-Cycle Assessment: A ‘Code of
Practice’
Ancora oggi le competenze in materia di LCA sono limitate a livello mondiale,
ma i paesi più sviluppati si sono organizzati con accademici, consulenti e
società per affrontare i problemi ambientali più disparati.
1997-2000, ISO pubblica gli Standard 14040-43, definendo i diversi stadi
dell’LCA.
1998-2001, ISO pubblica gli Standard e i Technical Reports 14047-49
2000, l’UNEP e il SETAC creano l’Iniziativa Ciclo di Vita
2006 ISO pubblica gli Standard 14040 e 14044, che aggiornano e
sostituiscono i 14040-43
Attilio Citterio
Verso la Maturità
•
Attualmente si è in una fase di sviluppo e consolidamento della metodologia.
Il grado di confidenza acquisito indica un reale futuro sia per la realizzazione
degli inventari che per l’acquisizione di una mentalità sul ciclo di vita.
•
Alcuni però pensano che l’LCA sia ancora lontana dall’offrire analisi e
soluzioni chiare a tutti. Le principali difficoltà sono connesse a:





la complessità della maggior parte delle metodologie e dei processi;
gli alti costi e le scale temporali lunghe, nonostante i progressi fatti;
la necessità di esprimere giudizi di merito nel corso dell’analisi;
la mancanza di standard internazionalmente accettati (tentativi sono il SPOLD LCA
e lo standard ISO);
la continua invisibilità di gran parte del lavoro LCA alla comunità
•
Le difficoltà stanno in parte nell’accessibilità delle conclusioni anche ai non
esperti e nella trasparenza delle decisioni collegate da parte delle autorità.
•
Alcune semplificazioni sono state introdotte allo scopo, in particolare una
serie di software, ma rimane la difficoltà di acquisire dati iniziali affidabili.
Attilio Citterio
Applicazioni dell’LCA
•
Le metodologie LCA sono state sviluppate originariamente per creare
strumenti di supporto alle decisioni per differenziare prodotti, sistemi
di prodotti, o servizi su basi ambientali (Il termine "prodotto" si usa
spesso come sinonimo sia di prodotti, sistemi di prodotto e servizi).
•
Nel corso dell’evoluzione dell’LCA, è emerso un certo numero di
applicazioni correlate; le più significative sono:

LCA può essere usata da parte di: industria e altri tipi di imprese
commerciali, governi a tutti i livelli, organizzazioni non-governative quali le
organizzazioni dei consumatori e gruppi ambientali, e consumatori. Le
motivazioni per l'uso variano tra i vari gruppi di utenti.

Uno studio LCA si può condurre per scopi operativi, come per valutare
singoli prodotti, o per ragioni strategiche, come per valutare scenari di
differenti politiche, strategie di gestione dei rifiuti o progettazioni.

LCA si può usare per applicazioni interne o esterne e per scopi
commerciali, per orientare le politiche governative nelle aree dei marchi
ambientali, opportunità di acquisti verdi e smaltimento dei rifiuti.
Attilio Citterio
LCA: Organizzazioni Internazionali
LCA gioca un ruolo importante nella politica ambientale dei prodotti. Le
seguenti organizzazioni internazionali hanno un ruolo rilevante nello
sviluppo e applicazione dell’LCA:
• SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry), è il
forum scientifico internazionale dell’LCA;
• ISO (International Organization of Standardization). ISO ha introdotto
gli standard per l’LCA (serie ISO 14040-14044) e ha contribuito ad
uniformare differenti scuole di questa metodologia. Come risultato, la
credibilità dell’LCA è sensibilmente aumentata;
• UNEP (United Nations Environmental Programme). La missione
dell’UNEP è l’applicazione dell’LCA. Collabora con SETAC per la
“life cycle initiative”, con l’obiettivo di promuovere in industria il “life
cycle management”, per trovare i metodi migliori nella valutazione
dell’impatto e nel migliorare la qualità dei dati LCA.
• ELCD 3.2, La banca dati Europea del ciclo di vita, disponibile dal
2006, comprende i dati di Life Cycle Inventory (LCI) dalle migliori
associazioni d'affari a livello EU e altre fonti per i materiali chiave,
energia, trasporti e gestione rifiuti.
Attilio Citterio
Banca dati Europea di Riferimento sul Ciclo di vita
(ELCD)* e Relativo Sistema di dati Internazionale (ILCD)*
Il volume ILCD fornisce una guida su tutti gli stadi richiesti per condurre
una Valutazione del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment - LCA). Il
ELCD3.2 (European reference Life Cycle Database)** è la banca dati
che fornisce i dati dettagliati per l'analisi LCI.
Nella comunicazione sulla Politica Integrata sui Prodotti, la
Commissione Europea ha richiesto di produrre un volume sulle migliori
pratiche in LCA. Il "Sustainable Consumption and Production Action
Plan" ha confermato che “(…) dati consistenti e affidabili e metodologie
sono indispensabili per valutare la prestazione ambientale complessiva
dei prodotti (…)”.
L'obiettivo principale del Volume è di assicurare qualità e consistenza
dei dati LC, metodi e valutazioni. Si rivolge a operatori di LCA, fornitori
di dati, e estensori di rassegne.
* http://eplca.jrc.ec.europa.eu/uploads/JRC-Reference-Report-ILCD-Handbook-Towards-more-sustainable**
production-and-consumption-for-a-resource-efficient-Europe.pdf
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/datasetDownload.xhtml
Attilio Citterio
Piattaforma Europea per LCA - Supporta il pensiero
LC e la valutazione LCA nei governi e negli affari
Comunicazione di Politica Integrata sui Prodotti (IPP)
Piano d'azione sul Consumo Sostenibile e Produzione (SCP)
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/
Attilio Citterio
ELCD -
Attilio Citterio
Strumenti dell’LCA
•
EIA (valutazione dell'impatto ambientale) uno strumento sito-specifico
tipicamente usato per valutare l’impatto ambientale di investimenti/servizi
progettati. (Una procedura per incoraggiare le autorità a tenere in
considerazione i possibili effetti dello sviluppo di investimenti sulla qualità
ambientale e sulla produttività delle risorse naturali e uno strumento per la
raccolta e organizzazione dei dati di pianificazione necessari a realizzare
progetti di sviluppo più sostenibile e ambientalmente validi [e ...] è
normalmente applicata in supporto alle politiche per un più razionale e
sostenibile uso delle risorse per raggiungere uno sviluppo economico)
•
EA (verifica ambientale) uno strumento sito-specifico tipicamente usato per
valutare un servizio esistente. Include considerazione sulle comunicazioni e
sulla gestione delle informazioni legate all’ambiente.
•
RA (valutazione del rischio, talvolta incluso sia in EA che EIA) considera il
rischio presentato da un materiale o servizio e include considerazioni sia sul
potenziale pericolo che sulla probabilità di accadimento.
Attilio Citterio
LCA vs. EIA (Valutazione dell’Impatto
Ambientale)
Spazio
Estrazione Produzione
Uso
Smaltimento
LCA
Tempo
Trasversale a tutte le fasi
EIA
Concentrazioni/velocità di
produzione delle emissioni
Un’analisi completa del ciclo di vita di norma si riferisce ad un flusso di
materiali ed energia inerenti un prodotto “dalla culla alla tomba” («from
cradle to grave»): inizia dalle materie prime nel loro stato naturale e
copre l’insieme di tutti i processi ed operazioni di utilizzo del prodotto
stesso fino al suo smaltimento finale come rifiuto.
Gli ecoprofili costituiscono invece un’analisi del tipo “dalla culla al
cancello” (from «cradle to gate»), e si concludono con l’ottenimento di
un prodotto utile, più o meno finito.
Attilio Citterio
Metodologia LCA: Principi e Struttura
Struttura LCA
Definizione
obiettivi e scopi
Analisi inventari
Interpretazione
Valutazione
impatto
Applicazioni
Dirette
• Sviluppo, miglioramento del prodotto
• Programmazione
strategica
• Direttive politiche
pubbliche
• Commercializzazione
• Altro
Altri aspetti
http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/index.vm
http://www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/index.html
Attilio Citterio
• Tecnico
• Economico
• Mercato
• Sociale, ecc.
Fasi dell’LCA (ISO 14044)
Generalmente, una LCA consiste di varie attività iniziali :
a. Definizione di obiettivi e ambito (ISO 14040):
 Definisce e descrive il prodotto, processo o attività. Si definiscono le basi
e lo scopo della valutazione.
b. Analisi degli Inventari (LCI):
 Crea un albero di processo in cui tutti i processi dall’estrazione delle
materie prime fino al trattamento dei reflui sono mappati e connessi e si
chiudono i bilanci di massa ed energia (tutte le emissioni e i consumi
sono presi in esame).
c. Valutazione dell’Impatto (LCIA):
 Le emissioni e i consumi sono trasferiti in effetti ambientali. Gli effetti
ambientali sono raggruppati e pesati.
d. Valutazione miglioramento/interpretazione:
 Si determinano quindi i risultati dell’analisi degli inventari e della
valutazione dell’impatto. Si identificano le aree di miglioramento.
e. Relazioni e revisione critica della LCA,
f. Limitazioni della LCA,
g. relazioni tra le fasi di LCA, e
h. condizioni per l'uso dei valori scelti ed elementi opzionali.
Attilio Citterio
e Norme ISO 14 000
Definizione
dell’Obiettivo
e del Campo
ISO 14 040
Analisi degli
Inventari
Diagramma a
blocchi del
processo; raccolta
dati; definizione
dell’intorno del
sistema ed
elaborazione dati
ISO 14 041
Valutazione
dell’Impatto
Classificazione e
caratterizzazione
degli effetti
dell’uso di risorse;
valutazione
ISO 14 042
ISO 14044
Attilio Citterio
Valutazione
migliorie
Rapporti;
valutazione
delle necessità
e opportunità di
p
ridurre l’impatto
ISO 14 043
Due Diversi Approcci all’LCA
LCA di prodotti
LCA di processi
Obiettivo
Valutazione degli impatti ambientali tramite l’intero ciclo di vita
di prodotti/processi che soddisfano la funzione d’interesse
Oggetto
Prodotti con specifiche funzioni Processi per specifici prodotti
Percorso
Produzione-uso-smaltimento
Base della Unita funzionale : prestazione
caratteristica dei prodotti
valutazione
Flusso di riferimento: quantità
di prodotto che soddisfa l’unità
funzionale
Attilio Citterio
Costruzione-attività-demolizione
Unita funzionale : quantità di
prodotto o oggetto del trattamento
Flusso di riferimento: lo stesso
dell’unità funzionale
Il Processo LCA per Prodotti
Obiettivi
Portata
Valutare
Unità funzionale
Migliorare
Prodotto(i) di
riferimento
Confrontare
Progettare
nuovi prodotti
Creare
specifiche di
prodotto
Parametri di
valutazione
Processi
importanti
Orizzonte Temp.
Inventari
Scambi
Ambientali
Ingressi (Energia
e Materiali)
Uscite (Aria,
Acqua e Scarti)
Valutazione
impatto
Potenziali Impatti
Consumo risorse
(Energia e Materiali)
Impatti ambientali
(Acidificazione, GWP,
Ozono, ecc.)
Ambiente di lavoro Impatti sull’ambiente
di lavoro
Allocazione
Attilio Citterio
LCA – Definizione dell’Obiettivo
•
E’ importante stabilire in anticipo a che scopo deve servire il modello,
che cosa si vuol studiare, quali approfondimenti e grado di
accuratezza sono richiesti, e quali criteri di decisione si adotteranno
alla fine.
•
In aggiunta, si devono determinare i confini del sistema – sia per
quanto riguarda il tempo che lo spazio.
•
Lo scopo deve includere / tenere in considerazione:
funzione del prodotto
assunti
unità funzionale
limiti
confini
tipo di formato del report
procedure di assegnazione
il sistema prodotto
tipi di impatto e metodologia di
valutazione
requisiti dei dati
Attilio Citterio
Sistema
Concetto di Sistema
 Sistema – un gruppo di oggetti e fenomeni interconnessi ed
interagenti; qualsiasi porzione dell’universo che si può isolare dal
resto dell’universo allo scopo di osservarne le variazioni
 Ambiente – la regione ad di fuori dei confini del sistema
– Classificazione:
 Natura del contorno
 Aperto
 Chiuso
 Isolato
Attilio Citterio
Classificazione dei Sistemi
La maggior parte
dei sistemi
terrestri sono dei
Sistemi Dinamici
Sole
A. Sistema isolato
B. Sistema chiuso
C. Sistema aperto
Attilio Citterio
Componenti di un Sistema
Riserva
Scorta
Velocità di flusso (flussi)
Attilio Citterio
Ambienti del Sistema Terra e Relativi Flussi
Energia solare
Atmosfera
Ciclo
Idrologico
Ciclo Biochimico
Ciclo
delle
rocce
Precipitazione
Biosfera
Vulcano
Evaporazione
Fotosintesi
Oceano
Pedosfera
Risalita magma
Litosfera
Circolazione
Oceano
Flusso di Calore
Energia Geotermica
Attilio Citterio
Attrazione
Gravitazionale
Dal Sole e Luna
I cicli del carbonio, azoto, fosforo e molti altri elementi
biologicamente essenziali sono strettamente accoppiati
in ecosistemi terrestri, acque dolci e marine
CLIMA
CO2
CONTROLLI
CO2
DESERTO
FIUME
GEOSFERA
OCEANO
Questi tre sottosistemi della biosfera sono legati tra loro tramite le movimentazioni del ciclo idrologico e dell’atmosfera.
Lo scambio gassoso oceano-atmosfera, che è controllato dalla biologia marina a tempi lunghi, determina la
concentrazione atmosferica della CO2 e perciò del clima globale. Le piante terrestri sono sensibili al clima e alla
concentrazione della CO2 nell’atmosfera. Lo stato della vegetazione controlla la velocità di trasferimento dalla terra al
mare di elementi essenziali agli organismi marini, così chiudendo il ciclo.
Attilio Citterio
Confini
•
•
La scelta dei processi, prodotti e attività che si valutano e quelli che
non si valutano, può avere un grande impatto sui risultati dell’analisi
sul ciclo di vita…. Di fatto l’assegnazione dei confini può avere una
ricaduta diretta sulle conclusioni complessive.
E’ impossibile isolare clinicamente un processo o un prodotto –
naturalmente, la questione letteralmente è:
Dove si deve tracciare il confine?
•
Determinato da vari fattori:
 applicazione d’interesse dello studio
 assunti
 criteri di eliminazione
 limiti di dati e costi
 a chi ci si rivolge
Attilio Citterio
Confini e Struttura di un Sistema
Materiali di scarto
emissioni
Processo di
estrazione
Energia
nonrinnovabile
energia
Materie
prime
energia
emissioni
energia
emissioni
energia
Processo
d'interesse
Prodotto finale
Intermedi
energia
energia
emissioni
emissioni
Intermedi
Processo
Processo
Emissioni nette
energia
Intermedi
Materiali
nonrinnovabili
Smaltimen- emissioni
to scarti
Processo
Attilio Citterio
emissioni
Materie prime Processo di
estrazione
Il Processo LCA
Obiettivi
Portata
Valutare
Unità funzionale
Migliorare
Confrontare
Prodotto(i) di
riferimento
Progettare nuovi
prodotti
Parametri di
valutazione
Creare specifiche
di prodotto
Processi
importanti
Orizzonte Temp.
Allocazione
Attilio Citterio
Inventari
Scambi
Ambientali
Valutazione
impatto
Potenziali Impatti
Consumo risorse
Ingressi (Energia e (Energia e Materiali)
Materiali)
Impatti ambientali
Uscite (Aria,
Ozono, ecc.)
Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro Impatti sull’ambiente
di lavoro
Unità Funzionale (FU) o Base
Una FU è una misura della prestazione dell’uscita funzionale del sistema
prodotto. Nella LCA il punto focale non è il prodotto, ma il servizio o
funzione fornita dal prodotto.
 Scopo  fornire un riferimento per correlare gli ingressi e le uscite.
 Necessario  per assicurare comparabilità dei risultati della LCA
FU deve essere definito e misurabile.
1 milione di bottiglie
per distribuire l’acqua”
bottiglie
di vetro I
vs.
Attilio Citterio
Bottiglie
di plastica
“Distribuire 1 milione
di litri di acqua in
bottiglia”
Portata
Unità Funzionale
 Cosa fornisce il servizio?
• Portauova
– Trasporta 6-12 uova dal negozio a casa senza romperle …
• Braccio di una gru
– Si innesta su una base esistente, solleva almeno 200 kg…
Prodotto(i) di Riferimento
 Prodotti esistenti che forniscono lo stesso o quasi lo stesso
servizio
• Portauova già in uso
• Esistono già gru che forniscono circa lo stesso servizio?
Attilio Citterio
Portata (cont.)
Parametri di valutazione
 Impatti Ambientali
 Consumo Risorse
 Ambiente di lavoro…
Processi Importanti
Orizzonte Temporale
 In che tempo il prodotto è fabbricato?
 Per quanto tempo il prodotto sarà in uso?
 Effetti ambientali a lungo termine?
• Possono essere di centinaia di anni o più!
Allocazione
 Può essere difficile allocare
gli impatti ambientali
Attilio Citterio
• Si può avere più prodotti da
un singolo processo
• Un ingresso può essere un
sottoprodotto di altri processi
• Le uscite possono diventare
ingressi per altri processi
Il Processo LCA
Obiettivi
Portata
Valutare
Unità funzionale
Migliorare
Prodotto(i) di
riferimento
Confrontare
Progettare nuovi
prodotti
Creare specifiche
di prodotto
Parametri di
valutazione
Processi
importanti
Orizzonte Temp.
Allocazione
Inventari
Scambi
Ambientali
Ingressi
(Energia e
Materiali)
Uscite (Aria,
Acqua e Scarti)
Ambiente di
lavoro
Attilio Citterio
Valutazione
impatto
Potenziali Impatti
Consumo risorse
Impatti ambientali
Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente
di lavoro
Cosa sono o Flussi degli Inventari?
L’inventario LCA è un processo obiettivo, computerizzato di
quantificazione dei flussi di materiali e energia lungo l’intero
ciclo di vita di un prodotto, processo o attività…
 Requisiti di energia e materie prime
 Emissioni in aria
 Effluenti liquidi
 Rifiuti solidi
raccolta
dati
procedure di
calcolo
 Ecc.
quantificazione
ingressi e uscite
uso di risorse
rilascio nell’aria
rilascio nell’acqua
rilascio nella terra
Attilio Citterio
Analisi degli Inventari (LCI)
•
Stabilire che ingressi e uscite di tutti i processi del ciclo di vita si
determinino in termini di materiali ed energia (p.es., kg di prodotto
fatto H kg di CO2 prodotta o kg di CO2 prodotta / kg di prodotto)
•
Iniziare costruendo un albero di processo o un diagramma di flusso
classificando gli eventi in un ciclo di vita del prodotto che si devono
considerare nella LCA, più le loro interconnessioni.
•
Quindi, iniziare a raccogliere i dati rilevanti per ciascun evento: le
emissioni da ciascun processo e le risorse (materie prime) usate.
•
Stabilire bilanci di materia e energia (corretti) per ogni stadio del
processo ed evento.
Esempi di inventari:
 Gas che contribuiscono al riscaldamento globale
 Gas che contribuiscono alla riduzione dello strato di ozono
 Gas che favoriscono la formazione dello smog
 Composti chimici tossici
 Calore/Energia
 Degrado della terra/habitat
Attilio Citterio
2°
3°
4°
5°
Metanolo
Acido acetico
6°
Gas naturale
Idrogeno
Monossido di carbonio
Monossido carbonio
Gas naturale
Acido acetico
Metanolo
7°
8°
10°
9°
11°
12°
Zolfo
Estrazione petrolio/raffineria
Gas Naturale
Gas naturale
Gas naturale
Idrogeno
Gas naturale
Monossido carbonio
Gas naturale
Propilene
Estrazione petrolio/raffin.
Acqua
Acido cloroacetico
Anidride acetica
Chetene
Acetone
Isopropanolo
Acido solforico
Triossido di zolfo.
Biossido di
zolfo
Ossigeno
Ossigeno
Acqua
Acqua
Ossigeno
Dimetil
malonato
Cloro
Cloruro di sodio
Sale
Acqua
Acqua
Idrossido di sodio
Cloruro di sodio
Sale
Acqua
Acqua
Cianuro di sodio
Ammoniaca
Acido cianidrico
Aria
Gas naturale
Acqua
Gas naturale
Ossigeno
Aria
Gas naturale
Metanolo
Idrossido di sodio
Idrogeno
Gas naturale
Monossido carbonio
Gas naturale
Cloruro di sodio
Sale
Acqua
Acqua
Zolfo
Acido solforico
Triossido di zolfo
Aria
Acqua
Gas naturale
Metanolo
Metilammina
Ammoniaca
Idrogeno
Gas naturale
Monossido carbonio
Aria
Gas naturale
Gas naturale
Estrazione petrolio/raffineria
Inventari nella Sintesi del
MonoMetilAmminoMalonato
(MMAM)
Acqua
Acqua
Acido solforico
Acetato d’etile
Acido acetico
Etanolo
Acqua
O
O
Acqua
CH3NH
C
C
H2
C
OMe
Diagramma di Flusso per la Sintesi della
Sertralina
T
Toluene
SMB
EtOH S
THF
NHMe
Cl
Cl
Attilio Citterio
7 th
8 th
9 th
10 th
11 th
12 th
Cicloesano (196 kg)
Cicloesanolo (223 kg)
Ossigeno (22.5 kg)
13 th
14 th
15 th
Benzene (182 kg)
Nafta (2230 kg)
Raffineria Petrolio
Gas Naturale (209 kg)
Idrogeno (14.9 kg)
Cicloesanone (223 kg)
Adiponitrile (443 kg)
Ossigeno (61.1 kg)
Aria (364 kg)
Nafta (3010 kg)
Raffineria Petrolio
Aria (134 kg)
Benzene (246 kg)
Acido Adipico (599 kg)
Acqua (418 kg)
Gas Naturale (72.4 kg)
Cicloesano (265 kg)
Idrogeno (20.1 kg)
Acqua (145 kg)
Ossigeno (82.4 kg)
EsametileneDiammina
(476 kg)
Ossigeno (72.7 kg)
Aria (489 kg)
Aria (433 kg)
Aria (2800 kg)
Acido Nitrico (6410 kg)
Aria (252 kg)
Nylon 6.6
(1000 kg)
Ammoniaca (140 kg)
Ammoniaca (1560 kg)
Acqua (1870 kg)
Acqua (641 kg)
Aria (22000 kg)
Gas Naturale (62.5 kg)
Acqua (168 kg)
Idrogeno (33.1 kg)
Acqua (283 kg)
Ossigeno (136 kg)
Aria (811 kg)
Benzene (197 kg)
Cicloesanolo (241 kg)
Cicloesano (212 kg)
Ossigeno (24.3 kg)
Idrogeno (16.1 kg)
Aria (145 kg)
Benzene (265 kg)
Acido Adipico
(645 kg)
Cicloesanone (241 kg)
Cicloesano (286 kg)
Idrogeno (21.7 kg)
Ossigeno (78.6 kg)
Acido Nitrico (6902 kg)
Nafta (6010 kg)
Polipropilene
(1058 kg)
Propilene (1058 kg)
Hevea
Brasiliensis
lattice
Hevea Brasiliensis
pianta
Vapore (3005 kg)
Ammoniaca (1679 kg)
Acqua (699 kg)
Aria (23700 kg)
Raffineria Petrolio
Acqua (3005 kg)
Aria (469 kg)
Aria (3010 kg)
Acqua (2010 kg)
Inventari quantificati nella
produzione di alcuni polimeri
(Nylon 6,6, Polipropilene,
Gomma Naturale (NR))
Diagramma del Ciclo di Vita di un Tappeto in
Nylon-6,6
P11
P10
P9
P8
P7
P6
P5
P4
P3
P2
P1
Primario
2°
3°
4°
5°
6°
Filo di
nylon
1000kg
Filatura
2909MJ
Nylon-6,6
Impianto
Cogeneraz.
Non-poliammide 6,6
Gesso
da
supporto
Riuso
Nylon
Nylon 6,6 Vergine +
Riciclato
Fusione
Scarti
Selezione tappeto
Riduzione Automatica
Separazione dimensioni
Pulitura a
vapore
Vuoto
900MJ
Tappeto
pronto alla
Tintura Tappeto2 Cimatura
vendita
36400MJ 1029m 14.03MJ
2058kg
1029m2
2058kg
Poliammide
6,6
Tappeto
Formatura
supporto
Estrusione
1058kg
Adesivo
Attilio Citterio
Lattice
Vie a MDI e TDI rispetto agli altri processi
chimici di Grande Volume
BZ
Ammoniaca
Toluene
NitroBZ
Acido Nitrico
DNT
H2SO4
Anilina
Formaldeide
MDA
H2
TDA
MDI
Fosgene
TDI
CO2
Cloro
MeOH
MDI
metienedifenil diisocianato
Attilio Citterio
TDI
Toluene diisocianato
Eco-Efficienza e Design
Salvaguardarsi dai problemi noti
 Evitare i composti chimici che si sa essere problematici
• p. es., cadmio, piombo, mercurio
Seguire le Preferenze del Personale Informato
 Se si trattano aree grigie, incertezze nei dati,…
Buono
Migliore
Ottimo
Creare degli elenchi
 elenco X (sostanze con problemi noti): Evitare
 Elenco grigio: problematici, ma possono essere i migliori, o solo,
disponibili
 Elenco positivo: Preferito
Reinventare
Cradle to Cradle, by
McDonough & Braungart, 2002
Attilio Citterio
Cinque Criteri Principali per Valutare i
Composti Chimici Pericolosi
(1) Quantità. Il quantitativo di composto chimico da applicare, come
anche il metodo.
(2) Persistenza. Viene data in termini di vita media o tempo di
residenza.
(3) Tossicità - LC50 , LD50 o altro
(4) Bioaccumulazione e bioamplificazione. Il pericolo è che la
bioaccumulazione possa causare tossicità. La maggior parte dei
pesticidi sono idrofobici, ”solubili in acqua," e lipofili. Inoltre, possono
avere più di un gruppo funzionale che influenza le proprietà di
solubilità.
(5) Altri effetti negativi, p. es. proprietà chimiche inusuali come capacità
chelanti che alterano la disponibilità di altri composti chimici
nell’ambiente, generatori di altre sostanze problematiche.
REACH - Libro bianco CEE
Attilio Citterio
Acquisti Verdi
I tre principi di base degli Acquisti Verdi
 Considerazione del ciclo del prodotto
ACQUISTI
VERDI
 Politiche e pratiche di Gestione degli Acquisti Verdi
 Disponibilità di informazioni eco-correlate per valutare
i produttori e i distributori di prodotti
Gli Acquisti verdi sono a 2 livelli
Approvvigionamento di materiali più sicuri
eco-compatibili, tecnologia, ecc. da parte
del produttore
Richiesta dei Consumatori di prodotti
Eco-compatibili
Attilio Citterio
Il Processo LCA
Obiettivi
Valutare
Unità funzionale
Migliorare
Prodotto(i) di
riferimento
Confrontare
Progettare nuovi
prodotti
Creare specifiche
di prodotto
Inventari
Portata
Parametri di
valutazione
Processi
importanti
Valutazione
impatto
Scambi
Ambientali
Ingressi (Energia
e Materiali)
Uscite (Aria,
Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro
Orizzonte Temp.
Allocazione
Attilio Citterio
Potenziali Impatti
Consumo risorse
Impatti ambientali
(Acidificazione,
GWP, Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente
di lavoro
Valutazione dell’Impatto
Identificazione degli impatti  valutazione impatto
Metodi di valutazione :
1) Modelli
– Basati su relazioni matematiche tra causa ed effetto
– Possono essere: Fisici, Chimici, Biologici
2) Esperimenti
– Sul campo
– In laboratorio
3) Rappresentazione fisica (disegni, fotografie, film, modelli 3D)
4) Valutazione
– Usata per calcolare i costi o i benefici di un aspetto
ambientale come conseguenza di una attività
Attilio Citterio
Da LCI a LCA – Conversione a Dati Utili
Inventari del Ciclo di vita
> 5000 dati
Valutazione dell’impatto del
Ciclo di Vita
Converte i dati LCI in 12-20
“indicatori d’impatto” che
riguardano tutte le rilevanti
problematiche ambientali
}
Attilio Citterio
Da LCI a LCA
Valutazione dell’Impatto
Analisi degli Inventari
caratterizzazione
normalizzazione
CO2 in aria
Estrazione da Estrazione di
combustibili
miniere e
fossili
minerali
CH4 in aria
NOx in aria
SO2 in aria
Produzione
materie
prime
Nichel in acqua
Produzione
energia
produzione
materiale
finale
Zinco nel suolo
Categorie d’Impatto
riscaldamento globale
Diminuzione ozono
stratosferico
Benzene in aria
ossidazione fotoch.
Toluene in aria
tossicità umana
Xilene in aria
ecotossicità
Alcool etilico in aria
Metiletilchetone in aria
acidificazione
eutroficazione
uso
Benzene in acqua
Waste
treatment
Albero di processo
pesatura
tabella inventari
riduzione delle
risorse abiotiche
risultati normalizzati
risultati
Indicatore categorie risultati pesati
indicatore categorie
Fonte (modificata): Studio "Policy Review on Decoupling" (CML and partners) for EC, DG Env
Attilio Citterio
Scelta delle Categorie di Impatto
Comunemente si prendono in considerazione le seguenti
categorie di impatto :
 Risorse abiotiche
 Impatti ecotossicologici
 Risorse biotiche
 Impatti tossicologici umani
 Uso della terra
 Formazione di ossidanti da luce
 Riscaldamento Globale
 Diminuzione ozono stratosferico
 Acidificazione
 Eutroficazione
 Ambiente di lavoro
Attilio Citterio
Indicatori Ambientali (EPI)
indice (anno di riferimento =100)
“Un indicatore è un parametro (o valore derivato da parametri), che
fornisce informazione su un fenomeno. L’indicatore ha un significato
che va oltre le proprietà direttamente associate al valore del
parametro stesso”
150
produzione
Cambiamento
climatico
100
rumori
discariche
50
acidificazione
composti tossici
0
1980
diminuzione ozono
1985
1990
Attilio Citterio
1995
2000
2005
2010
Soggetti degli Indicatori Le Tre Linee Fondamentali
Fisico/chimico/biologico
 Volatilità
 GWP
 Energia
Primaria
 Ecotossicità
Acquatica
 Efficienza
atomica
Finanziario
 Turnover
 Stipendi netti
 “Valore
Aggiunto”
 Flusso di
denaro
 ecc.
Attilio Citterio
Sociale
 Tasso di
istruzione
 Accesso a
acqua potabile
 Reddito
famigliare
 ecc
Categorie di Impatto di Ciclo di Vita
Comunemente Usate
Categoria di
Impatto
Scala
Dati LCI Rilevanti (p. es.,
classificazione)
Fattore Comune
Caratterizzante
Descrizione del
Fattore
Riscaldamento Globale
Globale
Biossido di carbonio (CO2)
Biossido di azoto (NO2)
Metano (CH4)
Clorofluorocarburi (CFC)
Idroclorofluorocarburi
(HCFC)
Metil Bromuro (CH3Br)
Potenziale di
Riscaldamento
Globale
Converte i dati LCI in
equivalenti di CO2.
Nota: i potenziali di
riscaldamento
globale sono 50,
100, o 500 anni.
Diminuzione
dell’Ozono
Stratosferico
Globale
Clorofluorocarburi (CFC)
Idroclorofluorocarburi
(HCFC)
Halon
Metil Bromuro (CH3Br)
Potenziale di
distruzione
dell’ozono
equivalenti di
triclorofluorometano
(CCl3F, CFC-11).
Acidificazione
Regionale
Locale
Ossidi di zolfo (SOx)
Ossidi di Azoto (NOx)
Acido Cloridrico (HCl)
Acido Fluoridrico (HF)
Ammoniaca (NH3)
Potenziale di
Acidificazione
equivalenti di ioni
idrogeno (H+) .
Locale
Fosfato (PO4), Nitrati (NO3)
Ossido di azoto (NO)
Biossido di azoto (NO2)
Ammoniaca (NH3)
Potenziale di
Eutrofizzazione
equivalenti di
fosfato (PO4).
(GWP)
(AC)
Eutrofizzazione
(EP)
Attilio Citterio
Categorie di Impatto di Ciclo di Vita
Comunemente Usate
Categoria di
Impatto
Scala
Dati LCI Rilevanti (p. es.,
classificazione)
Fattore Comune di
Caratterizzazione
Descrizione del
Fattore
Smog
Fotochimico
(POCP)
Locale
Idrocarburi diversi dal metano
(NMHC)
Potenziale di
Creazione di
ossidanti
fotochimici
equivalenti di C2H6
Tossicità
terrestre
(TETP)
Locale
Composti chimici tossici con una
concentrazione letale nota sui
topi
LC50
equivalenti.
Tossicità
acquatica
(AETP)
Locale
Composti chimici tossici con una
concentrazione letale nota sui
pesci
LC50
equivalenti.
Salute
dell’uomo
(HTP)
Globale
Locale
Regionale
Rilasci totali nell’aria, nell’acqua,
e nel suolo.
LC50
equivalenti.
Impoverimento delle
risorse
Globale
Locale
Regionale
Quantità di minerali usati
Quantità di combustibili fossili
usati
Potenziale di
impoverimento
delle risorse
un rapporto tra
quantità di risorsa
usata e quantità di
risorsa lasciata
Uso della
terra
Globale
Locale
Regionale
Rifiuti solidi
Converte la massa dei
rifiuti solidi in volume
usando stime di
densità
(LU)
Attilio Citterio
Complessità della Valutazione dell’Impatto
Associato al Ciclo di Vita
Materie prime
Stadi del
Ciclo di
Vita
Materie prime
Energia
Estrazione
Materie
prime
Materie prime
Energia
Energia
Lavorazione
Materie prime
Impatti
Materie prime
Impatti
Manifattura
Prodotto
Energia
Uso, Riuso,
Smaltimento
Impatti
Impatti
Impatti
del Ciclo
di Vita
Riscald.
globale
Diminuz.
ozono
Formaz.
smog
Acidificazione
Attilio Citterio
Altri rilasci
tossici
Impoverim.
risorse
Salute umana
e danni
all’ecosistema
La Valutazione dell’Impatto si Focalizza sulla
Caratterizzazione del Tipo e Severità dell’Impatto Ambientale
Materiali/impatto
Effetti Ambientali
Diminuzione di risorse biotiche
Rame
Diminuz. di risorse abiotiche
CO2
CFC
Effetto serra
SO2
NOx
Pesare l’effetto?
Diminuzione strato di ozono
fosforo
composti organici
volatili (VOC)
Metalli pesanti
PCB
Acidificazione
Eutrofizzazione
Smog (estivo)
pesticidi
stirene
Tossicità umana
Eco-tossicità
(esempio)
Odore
Attilio Citterio
Esistono vari modi per
valutare e pesare gli
effetti ambientali.
Eco Indicatori - Metodologia
• Tutti gli impatti ambientali sono convertiti in punteggi di
Eco-indicatore EPI usando un metodo di pesatura
• Il punteggio è calcolato per:





•
•
•
Produzione del Materiale (per kg)
Processi di Produzione (per unità appropriata al processo)
Trasporto (m3·km-1)
Generazione e Uso di Energia (elettricità e calore)
Smaltimento (per kg)
• Eco-punteggi negativi per ricicli e riusi
Inventari emissioni, estrazioni risorse, usi della terra connessi al ciclo
di vita del prodotto
Calcolo del danno a salute umana, qualità ecosistemi e risorse
Pesatura delle tre categorie di danno per arrivare a un numero
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto: Classificazione e
Caratterizzazione – Esempio 1
Categoria d’impatto
Acidificazione
Risultati LCI
Emissioni di sostanze acidificanti all’aria (in kg)
Modello caratterizzazione Modello che descrive l’evoluzione e la deposizione di
sostanze acidificanti, adatto per la LCA
Indicatore di categoria Deposizione/carico critico di acidificazione
Fattore caratterizzazione Potenziale di acidificazione (AP) per ogni emissione
acida nell’aria (in kg SO2 equivalenti/kg emissione)
Risultato per unità indic. kg SO2 eq.
Sostanza
ammoniaca
acido cloridrico
acido fluoridrico
acido solfidrico
acido nitrico
Biossido di azoto
Monossido di azoto
Biossido di zolfo
Acido solforico
AP (in kg SO2 equivalenti/kg emissione)
1.88
0.88
1.60
1.88
0.51
0.70
1.07
1.00
0.65
Attilio Citterio
Riduzione dell’ozono stratosferico
Risultati LCI
Emissioni di gas distruttivi per l’ozono in aria (in kg)
Modello di caratterizzazione Il modello sviluppato dal WMO, definendo il
potenziale distruttivo per l’ozono di differenti gas
Indicatore di categoria
Scomparsa dell’ozono stratosferico
Fattore di caratterizzazione Potenziale di riduzione dell’ozono in stato
stazionario (ODP∞) per emissione (in kg CFC-11
equivalenti/kg emissione)
Risultato per unità indicatore kg CFC-11 eq.
Sostanza
Halon-1301
Halon-1211
Halon-1202
Tetraclorometano
CFC-11
CFC-12
HCFC-123
HFC-142b
Metila Bromuro
ODP∞ (in kg CFC-11 equivalenti/kg emissione)
12
5.11
1.25
1.2
1
0.82
0.012
0.043
0.37
Attilio Citterio
Risultati LCI
Modello caratterizzazione
Cambiamenti Climatici
Emissioni di gas serra nell’aria (in kg)
il modello sviluppato dal IPCC definisce il
potenziale di riscaldamento globale di diversi gas
Indicatore di categoria
irraggiamento infrarosso (W·m-2)
Fattore caratterizzazione
potenziale di riscaldamento globale per un
orizzonte di 100-anni (GWP100) per ogni emissione
GHG in aria (in kg CO2 equivalenti/kg emissione)
Risultato per unità indicatore. kg CO2 e.
Sostanza
Biossido di carbonio
Metano
CFC-11
CFC-13
HCFC-123
HCFC-142b
Perfluoroetano
Perfluorometano
Esafluoruro di zolfo
GWP100 (in kg CO2 equivalenti/kg emissione)
1
21
4000
11700
93
2000
9200
6500
23900
Attilio Citterio
Metodologia degli Indicatori :
Riscaldamento Globale (GWP)
Valori di Potenziale Riscaldamento Globale Assoluto (GWP)
Emissioni di CO2
non-mobili
Emissioni di CO2
mobili
Emissioni di CO2 legate all’Energia
Emissioni legate al
processo, es. rilascio CFC
Espressione dell’indicatore :
“Potenziale riscaldamento globale assoluto (MT CO2)”
Attilio Citterio
Importanza delle Sostanze per il GWP
(IPCC 1996)
Intervallo di tempo considerato
CO2
CH4
NO2
O3
H1201 Halon*
R134aFCKW**
R22FCKW***
20 anni
100 anni
1
62
290
1
24
320
2000
5600
1300
1700
6200
3300
4300
*CHF2Br
**CH2FCF3
***CHF2Cl
Attilio Citterio
Vite medie e incertezze di ODS
secondo i modelli WMO e SPARC - 2013
ODS = Sostanze che
riducono l’ozono
G. J. M. Velders and J. S. Daniel
Atmos. Chem. Phys., 14, 2757–2776, 2014
Attilio Citterio
Risultati del Calcolo dell’Indicatore
Valore dell’Indicatore = ∑ (Risultati Inventari × Fattore Caratterizzazione)
Esempio – Potenziale di Riscaldamento Globale:
Inventario – 1000 kg di emissioni di CO2 e 100 kg di emissioni di CH4 per
0.454 kg di prodotto
GPW = (1000 kg CO2 × 1 eq/kg CO2) + (100 kg CH4 × 23 eq/kg CO2)
GPW = 1000 kg CO2 eq + 2300 kg CO2 eq
GPW = 3300 kg CO2 eq per 0.454 kg di prodotto
Nota: I soli dati di inventario dicono di focalizzarsi sulle emissioni di CO2.
La valutazione dell’impatto informa però che le emissioni di metano
(CH4) hanno un impatto maggiore sul riscaldamento globale.
Attilio Citterio
Profilo dell’Impatto Ambientale di una
Centrale Termica a Carbone
(Capacità 1500 MW; 2,296 GWH Produzione Annuale)
*
51,800
Sostenibilità delle Risorse Energetiche Qua.
Esaurimento netto – ris. energia(ton. equiv. di petrolio)
Scala degli impatti
Perturbazione Ecosistema
Habitat terrestre e Aquatico (acri equiv..)
Specie chiavi (aumento % della mortalità)
4,600
NA
Carichi Emissioni e Scarti
Gas Serra (ton equiv. CO 2
1,545,000
Composti Acidificanti (ton. equiv. SO 2
300
Ozono a livello suolo(ton. equiv. O 3)
180
Particolati (ton. equiv. PM-10)
310
Riduzione Ozono Stratosferico (ton. equiv. CFC-113)
-Inquinanti pericolosi dell’aria (ton. equiv. Hg)
0.008
Scarti Per./Radioattivi (ton IBHP U ore equiv. )
-Inferiore
equiv. = equivalente
-- indica risultati trascurabili
*
Superiore
PJM
Per 1,000 GWh
Attilio Citterio
Impatti Medi (1998)
Bilanci EN e GWP per un Sistema di Produzione di
Energia Basato sulla Combustione del Carbone
Emissioni totali di gas serra
1.041 g CO2 equivalente/kWh
990.6
1.0
Immis.
Energia
Fossile
28.5
(3%)
Estrazione
Carbone
17.5
(2%)
Trasporto
5.0
(<1%)
Costruzione
Chiusura del carbonio 0%
Attilio Citterio
(95%)
Operatività
Impianto
Elettricità
In uscita
0.3
Bilancio EN e GWP del Ciclo di Vita per un Sistema di
Potenza a Combustione Diretta di Residui di Biomasse
Emissioni nette di gas serra
- 410 g CO2 equivalente/kWh
1204
1.0
Emissioni
Evitate
1627
Immis.
Energia
Fossile
Discarica e
coperture
10
Trasporto
3
Costruzione
Attilio Citterio
Operatività
Impianto
Elettricità
In uscita
28.4
Bilancio Energetico e GWP del Ciclo di Vita per
Tecnol. IGCC che usa Energia da Biomasse Coltivate
Emissioni nette di gas serra
49 g CO2 equivalente/kWh
890
890
1.0
Immis.
Energia
Fossile
31.3
64%
Discarica e
coperture
5.6
11%
10
Trasporto
12.1
15%
3
Costruzione
Attilio Citterio
Operatività
Impianto
Elettricità
In uscita
15.6
Fotosintesi
H2O
Energia solare
6 O2
6 CO2
C6H12O6
(biomasse)
Bilancio per 1 kg di legno
Ingresso
1.44 kg CO2
0.56 kg H2O
18.5 MJ energia solare
Attilio Citterio
Uscita
1 kg biomassa
1 kg O2
18.5 MJ uso termico
Ciclo di Vita di Emissioni di Gas Serra
1200
GWP (g CO2-equivalenti / kWh)
1000
800
600
400
200
0
-200
IGCC a biomasse Centrale a carbone
Misto
dedicate
Carbone/biomassa
-400
-600
Attilio Citterio
solo residui
biomassa
NGCC
Emissioni VOC nella Produzione del
Perossido di Idrogeno
2.1
2.3
Org.
Aqu.
H2
Ossidazione
Idrogenazione
2.4
Estrazione
H 2O
WS
Recupero Cataliz.
3.4
Rigenerazione Essiccaz.
WS
WS
Purificazione
3.3
WS
3.1
Materiale
rigenerato
Concentrazione
Attilio Citterio
EPD (1)
(g/kg)
Ecoprofilo(2)
(mg/kg)
CO2
523000
39000
NOX
760
210
SO2
360
400
Ceneri
170
120
HC
300
150
HC Aromatici
3.2
AC Assorbitore
2.2
Inquinante
H2O2
150
CO
130
CH4
410
Idrogeno
(1) AkzoNobel's
37
340
dichiarazione certificata ambientale:
LCA delle emissioni complessive
(2) Cefic Ecoprofile data sheet: Manufacturing process
emissions
Profilo dell’Impatto Ambientale di una
Centrale Idroelettrica
Capacità (512 MW , 1714 GWH Produzione Annuale)
Sostenibilità delle Risorse Energia
Qua.
Esaurimento Netto – ris. energia (ton. equiv. di petrolio)
*
209
Scala degli Impatti
Perturbazioni Ecosistema
Habitat Terrestre e Aquatico (acri equiv.)
American Shad (aumento % della mortalità)
1610
< 50%
Carichi Emissioni e Scarti
Gas Serra
(ton equiv. CO2)
Composti acidificanti (equiv. tons SO2)
Ozono a livello suolo (equiv. tons O3)
Particolati (equiv. tons PM-10)
Riduzione ozono stratosferico (equiv. tons CFC-113)
Inquinanti pericolosi dell’aria (equiv. tons Hg)
Scarti per./Radioattivi (tons IBHP U ore equiv. )
1,022
0.2
-----Inferiore
equiv. = equivalente
-- indica risultati trascurabili
* Per 1,000 GWh
Superiore
PJM Impatti Medi (1998)
Attilio Citterio
Gerarchia degli Indicatori
Aumento
Condensazione
dei Dati
Indicatori per il Pubblico
Indicatori per Operatori Politici
Indicatori per Scienziati
Dati Analizzati
Dati Primari
Quantità Totale di Informazioni
FONTE: World Resources Institute, 1995, ‘Environmental Indicators’
Attilio Citterio
Problematiche dell’Indicatore
• Aggregazione
per es. operazioni, prodotti, divisioni, strutture
 Diversità Biologica?
 Velocità di alfabetizzazione?
 Investimento della comunità?

• Normalizzazione e Misura
“efficienza”, per es. energia per unità
 di che tipo (fisico-chimico, finanziario, sociale)

• Resoconto
• Utilizzatori
• Standardizzazione e Confronti
Attilio Citterio
Approccio ECO-it - Valutazione del Rischio
Sviluppato in Olanda
 Basato su requisiti e dati Europei
Tre parametri “Eco”

Salute umana
• Numero/durata di malattie-infortuni, anni di vita persi
• Cause: variazioni climatiche, distruzione strato di ozono, effetti cancerogeni,
effetti respiratori, radiazioni ionizzanti

Qualità dell’Ecosistema
• Diversità delle specie
• Cause: eco-tossicità, acidificazione, eutrofizzazione, uso della terra

Risorse
• Energia in eccesso necessaria in futuro per estrarre minerali/ risorse fossili di
qualità inferiore
• Impoverimento delle risorse agricole / totali considerate sotto la voce uso della
terra
Attilio Citterio
Fasi della Valutazione del Rischio
Definizione dell’obiettivo
Identificazione dei pericoli
Identificazione di come si può
valutare il pericolo
Stima delle conseguenze se si
verifica il pericolo
Stima della probabilità che
succeda l’evento pericoloso
Calcolo del rischio
Valutazione della rilevanza
del rischio
no
Scelta di un esame
più approfondito
Attilio Citterio
si
Metodo di Valutazione Eco-Indicatore 99
Si prendono in esame tre sfere:
• La sfera tecnica
vedi: http://www.pre.nl/eco-indicator99/
• La sfera ecologica
• La sfera economica
Peso delle
tre categorie
di danno
Danni
alle
risorse
Modellizzare effetti e
danni
Risorse
Danni a
qualità
ecosistema
Indicatore
Soprattutto
nella sferaValore
Danni a
salute
umana
Risultati
Inventari
Uso terra
Soprattutto
nella sferaEco e nella
sfera Valore
Attilio Citterio
Emissioni
Emissioni
Fase
Inventari
Modellizzare tutti i
processi nel
ciclo di vita
Soprattutto
nella sfera
tecnologica
Es.: Livelli di Arsenico (As) nell’Acqua
Considerazioni su salute umana
Livello
Considerazioni su ecosistema
Rischi sulla salute inaccettabili
Effetti Acuti
200
Effetti acuti misurabili nel 5%
delle specie della
comunità acquatica
130
Concentrazione tollerabile, ma basso
Rischio di cancro alla pelle in
Individui molto sensibili
a lungo termine
Effetti Cronici
Effetti cronici misurabili nel 5%
delle specie della
comunità acquatica
20
10
10
Intervallo Voluto di Qualità
Intervallo Voluto di Qualità
µg/m3
Attilio Citterio
Livelli di Rischio per l’Arsenico nell’Acqua
Pesatura
Valore
Qualità dell’intorno
5
200 µg/m3: Rischi inaccettabili per la salute umana e l’ecosistema
in una regione per le alte concentrazioni di arsenico
4
130 – 200 µg/m3: Rischi elevati alla salute umana ed effetti
acuti misurabili sull’ecosistema acquatico
3
20 – 130 µg/m3: rischio crescente per la salute umana ed effetti
cronici misurabili per l’ecosistema acquatico
2
10 – 20 µg/m3: Basso rischio per la salute umana e nessun effetto
misurabile sull’ecosistema acquatico
1
0 – 10 µg/m3: Nessun effetto sulla salute umana o sull’ecosistema
In una regione delle concentrazioni di arsenico
Alto
Medio
Basso
Attilio Citterio
Ingegnerizzazione del Ciclo di Vita
Continua fornitura di dati e controllo
Definizione obiettivo e scopi
preparazione di una decisione
Raccolta dati
inventario
economico
(e.g. LCC)
tecnico
(e.g. TQM)
valutazione dati
caratterizzazione
Strumenti per
l’assunzione
di decisioni
Struttura
dei costi
w
econ.
w
econ.
caratterizzazione
tecnica
decisione
uu
env.
env.
tttec.
tec.
ambientale
regolamenti
(i.e. leggi)
Sistema di
gestione
valutazione
impatto
Rispetto delle
norme
verifica
del sistema
Attilio Citterio
company
specific
obiettivi
specifici
dellagoals
società
Linee Guida per l’Assunzione di Decisioni
Ciclo R+D
Ciclo Marcato e Servizi
Innovazione
Vecchie risp.
Prodotti prec.
Variazione
Ideazione
e definizione
fasi
Progettazione
verifica
prototipi
Produzione,
vendite
servizi
Pianificazioni
Batch, serie 0
Processo di
definizione
del prodotto
Avvio
Vendite
Controllo
Avvio
Prod.
Controllo
Idee
avvio
R+D
Controllo
Scelta
Controllo
Controllo
Livello operativo
Valutazione e Scelta delle Alternative
Orientamenti, Strategie
Strategia aziendale, Politica aziendale
Informazione
Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti
Esame dei processi a creazione di valore
Attilio Citterio
Variazione
Eliminazione
Valutazione del
processo
Livello decisionale
Strumenti per l’Informazione Ambientale
Ciclo R+D
Ciclo Marcato e Servizi
Innovazione
Attività
Produz.
EMS
EPE
Attività
LCE+LCC
Didtrib.
Valutazione e Scelta delle Alternative
Orientamenti, Strategie
Strategia aziendale, Politica aziendale
Informazione
Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti
Esame dei processi a creazione di valore
Attilio Citterio
Produzione,
vendite
servizio
Controllo
Attività
R+D
Pianificazioni
Batch, serie 0
Controllo
Scelta
LCA
Idee
preliminare
Controllo
Controllo
Prodotti prec.
Ideazione
Progettazione
e
Verifica
Prototipi
Definizione fasi
Controllo
Vecchie risp.
Variazione
Processo di
definizione
del prodotto
Livello operativo
LCA
Modifiche
completo
Elimin.
Valutazione del
processo
Livello decisionale
Obiettivo / Sforzo
•
LCA Concettuale - Pensare il ciclo di vita
 E’ il primo e più semplice livello di LCA, usato per effettuare
valutazioni basate su un inventario limitato e di tipo qualitativo.
•
LCA Semplificata - Indagine
 Lo scopo di questo approccio è lo stesso di una LCA dettagliata
ma qui vengono praticate semplificazioni volte a ridurre
sensibilmente il tempo necessario a compiere lo studio.
•
LCA dettagliata
 E’ l’approccio più specialistico e scientifico.
Attilio Citterio
Tecniche GP, Costi e Livello degli Sforzi
Progettazione per l’Ambiente
Costi e
Livello di Sforzo
Controllo dell’Inquinamento
Cambi di Processo e Strumentazione
Cambi nelle Materie in Ingresso
Conservazione delle Risorse
Riciclo, Riuso e Recupero
Miglioramento Procedure Operative
Buona conduzione e attenzione ai Reflui
Tecniche GP
Attilio Citterio
Livelli di Dettaglio nell’LCA
Livello di dettaglio in alcune applicazioni dell'LCA. "x" in grassetto indica il livello più usato.
Livello di dettaglio nella LCA.
Applicazioni
Concettuale
Semplificato
Progettazione per l'Ambiente
x
x
-
Nessun legame formale al LCA
Sviluppo di Prodotto
x
x
x
Forte variazione nella
sofisticazione
Catene ambientali (marchio
ISO tipo II)
x
Marchi ambientali (marchio
ISO tipo I)
Dettagliato Commenti
Talvolta basata sull'LCA
x
dichiarazione Ambientale
(marchio ISO tipo III)
Organizzazione delle vendite
x
Valutazione inventari e/o
dell'impatto
x
Valutazione inventari e/o
dell'impatto
x
Inclusione dell'LCA nel rapporto
ambientale
Progettazione strategica
x
x
sviluppo delle conoscenze LCA
Approvvigionamento verde
x
x
LCA non dettagliata come nella
definizione di marchi ambientali
Schemi di deposito/rimborso
x
LCA a ridotto numero di
parametri
Tasse Ambientali "verdi"
x
"
Attilio Citterio
Gestione del Ciclo di Vita (LCM = Life Cycle
Management)
•
LCM è l’applicazione del modo di pensare in termini di ciclo di vita nella
moderna pratica aziendale con l’obiettivo di gestire il ciclo di vita totale dei
prodotti e servizi di una organizzazione verso un consumo e una produzione
più sostenibile.
•
LCM è una integrazione sistematica della sostenibilità, cioè nella strategia e
pianificazione aziendale, nella progettazione e sviluppo del prodotto, nella
presa di decisioni e nei programmi di comunicazione.
•
LCM non è un singolo strumento o metodologia ma un contesto gestionale
flessibile e integrato di concetti, tecniche e procedure che incorporano aspetti
ambientali, economici, e sociali dei prodotti, processi ed organizzazioni
•
LCM è volontaria e si può adattare gradualmente alle specifiche necessità e
caratteristiche delle singole organizzazioni.
Attilio Citterio
Promotori dell’LCM e Benefici
Strategia aziendale
 Espansione dei programmi di gestione del prodotto
 Vantaggio competitivo: essere alla frontiera dello sviluppo
 Riduzione costi: aumentata efficienza operativa e delle risorse
 Miglioramento della reputazione/immagine pubblica, e delle relazioni generali con


gli operatori
Aumento dell’innovazione di prodotto: sviluppo e progettazione di nuovi prodotti
Aumento del valore del marchio (prodotti ‘sostenibili’)
Requisiti di mercato
 Aumento di quote di mercato: vantaggi dei ‘primi attori’ su problemi di sostenibilità
 Abilità a focalizzarsi sulla sostenibilità ed andare oltre il limite della produzione; es.
• Gestione della catena degli approvvigionamenti (valutazione fornitori)
• Comunicazione nella catena del valore
• Dichiarazione di prodotto ambientale
Requisiti del settore finanziario
 Aumento del valore degli attori, diventare un ‘Dow Jones Sustainability Index’
 Attività meno rischiosa con diminuita responsabilità sfociante in tassi di
assicurazione inferiori e ridotte sanzioni.
Nuove norme regolatorie o legislative
 Anticipare future norme legislative,
 Associarsi a schemi di ”eco-labeling” e programmi di “green public procurement”
 Associarsi a programmi di responsabilità sociale aziendale.
Attilio Citterio
LCM Obiettivi, Strategie, Sistemi, Strumenti
Livello di gestione
Dimensione sociale
Dimensione Ambientale
Dimensione economica
Obiettivo
SOSTENIBILITA’
Concetto
PENSARE IN TERMINI DI CICLO DI VITA
Strategie
GESTIONE DEL CICLO DI VITA
Responsabilità
sociale dell’azienda
Prevenzione inquinamento
Gestione del prodotto e
della catena di fornitura
Sistemi
OHSAS 18001
ISO 14001 & POEMS
ISO 9001, TQM, EFQM
Strumenti
Valutazione posto di lavoro
Produzione più pulita,
LCA, Eco-design
EMA & LCC
Spiegazioni: OHSAS = Occupational Health And Safety, POEMS = Product Oriented Environmental,
Management System, TQM = Total Quality Management, EFQM = European Foundation for Quality
Management, LCA = Life Cycle Assessment, EMA = Environmental Management Accounting, LCC =
Life Cycle Cost Analysis.
Attilio Citterio
Sommario delle Problematiche LCM
Politiche / Strategie
Sviluppo Sostenibile, Triple bottom line, Politica Integrata del
Prodotto (IPP), Dematerializzazione (Fattore 4 -10),
Produzione più pulita, Ecologia Industriale, Eco-efficienza,
Gestione della Qualità Sostenibile, ecc.
Sistemi / Processi
Sistemi di Gestione Integrata e Ambientale (p.es. ISO 9000/
14000, EMAS, EFQM), Responsabilità Estesa del Produttore
(EPR), Processo di Sviluppo del Prodotto (PDP), Certificazione,
Comunicazione Ambientale, Gestione Catena del Valore, ecc.
Concetti / Programmi
Gestione del Prodotto, Progettazione per l’Ambiente, Gestione
Catena Forniture, Approvvigionamenti Verdi Pubblici,
Coinvolgimento Operatori, Responsabilità Sociale dell’Azienda,
Contabilità verde, Valutazione Fornitori, ecc.
Strumenti/ Tecniche
Analitica: LCA, MFA, SFA, I/O, ERA, CBA, LCC, TCO, ecc.
Procedurale: Audizioni, Liste di Controllo, Etichettatura, EIA, ecc.
D’appoggio: Pesatura, Incertezza, Sensibilità/Predominanza,
Scenari, Retrospettive, Standard, Accordi Volontari, ecc.
Dati / Informazioni / Modelli
Dati:
Banche dati, Immagazzinamento dati, Controllo.
Informazione: Riferimenti di Pratica Ottimale, Riferimenti, ecc.
Modelli:
Indicatori, Sorte, Dose-Risposta, Monte Carlo, ecc.
Attilio Citterio
La LCM Coinvolge Molti Livelli Organizzativi
•
•
LCM deve essere una
priorità elevata per tutte le
sezioni direttive, e tutti i
dipartimenti / funzioni
rilevanti devono parteciparvi
La partecipazione degli
addetti assicura che le
iniziative LCM saranno
profondamente radicate
nell’organizzazione e che
l’attenzione verterà su
miglioramenti concreti al
profilo ambientale del
prodotto, piuttosto che mere
parole e raccolta di dati.
Politica ambientale
e strategia di prodotto
basate sul ciclo di vita
Progettazione
per l’ambiente
Distribuzione
verde
Gestione
Sviluppo
prodotto
Distribuzione
Gestione del
Ciclo di Vita
Acquisti
Acquisti
verdi
Vendite e
marketing
Produzione
Produzione più pulita
Attilio Citterio
Vendite
verde
Con LCM si va oltre i Confini Aziendali
Spostare la focalizzazione dall’ambito ristretto dell’organizzazione
all’intera catena del prodotto include:
•
•
•
La LCA: flusso di materiali
dall’acquisto delle materie
prime alla produzione,
trasporto, uso e
smaltimento.
Produttori di
Materie prime
Commercianti
Produttori
Smaltitori
Flusso di materiali e servizi
Il mercato: un flusso di
valore e danaro dal
consumatore al produttore.
Comunicazione e cooperazione
Flusso di denaro e qualità
Distributori
Comunicazione e
cooperazione in forma di
scambio di conoscenze ed
esperienze.
consumatori
Sub-fornitori
Collaborazione nella Catena del Prodotto
Attilio Citterio
Esempi di Sistemi Integrati di Gestione
AFNOR FD X 50-189:2003
Sistemi di gestione – Linee guida
per l’integrazione
ISO 9001:2000
 qualità
ISO 14001:2004
 ambiente
AFNOR AC X 50-200:2003
Sistemi di gestione Integrata –
Buone pratiche e ritorni
d’esperienza
ISO 18001:2004
 sicurezza e salute
occupazionale
SA 8000:1999
 responsabilità sociale
AA 1000:1999
 responsabilità
Attilio Citterio
DS 8001
Guida ai sistemi integrati di
gestione
Progettazione Basata sul Ciclo di Vita e
Sviluppo del Prodotto
La Progettazione determina
 Il 70~80% dei costi totali di progetto del ciclo di vita
 la maggior parte degli impatti ambientali del ciclo di vita
La valutazione preventiva degli aspetti ambientali “dalla
culla alla tomba” del sistema prodotto può portare ad
una efficace integrazione delle considerazioni ambientali
nel processo di progettazione
“Long-term prosperity depends not on the efficiency of a fundamentally
destructive system, but on the effectiveness of processes and products
designed to be healthy and renewable in the first place”
William McDonough
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente (DFE)
Esame dell’intero ciclo di vita progettato per il prodotto e
identificazione delle misure che si possono prendere per
minimizzare l’impatto ambientale del prodotto in fase di progetto
Le strategie DFE considerano le misure di progetto per ridurre
l’impatto ambientale in ogni stadio del suo ciclo di vita
• Materie prime: soluzioni per es. per la conservazione delle risorse
• Produzione: predisporre per l’eco-efficienza in fase di produzione
• Uso del prodotto: Prevedere le fasi di uso del prodotto per es. per
l’efficienza energetica e dell’acqua, ridotto uso di materiali, e aumentata
durabilità
• Fine vita: considerazioni chiave di progetto includono la progettazione
per il smontaggio, la progettazione per la durabilità, il ri-uso del prodotto
e la progettazione per il riciclaggio.
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente (DfE)
Valutazione
• Tre Categorie di Criteri di Valutazione
 Energia Consumi durante l’intero Ciclo di vita
 Materiali Uso e Scelta
 Processo Miglioramento e Scelta
• Strumenti
 Strumenti per la valutazione del ciclo di vita
 Strumenti per scelte CAD/Materiali/Processo
 Strumenti per la Modellizzazione per il Smontaggio e Analisi
 Strumenti di Simulazione
Attilio Citterio
Sviluppo Integrato di Prodotto
Cambio compito
Cambio di funzione
Cambio del principio
di lavoro
Progettazione
Cambio di progetto
Cambio di materiale
Misure
Criteri
Materie prime Produzione Uso Fine vita
Ecologico
Economico
Tecnico
Materie prime Produzione Uso Fine vita
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente
classificazione
dei compiti
Progetto
concet.
Progetto
Progetto
dettagliato
Materie
prime
produzione
Attilio Citterio
uso
riciclo
smaltimento
Eco-Design
L’Eco-Design considera le relazioni tra un prodotto e l’ambiente.
Proposte comuni:

Gli impatti ambientali derivati dai prodotti sono continuati a crescere
relativamente ai processi di produzione

Una prospettiva di ciclo di vita sugli impatti ambientali di un prodotto
cattura l’intera catena produzione-consumo

Degli impatti (ciclo di vita) derivanti dai prodotti, il 60% - 80% sono
determinati in fase di progetto

Focalizzarsi sul prodotto è il modo migliore per attrarre l’interesse e
l’azione del mondo finanziario in quanto si focalizza sulla vulnerabilità di
mercato del prodotto.
Progettazione Cradle-to-Cradle – Un Nuovo Paradigma
•
Cambio effettivo: Progettare in primo luogo processi e prodotti
industriali senza generare inquinanti tossici ne “scarti"
Attilio Citterio
Progettazione da Fonte a Fonte –
“Ambientalmente Intelligente”
Il nuovo paradigma modella l’industria umana sui processi naturali per cui
SCARTI = CIBO
I materiali sono visti come nutrienti circolanti in metabolismi salubri e sicuri:
1) Il metabolismo biologico della Natura deve essere protetto e arricchito
tutti gli scarti = cibo per sistemi biologici (biodegradabili)
2) Il metabolismo tecnico accresciuto dalla circolazione di minerali e materiali
sintetici
Tutti gli scarti = fonti per altri sistemi industriali
Cradle-to-Cradle by William McDonough & Michael Bragnaurt
http://www.mbdc.com
Attilio Citterio
Progettazione da Fonte a Fonte – Benefici
•
Progettare per acquirenti a tempo – prodotti affittati più e più volte alla base
acquirente
•
Gestione del rischio – i rischi per la salute umana e ambientale sono ridotti
eliminando il concetto di scarto e scegliendo materiali che sono sicuri per
entrambi i sistemi umano e naturale
•
Riduzione dei costi – drammaticamente riduce i costi legali e dei materiali
•
Differenziazione di prodotto – i prodotti che offrono eccellenza di vendita da
tutti i punti di vista
“Cradle-to-Cradle designs have positive effects extending beyond the client
company to its suppliers, customers, communities, and the natural world”
William McDonough
Attilio Citterio
Product Stewardship
Un approccio centrato sul prodotto alla gestione ambientale, in cui i produttori –
sia volontariamente o sotto spinte governative – si assumono la responsabilità
per gli impatti dell’intero ciclo di vita di un prodotto e della sua confezione
Benefici:
- Opportunità di marketing verde
- Evitare normative
- Raggiungere obiettivi ambientali
L’obiettivo dell’amministrazione del prodotto è di incoraggiare i produttori a
ridisegnare i prodotti con minori tossine, a farli più durevoli, riusabili, riciclabili, e a
usare materiali riciclati.
Gli strumenti della Product Stewardship includono:
 Programmi Take-back
 Leasing
 Gestione del ciclo di vita
 Responsabilità condivisa
 Responsabilità estesa del produttore
 Responsabilità del formulatore
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto Tossicologico
Metodi per la valutazione degli impatti tossici
Eco-indicatore 99
alternativa
riferimento
A
Unit-Risk
alternativa
riferimento
alternativa
riferimento
A
B
B
endocrini
cancerogeni
A
+ altri metodi
CML 96
+ altri metodi
tossici
EAP (Potenziale
d’attività Estrogenica)
alternativa
riferimento
A
B
B
soluzione: metodo «Darmstadter Model»
Cd
Pb
Hg
PCDD/F
SO2
Nox
PCB
Benzene
Valutazione
impatti
Aggregazione
risultati
Impatti
tossico
cancerogeno
fattori di
pesatura
endocrino
Attilio Citterio
alternativa
riferimento
LCAD
Suplus carico
ambientale discarica
inventory
analysis
globale
regional
e
locale
Carta Verde Chimica per Tensioattivi
Tox Acquatica Ult. Biodegradabile Classif. Amb. EU
Ottimo (3)
Classe 3, Preferito
Classe 3
Classe 3 (Ottimo)
• LC50/EC 50> 1mg/L • Rapidamente
• tos. acquatica 100mg/L
biodegradabile
• 3 o più specie
(OECD 301)
testate
>60% w/in 10 giorni
Migliore (2)
Classe 2
Classe 2
Classe 2 (Migliore)
• LC50/EC 50> 1mg/L • >60% w/in 28 giorni • No classificazione neg.
• Rapidamente
biodegradabile
• 1/2 specie testate
Tox Acuta umana
Classe 3
• LD50 >2000
mg/kg
Classe 2
• LD50 tra 500 2000 mg/kg
• Aquatic tox >1mg/L
Accettabile (1) Classe 1
Classe 1
• LC50/EC50 < 1mg/L • <60% w/in 28 d
Classe 1 (Accettabile)
Classe 1
• Qualsiasi classificazione • LD50 < 500 mg/L
• EU (N, R50; N, R50-53; N,
R51-53; R52-53, R52 or
R53)
Attilio Citterio
Processo di Sviluppo di una Prodotto
Fonte ISO/TR 14062: 2002
Pianificazione
G
Obiettivi e Politiche Aziendali
Progettaz.
concettuale
G
Proget.
dettagliata
G
Prove/
Prototipo
G
Produzione
Lancio
G
Rassegna
Prodotto
Attività di Supporto
tappa
tappa
 Un insieme di compiti che generano informazione, tipicamente in forma di
risultati quali disegni, report, ecc. Necessari a supportare le decisioni chiave
porta
G
 Un punto per esaminare se si può decidere di continuare ad investire nel
progetto o di terminarlo.
Attilio Citterio
Tappe - Dettagli
Pianificazione
Indagini sulle pressioni esterne, attese del pubblico, bisogni dei
clienti, e degli orientamenti industriali per definire i requisiti per
una riuscita offerta del prodotto
Progettaz.
Concettuale
Valuta l’adattamento strategico delle singole opportunità di
affari con le capacità ed obiettivi aziendali. Sviluppa il concetto
di prodotto
Progettaz.
Dettagliata
Sviluppa liste complete di materiali, disegni, piani di
fabbricazione, ecc. che soddisfano le specifiche tecniche e
avvia la progettazione dei processi di produzione e sostiene i
processi consistenti con i costi di progetto e la qualità degli
obiettivi
Attilio Citterio
Tappe - Dettagli
Prove/
Prototipo
Costruisce prototipi e realizza prove di prestazione
Gli obiettivi prefissati confermano la fattibilità del progetto e
verificano i costi progettati di produzione.
Lancio
Produzione
Introduce il prodotto in mercati selezionati.
Sguardo sul
Prodotto
Rianalizza e fa proprie le lezioni derivanti dal progetto e le
utilizza per migliorare i progetti successivi.
Attilio Citterio
Esempi di Profili di Ciclo di Vita di un
Prodotto
Beni durevoli, (p.es. dispositivi)
Impatto
Strategie di Eco-design
• Risparmio energetico
Matl.
Prod.
Uso
EOL
• Eliminazione di costituenti tossici e di
altri costituenti minori che complicano
la manutenzione e i miglioramenti
Uso singolo, (p.es. pannolino)
Impatto
• Biodegradabilità
• Eliminazione di qualsiasi materiale
problematico dopo il suo smaltimento
Matl.
Prod.
Uso
EOL
Attilio Citterio
Approccio Eco-design
Definizione di
Prodotto (Sistema)
Valutazione Ambientale
Prospettiva Prospettiva
Ciclo di vita
fornitori
Eco-design
Comunicazione
Ambientale
 Definisce un prodotto da migliorare da un punto di vista ambientale
 Identifica i componenti, parti, e materiali del prodotto, oltre che le
informazioni sugli stadi del ciclo di vita del prodotto.
 Risultato
 La composizione del prodotto, sistema di prodotti, dati sugli stadi
del ciclo di vita, e parametri tecnici del prodotto rilevanti per gli
aspetti ambientali significativi o per i parametri ambientali
Attilio Citterio
Valutazione Ambientale (II)
•
Prospettiva
Ciclo di Vita
•
•
Prospettiva
Attori
•
Valuta gli aspetti ambientali di un sistema prodotto in base
all’impatto ambientale causato dal sistema prodotto.
Strumenti: pensare in termini di ciclo di vita e LCA
Valuta gli aspetti ambientali di un sistema prodotto in base alla
visione degli attori come le normative legislative, le richieste di
mercato, e i prodotti dei competitori.
Strumenti: EQFD e EBM
Risultato
 Un insieme di parametri ambientali significativi di un prodotto
sull’ambiente
Attilio Citterio
Eco-design (III)
•
Connette i parametri ambientali significativi a rilevanti strategie ambientali
•
Identifica rilevanti misure di adeguamento per il miglioramento dei parametri
ambientali implicati in una determinata strategia ambientale
•
Sviluppa riprogetta compiti per l’adeguamento scelto
•
Sviluppa specifiche di prodotto. Si basa su specifiche fisse e auspicate
•
Identifica la funzione del prodotto di riferimento e quindi aggiunge nuove
funzioni e/o modifica le funzioni esistenti in base alle specifiche del prodotto.
•
Genera idee per realizzare la funzione
•
Genera varianti. Connettendo le idee corrispondenti a ciascuna funzione del
nuovo prodotto migliorato genera le varianti
•
Sviluppa il concetto di prodotto selezionando le varianti. Si valutano le varianti
in base a criteri economici, tecnici, sociali e ambientali
•
Articola una progettazione dettagliata di personalizzazione, aspetto, prove,
prototipo, produzione e lancio sul mercato
Attilio Citterio
Quadro LCA, 13101 e Oltre
CONTENUTO
RICICLATO
ORGANICO
BASSA
EMISSIONE
EFFICIENZA
ENERGETICA
ENERGIA
RINNOVABILE
Fuoco sugli
attributi del
Prodotto –
Contenuto del
Prodotto,
Profilo di
Emissioni,
Caratteristiche
Prestazionali
EPP
Fuoco sul
Processo –
Consumi e
Fonti
d’Energia
Difetti,
Generazione
Scarti,
Emissioni in
Aria e Acqua.
BIODEGRADABILE
Dove si tende –
Ambientalmente Preferibile,
Ben Gestito, Sostenibile
Attilio Citterio
ISO 14000
ISO 9000
LCI/LCA
REGISTRO
GHG
Comunicazioni Relative al Ciclo di Vita
•
Distinguere tra strumenti di comunicazione e operatori interessati
• Consumatori finali
• Clientela d’affari
• Operatori finanziari
• Amministratori pubblici e programmatori di politiche
• Altri operatori sociali
•
Marchi ISO-tipo I (etichette) rivolti ai consumatori
Però, limitazioni importanti degli eco-marchi
 altri strumenti di comunicazione aumentano la consapevolezza e
favoriscono un uso migliore dei prodotti
 Semplificazione delle complesse informazioni sul ciclo di vita raccolte
nelle rivendicazioni ISO-tipo II
 Dichiarazioni ISO-tipo III per B2B
 Combinazione di strumenti
Attilio Citterio
Consumatori Finali – Marchi ISO-Tipo I
•
•
Diffusione delle etichette ISO-tipo 1
Numero di gruppi di prodotto, aziende e prodotti per i principali schemi
di etichettatura ISO-tipo 1 alla fine del 2002.
Nazione
Anno di
istituzione
Gruppi di Aziende
Prodotto
Prodotti
Giappone
1989
64
2107
5152
Germania
1978
94
995
3114
Paesi Nordici
1989
55
658
2872
Svezia (Falcon)
1992
14
617
1226
Spagna/Catalogna
(DGQA)
1994
16
79
864
Austria
1991
44
334
645
EU2
1992
19
128
576
Francia
1992
15
47
443
Olanda
1992
69
257
360
Spagna (AENOR)
1994
13
71
77
Attilio Citterio
Confronto degli indicatori di prestazione
chiave dal 2001 al 2012 (EU Ecolabel )
KPI
2001
2005
2011
2012
N° di compagnie
83
250
887
~ 1000
N° di licenze
95
279
1357
1671
N° di prodotti
(no stat.)
(no stat.)
17935
17176
N° di persone che
hanno visto/sentito o
comprato prodotti
Ecolabel
(no stat.)
11% (in 2006)
37% (in 2009)
(no stat.)
EU Ecolabel Work Plan for 2011 – 2015
http://ec.europa.eu/environment/ecolabel/about_ecolabel/pdf/work_plan.pdf
Attilio Citterio
Consumatori Finali – Marchi ISO-Tipo II
Esempio: Marchi ISO-tipo II in Giappone
Panasonic: Il fattore X fornisce informazioni concise sul miglioramento
di nuovi prodotti rispetto a quelli vecchi
fattore GHG = (efficienza GHG del nuovo prodotto) / (efficienza GHG del vecchio prodotto), dove
efficienza GHG = (vita prodotto x funzioni prodotto) / (emissioni GHG sull’intero ciclo di vita)
Attilio Citterio
Clientela d’Affari – Dichiarazione ISO – Tipo III
NAZIONE
SCHEMA NAZIONALE
Danimarca
Progetto pilota EPD
(DEPA – Danish Envir. Protection Agency)
Francia
Standard sperimentali sulle dichiarazioni
ambientali tipo III
AFNOR – Ass. Francaise de Normalisation)
AIMCC (costruzioni)
RTS (costruzioni), carta
Finlandia
Germania
Italia
SCHEMA SETTORIALE
AUB (costruzioni)
Programma ANPA 2000-2001
EU-LIFE INTEND - EPD (2003/05)
MRPI (costruzioni)
Olanda
Norvegia
Progetto NHO Tipo III
NHO – Conf. Norwegian Industry
Svezia
programma EPD
(SWEDAC - Swedish Environmental
Management Council)
Macchine Volvo EPDs
Camion Volvo EPDs
Dichiarazione IT Eco
Byggvarudeklaration (Costruzioni)
Dichiar. Ambientali Teko (Tessile)
Inghilterra
-
Profili ambientali BRE (costruzioni)
Attilio Citterio
Relazioni tra gli Operatori
Operatori Secondari
Organizzazioni Non-governative
Ambientali e Sociali
Organizzazioni Intergovernative
Operatori Primari
Dipendenti
Sindacati
Autorità Pubbliche
Clienti
Comunità
Locali
Affari & Prodotti
Media
Fornitori /
Attività precompetitive
Banche, Compagnie Assicurazione,
Analisti Finanziari
Commercio /
Associazioni di Categoria
Fornitori di
Tecnologia
Istituti di Ricerca /
Università
Fonte: Wuppertal Institute, 2004
Attilio Citterio
Comunicazioni - Depliant Illustrativi (es.
detergenti liquidi)
Fonte: Unilever
Attilio Citterio
Comunicazioni: Relazioni
su Inventari Ambientali
Eisai Co., Ltd.
(2012)
Attilio Citterio
Esempio di Report: Andamento Emissioni in
Svezia
Attilio Citterio
Responsible Care (un programma volontario)
•
Un obbligo per i membri dell’American Chemistry Council (ACC)
•
Iniziato nel 1988 a seguito dell’incidente industriale di Bhopal, India
•
Focalizzazione inerentemente negativa: miglioramento prestazioni su
Ambiente, Salute e Sicurezza (EHS), garanzie, problematiche di
gestione del prodotto, e catena del valore
•
In Italia il programma è partito nel 1992 con l’obiettivo di raggiungere:
 Miglioramenti continui delle predette prestazioni
 Buona comunicazione dei risultati ottenuti favorendo una relazione
trasparente con le istituzioni e il pubblico.
Attilio Citterio
Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione
Course 096125 (095857)
Introduction to Green and Sustainable Chemistry
A.A. 2015/2016
Esempi di LCA
Prof. Attilio Citterio
Dipartimento CMIC “Giulio Natta”
http://ISCaMaP.chem.polimi.it/citterio/
Esempi di LCA
(1) Prodotto chimico. Dalle materie prime e da intermedi si passa
tramite trasformazioni chimiche al prodotto con specifiche di
composizione, da usarsi tal quale.
(2) Formulato. Miscela di materie prime con prestazioni ben definite.
(3) Componente di un prodotto - Parte di un prodotto più complesso
ma realizzabile per produzione separata e alla fine assemblato
(per es. paraurti di un’automobile)
(4) Settore industriale. Ambito di trasformazioni in cui si realizza una
serie di attività atte a raggiungere un obiettivo, per. es. editoria,
tessile, automobilistico, ecc.
Attilio Citterio
Esempio 1:
Processi di Produzione Cloro-Soda
0,01
0,009
0,008
(eq./yr)
0,007
0,006
0,005
diaframma
mercurio
membrana
0,004
0,003
0,002
0,001
0
Profilo ambientale normalizzato dei tre processi di produzione cloro soda. La normalizzazione
si basa sul confronto con il peso ambientale totale annuale dell’Europa
Attilio Citterio
Esempio 2 – Lavaggio domestico in Europa –
Struttura del ciclo di vita di Ariel 2001 (Formulato)
Attilio Citterio
Indicatori LCIA per il detergente in polvere
Ariel 2001 (Formulato)
indicatore LCIA
Unità
Cambiamento climatico
g eq. CO2
Riduzione strato di ozono g. eq. CFC-11
Totale Formulazione Produzione
Confezion. Distribuzione
Trattamento
acque
27,80%
13,21%
Uso
298
50,40%
5,44%
1,99%
1,15%
0,000049
75,79
0
1,6
5,23
10,95
6,43
Ossidanti fotochimici
g eq. C2H4
0,029
44,70%
0,68%
0,81%
1,22%
40,86%
11,73%
Tossicità umana
g 1,4-DCB eq
26,42
51,75%
0,00%
0,91%
1,11%
42,09%
4,14%
Acidificazione
g eq. SO2
0,58
72,24%
3,45%
2,31%
3,34%
16,90%
1,77%
Eutrofizzazione
Eco-tox. acquatica
(USES 2,0)
Eco-tox. acquatica
(CML1992)
g eq. PO4 3-
0,46
31,29%
1,19%
0,83%
1,11%
5,75%
59,83%
g 1,4-DCB eq
27474
38,58%
0,00%
0,32%
1,30%
25,16%
34,63%
m3 poll. wat
0,032
49,32%
0,00%
1,22%
0,43%
3,88%
45,16%
Procter & Gamble (2001)
Attilio Citterio
Ingredienti in Detergenti da Bucato e Smacchiatori
Tipo di ingrediente
Funzione Anti‐redeposition agents Prevents dissolved dirt to reattach to textiles and greying. Bleaching agents Bleach activators Bleach catalysts Buffering agents Builders (co‐builders) Colorants Corrosion‐inhibitors Dye‐transfer inhibitors
Enzymes Optical brighteners Fillers Fragrance Hydrotropes Preservatives Soap Solvents Suds inhibotors Surfactants Removes or decolorizes (whitens or lightens) stains that are not removed by surfactants Activates the bleaching agent. Peracid precursors. Makes H2O2 or O21 more effective. Enables bleaching at lower T, complexing organic molecules with a metallic center. Stabilises the pH of the washwater to maintain the cleaning efficiency. Cleaning is reduced under acidic conditions Binds Ca2+ in water and soil on the clothing. Allow better access to the soil for surfactants and thus improves cleaning Aesthetic / marketing value Protects the washing machine agains corrotion Prevents transfer of dyes from one textile to another Esempi CMC, CEC, polymers, starch Perborate, percarbonate, hydrogen
peroxide, peracids, sodium hypochlorite TAED Manganese complexes Carbonate, citrate, citric acid Phophate, phosphonate, zeolite, silicates, X2CO3, citrate, polycarboxylates Various colouring agents Silicates Polymers, co‐polymers (PVP or PVPI) Proteases, lipases, amylases, cellulases, Specific stain removal, biodetergency, whiteness, color
mannanase, pectinase Reflect ultra‐violet sunlight as white, visible light. Impression. FWA‐1, FWA‐5 Adds structure Na2SO4 (In liquid products: water) Aesthetic / marketing value Various fragrance mixtures Increases the solubility of other ingredients in liquid products. Cumene/xylene/toluene sulphonates, Regulates viscosity. urea, ethanol Prevent growth of microorganisms in liquid products Various types of preservatives Cleaning agent. Reduces surface tension and Soluble sodium or potassium salts of fatty loosens/disperses/ suspends the soil. acids (C8‐C22) Dissolution of ingredients (in liquid products) Alcohols Reduces the quantity of suds (foam) in the washing machine Soap, low foaming surfactants, silicones As soap (Alkyl ether sulphates, alkyl sulphates)
alcohol ethoxylates, alcohol alcoxylates Attilio Citterio
Esempio 3 - Materiale per Paraurti d’Auto Progettazione
Progettazione Spessore
[mm]
Acciaio
Peso
Peso
2 Paraurti Paraurti semi-finiti
[kg]
[kg]
0.75
5.6
11.16
Alluminio
1.1
2.77
5.63
PP/EPDM T10
3.2
3.21
3.37
PPO/PA
3.2
3.35
3.52
PC/PBT
3.2
3.72
3.9
Nota simboli: PP polipropilene, PPO polifenilenetere, EPDM polietilene-propilene
PA poliammide, PC policarbonato, PBT polibutilentereftalato
Attilio Citterio
Richiesta Primaria di Energia per la
Produzione di Paraurti
900
800
700
Carbone
Gas naturale
Petrolio grezzo
Petrolio peci
Uranio (U) naturale
Energia primaria idroelettrica
[MJ/2 Paraurti]
600
500
400
300
200
100
0
Alluminio
Acciaio
PC/PBT
Alternative Costruttive dei Paraurti
Attilio Citterio
PP/EPDM
PPO/PA
Valutazione dell’Impatto - GWP I
120
Operatività
Combustibile
Trasformazione
Materiale
GWP [kg CO2 equiv]
100
80
60
40
20
0



Alluminio
Acciaio
PC/PBT
PP/EPDM
PPO/PA
La fase d’uso è dominante; un “design” leggero è vantaggioso
I profili del materiale sono decisivi (Al, PPO/PA)
La qualità dei dati dai profili del materiale sono importanti (PPO/PA)
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto - Emissioni
1,20E+02
Altri
GWP [kg CO2 equiv.]
Metano (CH4)
1,00E+02
Anidride Carbonica (CO2)
8,00E+01
6,00E+01
4,00E+01
2,00E+01
0,00E+00
Alluminio


Acciaio
PC/PBT
PP/EPDM
PPO/PA
CO2 è l’emissione dominante
PPO/PA è dominato dall’emissione di N2O dal PA
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Valutazione Impatto - totale
Alluminio
Acciaio
PC/PBT
PP/
EPDM
PPO/PA
energia
1290
1120
1060
810
1080
risorse
15
25
18
14
21
acqua
36
27
22
17
25
GWP
104
105
83
62
115
ODP
1
0.1
0.4
0.2
1.2
AP
28
19
20
16
20
EP
4.4
4.2
3.9
3.5
7.2
POCP
6.7
9.2
8.7
8
9.1
Aria Htoss.
3.8
3.7
2.5
1.9
2.5
0.66
0,92
0.99
0.62
0.74
Eco toss.
2.9
3.4
2.7
1.9
2.4
reflui
3.7
1.2
1
0.25
0.25
Acqua Htoss.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Risultati Ambientali - totale
Alluminio
Acciaio
PC/ PBT
PP/ EPDM
PPO/PA
punteggio
168,5
164,2
234,9
322,3
183,0
risultato
48,1%
46,9%
67,1%
92,1%
52,3%
4
5
2
1
3
ordine
 PP/EPDM sembra di gran lunga essere il design più favorevole.
 PC/PBT segue a significativa distanza.
 PPO/PA, Alluminio e Acciaio non sono competitivi per questo design.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Risultati Pesati
Reflui
Ecotos.
Acqua Htoss.
Aria Htoss
POCP
EP
AP
ODP
GWP
Acqua
Risorse
Energia
Alluminio
Acciaio
PC/ PBT
PP/ EPDM
PPO PA
I risultati pesati sono stati invertiti per evidenziare il carico ambientale.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Caratterizzazione
Economica
Materiale
Acciaio
Alluminio
PP/ EPDM
PPO/ PA
PC/ PBT
Punteggio
7,09
4,53
7,05
5,76
4,74
Contributo
70,9%
45,3%
70,5%
57,6%
47,4%
1
5
1
3
4
Ordine
• PP/EPDM e acciaio sono economicamente più validi.
• PPO/PA sta per diventare competitivo.
• PC/PBT non è ancora in un’area competitiva.
• L’alluminio è la soluzione meno favorevole.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Caratterizzazione Tecnica
Acciaio
Alluminio
PP/ EPDM
PPO/ PA
PC/ PBT
Punteggio
7,23
5,18
7,94
7,19
6,91
Contributo
72,3%
51,8%
79,4%
71,9%
69,1%
2
5
1
2
3
Design
Ordine
• PP/EPDM è il design tecnicamente più favorevole.
• Acciaio e PPO/PA seguono da vicino.
• PC/PBT presentano alcuni svantaggi tecnici.
• L’alluminio è la soluzione meno favorevole.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Valutazione Complessiva
Acciaio Allum.
PP/
EPDM
PPO/
PA
PC/
PBT
tecnica
7.2
5.2
7.9
7.2
6.9
economica
7.1
4.5
7.0
5.8
4.8
ambientale
4.7
4.8
9.2
4.7
6.7
• PP/EPDM è la soluzione più favorevole.
• L’alluminio è il design peggiore.
• L’acciaio è competitivo.
• PPO/PA e PC/PBT non sono ancora competitivi.
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Valutazione Complessiva
Punteggio
Tecnico
Acciaio
10
Alluminio
PP/EPDM
8
PC/PBT
Ottimo
PPO/PA
6
4
Punteggio
Economico
2
2
2
4
6
8
10
4
6
1= cattivo
10= molto buono
8
10
Punteggio
Ambientale
Attilio Citterio
• L’acciaio ha vantaggi
economici, ma grossi
svantaggi ambientali ed è
tecnicamente valido.
• L’alluminio non è attraente da
nessun punto di vista.
• PP/EPDM è la soluzione per
tutte le dimensioni.
• PC/PBT è tecnicamente e
ambientalmente valido, ma
ha svantaggi economici.
• PPO/PA è tecnicamente
buono, ma ha svantaggi
ambientali ed economici.
• La scelta del materiale è
difficile e dipende dal design.
• Si può migliorare molto.
Diagramma di Flusso (inventario) per
l’Industria della Stampa
paper
electricity
Printing ink
Print Press
coating
Glue &Trim
coating
Cardboard
(packaging)
Packaging
HEAT
Natural gas
Recycled
paper
electricity
Recycling
Waste paper
to landfill
IDstribution/retail
Waste disp.
Attilio Citterio
Use
Indicatori per l’Industria della Carta
Stampata
Indicatore, per peso prodotto
Materiali
Uso materiali
Materiali non rinnovabili
Materiali Pericolosi
Carta da stampa, totale
Carta da stampa, non Swan
Energia
Consumi di energia
Energia non-rinnovabile
Trasporti
Trasporti totali
Trasporti (diesel)
Rifiuti
Scarti, totale
discariche
Rifiuti pericolosi
Emissioni
VOC (interni)
VOC (prod/transp. Energia)
Anidride carbonica
Attilio Citterio
Unità
Intervallo
kg/ ton
kg/ ton
kg/ ton
kg/ ton
kg/ ton
1130–1390
0.498–12.7
0–0.529
1110–1370
0–1370
kWh/ ton
kWh/ ton
520–550
130–330
tonkm/ ton
tonkm/ ton
200–960
18–880
kg/ ton
kg/ ton
kg/ ton
127–422
0–6.32
1.13–9.44
kg/ ton
kg/ ton
kg/ ton
0.17–0.45
0.034–0.099
33–55
Significato Ambientale Relativo nel ciclo di
vita della carta stampata
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
Attilio Citterio
Risultati del LCI  Sunto degli ingressi in
kg/unità funzionale
4 - Esempio di stampa - scenario 3
0
50
Attilio Citterio
100
0 - attuale
1 - nuova stampa
2 - nuova distribuz.
3 - velocità riciclo
Risultati LCI  Sunto degli scarti in kg/unità
funzionale
CO(x10)
CO2
NOx
SO2(x10)
NH3(xe4)
alogenuri(x100)
altri aria(x1000)
VOC
metalli aria(x1000)
TSP(x1000)
Tossici
acqua us.(x0.1)
Metalli (acqua)
Acqua n.m.
Acqua org.(x100)
Acqua n.s. (x10)
Acqua mix (x10)
Oli (x1000)
rifiuti solidi
Uscite aperte (x 10)
Discariche (m3)
0
20
40
Attilio Citterio
60
80
100
Valutazione dell’Impatto - confronti degli
scenari
Smog (Kgx10)
Diniz. Ozono(CFC)
Tossicità
umana(Kg/Kg 0.1)
Eutrofiz(Kg PO4
x100)
Ecotossicità(m3
x100)
Acidific.(Kg SO2)
Gas serra(Kg CO2
x0.1)
Diminuz.
Risorse(/anni x10)
Discariche (m3 x 10)
0
5
10
Attilio Citterio
15
Inchiostro di Soia
Introdotto nel 1987 è entrato
nell’industria dei giornali e nel
commercio. E’ composto da olio
di soia anziché petrolio.
Peci di
tallolio
Coltivazione
soia
Pasta
di legno
Altro
stampa
Generazione
di elettricità
• L’agricoltura della soia costituisce meno dell’1 % dell’energia
insita nel ciclo di vita di questo olio.
• Le peci da tallolio (38 %) sono sostituibili con derivati dell’olio
di soia
• L’energia impiegata nel ciclo di vita è ancora per lo più a
partire dal petrolio ma si stanno verificando fonti alternative.
Attilio Citterio
Criterio Ecologico e Marchi Ecologici
•
•
•
E’ un requisito che deve essere rispettato da un prodotto o da un
produttore per dimostrare che quel dato prodotto o processo
produttivo ha un impatto ambientale ridotto rispetto a un prodotto o
processo che svolga la stessa funzione.
Ad esempio, il Comitato dell’Unione Europea per il Marchio Ecologico
(CUEME) fissa i criteri ecologici a cui si deve conformare un prodotto
per ottenere l’Ecolabel.
Allo stesso modo, le pubbliche amministrazioni possono inserire dei
criteri ecologici nei propri bandi di gara per orientare le proprie scelte
verso l’acquisto di prodotti/servizi a impatto ambientale ridotto.
Attilio Citterio
Marchi Ambientali (Eco-labeling)
•
Sono etichette applicate direttamente su un prodotto o su un servizio
che forniscono informazioni sulla sua “performance” ambientale
complessiva, o su uno o più aspetti ambientali specifici.
•
Le etichette ecologiche in commercio sono oggi molto numerose ed i
sistemi di etichettatura sono suddivisi in:

TIPO I: Marchi Volontari verificati da organismi indipendenti, attribuiti ai
prodotti che soddisfano i criteri corrispondenti alle migliori prestazioni
ambientali all’interno di ciascun particolare gruppo di prodotti.

TIPO II: Marchi auto-dichiarati usati dai produttori per indicare gli aspetti
ambientali di un prodotto o servizio. I marchi possono avere la forma di
affermazioni, simboli o grafici sul prodotto o etichetti di confezioni,
letteratura sul prodotto, avvisi o simili.

TIPO III: Marchi licenziati da organizzazioni indipendenti, usabili come
certificati di accompagnamento e recanti informazioni sul possibile
impatto ambientale di un prodotto, lasciando al consumatore decidere
quale prodotto è migliore. Anche noto come Environmental Product
Declaration.
Attilio Citterio
Etichettature Obbligatorie
•
•
•
Le etichettature obbligatorie in U.E. si applicano in diversi settori e
vincolano i produttori utilizzatori, distributori e le altri parti in causa ad
attenersi alle prescrizioni legislative.
Questa tipologia di etichettatura “command and control” contribuisce
molto al raggiungimento di alcuni fondamentali obiettivi ambientali
fissati a livello europeo e nazionale, tanto che in alcuni casi
rappresenta un forte stimolo per le imprese all’attivazione di iniziative
ambientali volontarie (accordi di programma, EMAS)
Le etichettature obbligatorie si applicano principalmente
ai seguenti gruppi di prodotti:





Sostanze tossiche e pericolose (direttiva 93/21/EEC)
Elettrodomestici - Energy Label (direttiva 92/75/CEE)
Prodotti alimentari
Imballaggi - Packaging Label
Elettricità da fonti rinnovabili – Certificati Verdi
Attilio Citterio
Etichettature Volontarie
ISO Tipo I – ISO 14024, 1999
Energy Star:
Stati Uniti.
Etichetta basata su un sistema a criteri multipli che considera
l’intero ciclo di vita del prodotto, certificata e gestita da una
terza parte indipendente. Indica le migliori prestazioni
ambientali di un prodotto appartenente a delle categorie
particolari. L’Ecolabel rientra in questa categoria.
Tra le etichette ambientali di prodotto ci sono alcuni marchi
nazionali da lungo tempo sul mercato. Tipici sono i marchi per i
prodotti dell’agricoltura
Blauer Engel:
White Swan: dal 1989
Germania dal 1978 in Danimarca, Svezia,
Finlandia e Islanda
Green Seal:
Stati Uniti.
Attilio Citterio
Umweltzeichen:
Austria dal 1991
NF Environnement:
Francia dal 1992
Marchi Ambientali dei Prodotti
•
•
•
Un marchio ambientale (per es. "ecolabel") può essere considerato ”garanzia"
per prodotti ambientalmente compatibili ed è attraente a scopi commerciali.
L’obiettivo generale degli schemi di marchi ambientali nazionale e sopranazionali è di fornire prodotti con minor impatti ambientali trasparenti per il
consumatore. Il successo di uno schema di marchi ambientali è così in certo
modo dipendente dal numero di classi di prodotti con tale marchio.
Il marchio EU Ecolabel (”Il fiore”)
Le norme EU (Norma Commissione No 882/92) cerca di
 Promuovere la progettazione, produzione, commercializzazione ed uso di
prodotti aventi ridotto impatto ambientale nell’intero ciclo di vita
 Fornire ai consumatori migliore informazione sull’impatto ambientale di
prodotti, senza, però, compromettere prodotti o salute dei lavoratori e
alterare significativamente le proprietà che li rendono adatti all’uso.
Attilio Citterio
Normativa ISO 14000
Benefici:
 Migliorare la prestazione ambientale
 Ridurre i costi
 Stabilire un solo standard di sistema e di processo nella
direzione
•
•
•
•
Integrare con altri sistemi di gestione
Aumentare la credibilità verso il pubblico
Competitività
Migliorare le relazioni con le Agenzie di Controllo
Attilio Citterio
Il pacchetto di Norme ISO 14000 sulla
ISO 14001 – Sistemi di Gestione Ambientale – Descrizione con guida per l’Uso
ISO14004 – Sistemi di Gestione Ambientale – Guide generali sui principi, sistemi e tecniche di supporto
ISO 14010/11/12 – Sostituite dalle norme ISO 19011 – Guide per la qualità e/o per le verifiche EMS
ISO 14015 – Gestione Ambientale – Valutazione ambientale dei siti e delle organizzazioni
ISO 14020 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Principi generali
ISO 14021 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Autocertificazione ambientale (etichettatura ambientale Tipo II)
ISO 14024 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Etichettatura ambientale Tipo I – Principi e procedure (etichettatura di prodotti)
ISO TR 14025 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Dichiarazione ambientale Tipo 111
ISO 14031 – Gestione Ambientale – Valutazione della efficienza ambientale – Linee guida
ISO 14032 – Gestione Ambientale – Valutazione dell’efficienza ambientale – Esempi illustrativi dell’uso della ISO 14031
ISO 14040 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita - Principi e Struttura
ISO 14041 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Definizione degli obiettivi e dell’ambito e analisi degli inventari
ISO 14042 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Valutazione dell’impatto del ciclo di vita
ISO 14043 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Interpretazione del ciclo di vita
ISO TR 14047 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Esempi di applicazione della ISO 14042
ISO 14048 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Formato dei dati per la documentazione della valutazione del ciclo di vita
ISO TR 14049 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Esempi di Applicazione della ISO 14041 alla definizione di obiettivi ed ambiti
ed analisi degli inventari
ISO 14050 – Gestione Ambientale – glossario
ISO 14060 – Guida per l’inclusione degli Aspetti Ambientali negli Standard di Prodotto
ISO TR 14061 – Informazioni per assistere le organizzazioni estere nell’uso degli standard ISO 14001 e ISO 14004 del Sistema di Gestione
Ambientale
ISO TR 14062 – Gestione Ambientale – Linee guida per integrare gli aspetti ambientali nello sviluppo di prodotto
ISO 14063 – Gestione Ambientale – Comunicazioni Ambientali – Linee guida e esempi
ISO 14064 – Linee guida per Misurare, Rendicontare e Verificare l’entità e il livello prefissato di Emissioni di Gas Serra
ISO-14065 – Guida al rispetto dei programmi nazionale e internazionali
Attilio Citterio
Standard orientati a Sistemi e orientati ai
prodotti nell’ambito della famiglia ISO 14000
Anno
1997
1998
2000
2000
2001
2004
2006
2006
2006
2007
2010
2010
2011
2011
2011
2012
2012
2012
Standard Published
ISO 14040: LCA: Principles and Framework
ISO 14041: LCA: Goal and Scope
ISO 14042: LCA: Impact Assessment
ISO 14043: LCA: Interpretation
ISO 14020: Labels General Principles
CEN TC350 Standardisation Mandate issued
ISO 14025: Labels: Type 3 EPDs
ISO 14040: LCA Principles and Framework updated
ISO 14044: LCA: Requirements and Guidelines updated
ISO 21930: EPDs for Construction Products
CEN TR 15941: Generic Data
EN 15643-1: General Framework
EN 15643-2: Environmental Framework
EN 15878: Building level Calculation methods
EN 15942: EPD B2B Communication Formats
EN 15643-3: Social Framework
EN 15643-4: Economic Framework
EN 15804 Core Rules for the Product Category Construction Products
Attilio Citterio
Percorso della ISO 14000 (iniziale)
Mezzi di Supporto rivolti al Prodotto
Mezzi di Auditing e Valutazione
Valutazione della
Prestazione Ambientale
(EPE)
ISO 14031 – Guida alla
Valutazione della Prestazione
Ambientale
Auditing Ambientale (EA)
14010 – Linee guida per l’Auditing
ambientale – Principi Generali
14011-1 – Linee guida per l’Auditing
Ambientale – procedure di Audit
- Parte 1: Auditing dei sistemi di
gestione ambientale
14012
Linee guida per l’Auditing
Ambientale – Criteri di
Qualificazione per gli Auditors
Sistemi di Gestione
ISO 14001 –
Sistemi di Gestione
Ambientale (EMS)
Specifiche con Guida per
l’Uso
Valutazione del Ciclo di Vita (LCA)
14040 – Valutazione del Ciclo di Vita - Principi Generali e
Prassi
14041- Valutazione del Ciclo di Vita – Analisi degli
Inventari del Ciclo di Vita
14042 - Valutazione del Ciclo di Vita – Valutazione
dell’Impatto del Ciclo di Vita
14043 - Valutazione del Ciclo di Vita - Stima dei
miglioramenti nel Ciclo di Vita
Etichettatura Ambientale (EL)
ISO 14004 - Sistemi di
Gestione Ambientale
(EMS)
Linee guida Generali sui
principi dei sistemi e delle
tecniche di supporto
Attilio Citterio
14020 – Etichettatura Ambientale – Principi di base per
tutte le Etichettature Ambientali
14021 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni
Affermazioni Ambientali – Termini e Definizioni
Affermazioni Ambientali – Simboli
Affermazioni Ambientali – Metodologie di Test
e di Verifica
14024 - Etichettatura Ambientale - Principi Guida, Prassi
e Criteri per i Programmi di Certificazione Guida alle Procedure di Certificazione
Percorso ISO 14000 (attuale)
Prioritizing
environmental
aspects
ISO 14040 Series
Life cycle assessment
Integration of
environmental
aspects in
design and
development
Act
Plan
Check
Do
Improvement
of environmental
performance
of products
ISO 14062
Design for environment
ISO 14020 Series
Information about
environmental
aspects of products
Environmental labels
and declarations
Communicating
environmental
performance
Monitoring
system
performance
Monitoring
system
performance
Compliance of
national and
international
protocols and
programs
Description of environmental
performance of products
Communication on
environmental
performance
ISO 14063
Environmental
communications
ISO 14030 Series
Environmental
performance evaluation
ISO 19011
Environmental
management systems
auditing
Description of
environmental performance
of organization
Information about the performance
of the environmental
Management system
ISO 14064 Series
Gas emissions
ISO 14065
Validation
Compliance with
Kyoto Protocol
Attilio Citterio
Sistemi di Gestione Ambientale (EMS)
Un EMS è la parte dell’insieme del sistema di gestione che include la struttura
organizzativa, le attività di progettazione, le responsabilità, l’esercizio, le
procedure, i processi e le risorse per lo sviluppo, miglioramento, acquisizione,
revisione e mantenimento della politica ambientale. Esempi chiave includono
ISO 14001 e EMAS.
Gli EMS si usano per:

Aiutare le aziende ad identificare e dare priorità ai loro impatti
ambientali chiave in modo strutturato e sistematico

Fornire un contesto per definire chiari obiettivi e risultati per gestire
questi impatti

Assicurare che processi e procedure strutturate sono attivate per
misurare e monitorare le prestazioni
Il tipo di EMS dipende dalla natura, dimensione e complessità delle attività
dell’azienda, dai prodotti e servizi interessati.
Attilio Citterio
Sistemi di Gestione Ambientale ISO 14001 :
Il Contesto
Pianificare
Agire
continuo
miglioramento
Controllare
Attilio Citterio
Fare
Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001
Pianificare
•
•
•
•
Agire
Identificare gli aspetti e gli impatti, pericoli e rischi
Documentare norme e altri requisiti
Formulare obiettivi e targets misurabili
Programmare la politica e la gestione
continuo
miglioramento
Controllare
Attilio Citterio
Fare
Pianificare
Fare
Agire
continuo
miglioramento
Controllare
Attilio Citterio
Struttura e responsabilità
Addestramento, consapevolezza e
competenza
Comunicazione
Documentazione EMS
Controllo documenti
Controllo operativo
Emergenza attivazione e risposta
Pianificare
Agire
continuo
miglioramento
Fare
Controllare
Monitorare, misurare e revisionare le prestazioni
Mantenere gli archivi
Temporizzare, pianificare e condurre il monitoraggio
Non-conformità e azioni correttive
Attilio Citterio
Pianificare
Agire
continuo
miglioramento
Migliorare le azioni correttive
Registrare i miglioramenti
Recensire la gestione
Controllare
Attilio Citterio
Fare
Produzione più Pulita
(Cleaner Production – CP)
“L’applicazione continua di una strategia ambientale integrata e preventiva
applicata a processi, prodotti e servizi. Essa comprende l’uso più efficiente
delle risorse naturali e perciò minimizza gli scarti e l’inquinamento come
anche i rischi per la salute umana e la sicurezza.”
UNEP
•
•
•
•
•
La CP promuove lo spostamento del punto di vista da un approccio correttivo
a uno preventivo
Mira a realizzare una combinazione di risparmi economici e di miglioramenti
ambientali
La CP affronta alla radice le cause dei problemi piuttosto che i loro effetti.
La CP vuole ridurre l’impiego delle risorse naturali per unità di produzione, la
quantità di inquinanti generati e il loro impatto ambientale  disaccoppiando
la produzione dagli impatti ambientali
Allo stesso tempo, essa propone prodotti e processi alternativi
finanziariamente più attraenti.
Attilio Citterio
Strategia di Produzione più Pulita (CP)
Per i processi di produzione, la CP include

Uso più efficiente delle materie prime, acqua e energia

Eliminazione di materiali tossici o pericolosi in ingresso al processo

Minimizzazione del volume e tossicità di tutte le emissioni e degli scarti
Per i prodotti, la CP si focalizza su

Riduzione degli impatti tramite il ciclo di vita del prodotto.

Adattare progettazione, ingresso di materie prime, produzione, uso e
smaltimento
Per servizi, la CP implica

Strategia ambientale preventiva nel progettare e fornire servizi
Attilio Citterio
Migliorare un Programma di Gestione CP
STADIO 2: ANALISI PRELIMINARI
STADIO 1: PROGRAMMAZIONE




Compiti della gestione
Preparazione linee politiche
Stabilire il gruppo di lavoro
Definire il capo progetto





Valutare i flussi in uscita
Ottenere rapporti sulle normative
Fare sopraluoghi ed ispezioni
Preparare un piano di programma
Sviluppare la tempistica con tappe
STADIO 3: VALUTAZIONE DETTAGLIATA




Rivedere dati e siti
Raccogliere dati d’ingresso e uscita
Preparare bilanci di materie e energia
Definire le opzioni CP
STADIO 4: ANALISI FATTIBILITA’
STADIO 6: MONIT. PROGRESSI
 Tracciare scarti, uso di materiali,
risparmi
 Documentare risultati e guadagni
STADIO 5: MIGLIORAMENTI
 Pianificare e definire tempi
 Implementare opzioni CP scelte
Attilio Citterio






Ordinare varie opzioni tecniche
Analisi tecnica
Analisi ambientale
Analisi economica
Scegliere le opzioni più valide
Preparare un riassunto
Aree di Gestione della CP
CP copre 3 aree di gestione ambientale
 Prevenzione dell’inquinamento (P2)
 Riduzione nell’uso di sostanze tossiche (TUR)
* riduzione dell’uso di materiali e energia
* riduzione della generazione di scarti e emissioni
 Progettazione per l’ambiente (DfE)
Integrare
Cleaner
Production
Assessment
Analizzare
Migliorare
Fonte: Van
Berkel, Willema,
& Lafleur, 1997
time
Attilio Citterio
Dichiarazione di Impatto Ambientale
Definizione
 Un EIS è un rapporto che traccia i potenziali effetti ambientali derivanti dal
compimento di una azione proposta
Finalità
 Presentare le conclusione della EAI a politici, autorità che stabiliscono
norme e comunità in modo che si possono prevenire delle conseguenze
ambientali
Include
•
•
•
•
L’impatto ambientale dell’azione proposta
Gli impatti ambientali sfavorevoli che non si possono evitare
Le alternative alle azioni proposte
La relazione tra uso a tempi brevi e il mantenimento/miglioramento della
produttività a lungo termine
• Ogni bando irreversibile e irrecuperabile di risorse
Attilio Citterio
Approcci Politici
In base al grado di intervento, e nell’intento di cercare di minimizzare il costo
dell’attività economica e della degradazione dell’ambiente, i governi possono
assumere tre diversi approcci:
 Normative
•
•
•
•
•

Di natura amministrativa fissa
Complesse e costose
Basate sulla costrizione
Conseguenze non volute (p.es. Mercato nero dei CFC in alcuni paesi)
Favorite in passato, ora meno popolari a causa dei costi richiesti nel controllo e
le difficoltà nell’applicarle
Incentivi economici o soluzioni basate sul mercato
• Variazione nei prezzi relativi per influenzare le modalità di uso delle risorse: Il
prezzo di un bene o servizio deve includere tutte le esternalità ed I costi
ambientali

Bando di una sostanza
• Il caso della Diossina e dei CFC (considerati troppo pericolosi per essere
consentiti nella comunità)
Attilio Citterio
Altri Approcci Politici
Basati sull’effetto desiderato su produttori e consumatori
1) Programmi Volontari
– Approccio comune
– Successo limitato
– Il più riuscito: “Responsible Care”
2) Controllo diretto, riferito a normative, imposizioni e pene
– Scarsamente imposto (votato in 12 paesi - (2000))
3) Strumenti economici e tasse
– Il più efficace
– Misure economiche: permessi negoziabili, tasse da inquinamento
– Strumenti economici: schemi di sussidi e rimborso del deposito,
compensazione con biomasse (sequestro del carbonio per
piantumazione di foreste)
Attilio Citterio
Programmi Software per la LCA
1. ECO-it 1.0 PRé Consulting http://www.pre.nl/eco-it.html
2. EcoManager 1.0 Franklin Associates, Ltd.
http://www.fal.com/software/ecoman.html
3. EcoPro 1.5 EMPA http://www.sinum.com/
4. GaBi 3.0 IPTS http://www.pe-product.de/englisch/main/software.htm
5. IDEMAT Delft Univ. of Technology
http://www.io.tudelft.nl/research/mpo/idemat/idemat.htm
6. LCAD Battelle/DOE http://www.estd.battelle.org/sehsm/lca/LCAdvantage.html
7. LCAiT 2.0 CIT EkoLogik http://www.ekologik.cit.chalmers.se/lcait.htm
8. REPAQ 2.0 Franklin Associates, Ltd. http://www.fal.com/software/repaq.html
9. SimaPro 4 PRé Consulting http://www.pre.nl/simapro.html
10. TEAM 2.0 Ecobalance
http://www.ecobalance.com/software/team/team_ovr.htm
11. Umberto 3.0 IFEU http://www.ifu.com/software/umberto-e/
12. BEES 3.0 http://www.nist.gov
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/datasetDownload.xhtml
……………………….
Attilio Citterio
Giornali Scientifici sull’LCA





International Journal of Life Cycle Assessment
Journal of Industrial Ecology
Journal of Cleaner Production
Integrated Environmental Assessment and Management
Progress in Industrial Ecology
ISO Standards 14040 & 14044 (2006)
U.S. EPA (2006) Life Cycle Assessment Principles & Practice EPA/600/R-06/060
Curran, M.A. (ed.) (1996) Environmental Life Cycle Assessment. McGraw-Hill, New York
Baumann & Tillman (2004) The Hitch Hiker's Guide to LCA: An Orientation in Life Cycle Assessment Methodology and Application
Heijungs R, et al (1992) Environmental Life Cycle Assessment of Products. Vol. I: Guide, and Vol. II: Backgrounds, Center for Envir.
Studies, Leiden University
International Journal of Life Cycle Assessment; Journal of Cleaner Production; Journal of Industrial Ecology
Attilio Citterio

Ciclo di Vita di Prodotti, Processi e Attività

Transcript

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