Ciclo di Vita di Prodotti, Processi e Attività Prof. Attilio Citterio Dipartimento CMIC “Giulio Natta” http://iscamap.chem.polimi.it/citterio/education/course-topics/

Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Course 096125 (095857)

Introduction to Green and Sustainable Chemistry

Attilio Citterio

Valutazione del Ciclo di Vita

”Dalla nascita alla morte”

Impatti su: • Salute umana • Ecosistemi • Risorse

Attilio Citterio

Ciclo di Vita di Imprese

IIZIO CRESCITA MATURO DECADIMENTO FASI

Sfor

zo

Tempo Life cycle

Ritiro dal mercato

Fine Brevetto

Ie Vendite

1 - 30 anni 1 - 10 anni

INVENZIONE

Sviluppo decisione

Flus

so M

onet

ario

• Massimizzare il valore del prodotto

• Minimizzare il tempo al mercato

Miglioramento Tecnologia

SCIENZA TECNOLOGIA & COMMERCIO

COMMERCIO & FINANZIA

LEGALE Competenze d’affari

Attilio Citterio

Dinamica di Attività Industriali

SFO

RZO

Tempo Life cycle

INIZIO CRESCITA MATURA DECADIMENTO

SCIENZA TECNOLOGIA & COMMERCIO

COMMERCIO & FINANZIA

LEGALE

FASI

Competenze d’affari

R

5% Costi

Attività

10 -15 %

Sviluppo Produzione

15 -20 %

M & F

60 %

Entità Un SME Multinazionali

Attilio Citterio

Valutazione del Ciclo di Vita

ESTRAZIONE MATERIE PRIME PRODUZIONEG CONFEZIONAMENTO

E TRASPORTO USO E

GESTIONE RICICLO E

SMALTIMENTO

USO RISORSE IMPATTO AMBIENTALE GENERAZIONE SCARTI

Rinnovabile e Non rinnovabile Riscaldamento

globale

Acidificazione

Eutrofizzazione

Riduzione Strato di Ozono

Formazione Smog

Deterioramento Abiotico

Scarti e riciclabili

Attilio Citterio

Ciclo di Vita dei Prodotti Chimici

Riciclo (dei Composti Chimici o Prodotti)

Esposizioni Ambientali

Inquinamento di Aria, Acqua e/o Suolo da Rilasci e/o Discariche

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

Attilio Citterio

Produzione Industriale Chimica: Regioni Sviluppate* e Meno sviluppate**

*

**

Attilio Citterio

*Society of Environmental Toxicology and Chemistry Guidelines for Life Cycle Assessment ‘A Code of Practice’ August 1993

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.

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. Molti studi senza una metodologia comune portarono a risultati contradditori.

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 o concetti di progettazione.

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 di 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;

• L'UNEP (United Nations Environmental Programme) ha la missione di applicare l’LCA. Collabora con SETAC per la “life cycle initiative”, con l’obiettivo di promuovere il “life cycle management” nell'industria, 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 Internazionale di dati (ILCD)*

Il volume ILCD fornisce una guida su tutti gli stadi richiesti per condurre una Valutazione del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment - LCA). 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 metodologie sono indispensabili per valutare la prestazione ambientale complessiva dei prodotti (…)”.

L'obiettivo principale del Volume è di assicurare qualità e consistenza ai dati LC, metodi e valutazioni. Si rivolge a operatori di LCA, fornitori di dati, e estensori di rassegne.

http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/datasetDownload.xhtml **

http://eplca.jrc.ec.europa.eu/uploads/JRC-Reference-Report-ILCD-Handbook-Towards-more-sustainable-production-and-consumption-for-a-resource-efficient-Europe.pdf

*

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

Spazio

Tempo

Estrazione Produzione Uso Smaltimento LCA

EIA Concentrazioni/velocità di produzione delle emissioni

Trasversale a tutte le fasi

LCA vs. EIA (Valutazione dell’Impatto Ambientale)

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

Definizione obiettivi e scopi

Analisi inventari

Valutazione impatto

Interpretazione

Struttura LCA Applicazioni Dirette

• Sviluppo, migliora- mento del prodotto • Programmazione strategica • Direttive politiche pubbliche • Commercializzazione • Altro

Altri aspetti

• Tecnico • Economico • Mercato • Sociale, ecc.

Metodologia LCA: Principi e Struttura

http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/index.vm http://www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/index.html

Attilio Citterio

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

Valutazione del Ciclo di Vita e Norme ISO 14 000

Definizione dell’Obiettivo e del Campo

Analisi degli Inventari Diagramma a blocchi del processo; raccolta dati; definizione dell’intorno del sistema ed elaborazione dati

Valutazione dell’Impatto Classificazione e caratterizzazione degli effetti dell’uso di risorse; valutazione

Valutazione migliorie Rapporti; valutazione delle necessità e opportunità di ridurre l’impatto

ISO 14 040 ISO 14 041 ISO 14 042 ISO 14 043

ISO 14044

Attilio Citterio

LCA di prodotti LCA di processi Valutazione degli impatti ambientali tramite l’intero ciclo di vita di prodotti/processi che soddisfano la funzione d’interesse Obiettivo

Prodotti con specifiche funzioni Processi per specifici prodotti Oggetto

Percorso Produzione-uso-smaltimento Costruzione-attività-demolizione

Base della valutazione

Unita funzionale : prestazione caratteristica dei prodotti

Flusso di riferimento: quantità di prodotto che soddisfa l’unità funzionale

Unita funzionale : quantità di prodotto o oggetto del trattamento Flusso di riferimento: lo stesso dell’unità funzionale

Due Diversi Approcci all’LCA

Attilio Citterio

Valutare

Migliorare

Confrontare

Progettare nuovi prodotti

Creare specifiche di prodotto

Unità funzionale

Prodotto(i) di riferimento

Parametri di valutazione

Processi importanti

Orizzonte Temp.

Allocazione

Scambi Ambientali

Ingressi (Energia e Materiali)

Uscite (Aria, Acqua e Scarti)

Ambiente di lavoro

Potenziali Impatti

Consumo risorse (Energia e Materiali)

Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)

Impatti sull’ambiente di lavoro

Obiettivi Portata Inventari Valutazione impatto

Il Processo LCA per Prodotti

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

La maggior parte dei sistemi

terrestri sono dei Sistemi Dinamici

A. Sistema isolato B. Sistema chiuso C. Sistema aperto

Sole

Classificazione dei Sistemi

Attilio Citterio

Velocità di flusso (flussi)

Riserva Scorta

Componenti di un Sistema

Attilio Citterio

Energia solare Atmosfera

Ciclo Idrologico

Precipitazione

Evaporazione Ciclo delle rocce

Attrazione Gravitazionale Dal Sole e Luna

Ciclo Biochimico

Fotosintesi

Biosfera

Pedosfera

Litosfera

Vulcano

Circolazione Oceano

Oceano

Flusso di Calore Energia Geotermica

Risalita magma

Ambienti del Sistema Terra e Relativi Flussi

Attilio Citterio

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.

CLIMA CONTROLLI

CO2 CO2

OCEANO GEOSFERA

DESERTO

FIUME

I cicli del carbonio, azoto, fosforo e molti altri elementi biologicamente essenziali sono strettamente accoppiati in ecosistemi terrestri, acque dolci e marine

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

Processo d'interesse

Energia non-

rinnovabile

Materiali non-

rinnovabili emissioni

energia

Prodotto finale

Emissioni nette

emissioni

emissioni

emissioni

emissioni

emissioni

emissioni Materie prime

Materie prime

energia energia

energia

energia energia

Materiali di scarto

Intermedi Intermedi

Intermedi

Smaltimen-to scarti

Processo di estrazione

Processo di estrazione

Processo Processo

Processo

energia

Attilio Citterio

Il Processo LCA

Valutare

Migliorare

Confrontare

Progettare nuovi prodotti

Creare specifiche di prodotto

Unità funzionale Prodotto(i) di riferimento Parametri di valutazione Processi importanti Orizzonte Temp. Allocazione

Scambi Ambientali

Ingressi (Energia e Materiali)

Uscite (Aria, Acqua e Scarti)

Ambiente di lavoro

Potenziali Impatti

Consumo risorse (Energia e Materiali)

Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)

Impatti sull’ambiente di lavoro

Obiettivi Portata Inventari Valutazione impatto

Attilio Citterio

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”

“Distribuire 1 milione di litri di acqua in bottiglia”

bottiglie vs. Bottiglie di vetro I di plastica

Attilio Citterio

Finalità

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

Finalitò (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

• 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

Attilio Citterio

Il Processo LCA

Unità funzionale

Prodotto(i) di riferimento

Parametri di valutazione

Processi importanti

Orizzonte Temp.

Allocazione

Scambi Ambientali

Ingressi (Energia e Materiali)

Uscite (Aria, Acqua e Scarti)

Ambiente di lavoro

Potenziali Impatti

Consumo risorse (Energia e Materiali)

Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)

Impatti sull’ambiente di lavoro

Portata Inventari Valutazione impatto

Valutare

Migliorare

Confrontare

Progettare nuovi prodotti

Creare specifiche di prodotto

Obiettivi

Attilio Citterio

Cosa sono i 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 Ecc.

raccolta dati

procedure di calcolo

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 per 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

Inventari nella Sintesi del MonoMetilAmminoMalonato (MMAM)

CH3NHC

CH2

CO O

OMe

11° 12° 2°

Dimetil malonato

Metilammina

Acqua

Acetato d’etile

3°

Acido cloroacetico

Cianuro di sodio

Metanolo

Idrossido di sodio

Acido solforico

Metanolo

Ammoniaca

Acqua

Acido solforico

Acido acetico

Etanolo

Acqua

4°

Acido acetico

Anidride acetica

Cloro

Idrossido di sodio

Acido cianidrico

Gas naturale Idrogeno

Monossido carbonio

Cloruro di sodio

Acqua

Triossido di zolfo

Gas naturale Idrogeno

Monossido carbonio Aria

Gas naturale Acqua

5°

Metanolo

Monossido carbonio

Acido acetico

Chetene

Cloruro di sodio

Acqua

Cloruro di sodio

Acqua

Ammoniaca

Gas naturale Ossigeno

Gas naturale Gas naturale

Sale Acqua

Zolfo Aria

Acqua

Gas naturale Gas naturale

6° Gas naturale

Idrogeno Monossido di carbonio

Gas naturale

Metanolo

Acetone

Sale Acqua

Sale Acqua

Aria Gas naturale

Acqua

Aria

Estrazione petrolio/raffineria

7°

Gas Naturale Gas naturale

Gas naturale Idrogeno

Monossido carbonio

Isopropanolo

Ossigeno

8°

Gas naturale Gas naturale

Propilene

Acido solforico

Acqua

9°

Estrazione petrolio/raffin.

Acqua

Triossido di zolfo.

Acqua

10°

Biossido di zolfo

Ossigeno

Zolfo

Ossigeno

Estrazione petrolio/raffineria

Attilio Citterio

Toluene SMB EtOH

THF

T

S

Diagramma di Flusso per la Sintesi della Sertralina

ClCl

NHCH3

Inventari quantificati nella produzione di alcuni polimeri (Nylon 6,6, Polipropilene, Gomma Naturale (NR))

7 th 8 th 9 th 10 th 11 th 12 th 13 th 14 th 15 th

Benzene (182 kg) Nafta (2230 kg) Raffineria Petrolio

Idrogeno (14.9 kg)

Gas Naturale (209 kg)

Acqua (418 kg)

Ossigeno (61.1 kg) Aria (364 kg)

Aria (134 kg)

Benzene (246 kg) Nafta (3010 kg) Raffineria Petrolio

Gas Naturale (72.4 kg)

Acqua (145 kg)

Ossigeno (82.4 kg) Aria (489 kg)

Idrogeno (20.1 kg)

Aria (433 kg)

Aria (2800 kg)

Gas Naturale (697 kg)

Acqua (1870 kg)

Cicloesano (196 kg)

Ossigeno (22.5 kg)

Cicloesano (265 kg)

Ossigeno (72.7 kg)

Cicloesanolo (223 kg)

Cicloesanone (223 kg)

Ammoniaca (1560 kg)

Acqua (641 kg) Aria (22000 kg)

Acido Nitrico (6410 kg)

Aria (252 kg)

Gas Naturale (62.5 kg)

Acqua (168 kg)

Aria (811 kg)

Benzene (197 kg)

Idrogeno (16.1 kg)

Aria (145 kg) Benzene (265 kg)

Idrogeno (21.7 kg)

Aria (469 kg) Aria (3010 kg)

Gas Naturale (751 kg) Acqua (2010 kg)

Acido Adipico (599 kg)

Gas Naturale (119 kg)

Ammoniaca (140 kg)

Acqua (283 kg) Ossigeno (136 kg)

Cicloesano (212 kg)

Ossigeno (24.3 kg)

Cicloesano (286 kg)

Ossigeno (78.6 kg)

Ammoniaca (1679 kg)

Acqua (699 kg) Aria (23700 kg)

Adiponitrile (443 kg)

Idrogeno (33.1 kg)

Cicloesanolo (241 kg)

Cicloesanone (241 kg)

Acido Nitrico (6902 kg)

Esametilene- Diammina (476 kg)

Acido Adipico (645 kg)

Hevea Brasiliensis pianta

Nylon 6.6 (1000 kg)

Raffineria Petrolio

Acqua (3005 kg)

Nafta (6010 kg)

Vapore (3005 kg)

Propilene (1058 kg) Polipropilene (1058 kg)

Hevea Brasiliensis

lattice

Attilio Citterio

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°

Riuso Nylon 6,6

Cimatura 14.03MJ

Formatura Estrusione

Lattice

Non-poliam- mide 6,6

Tintura 36400MJ

Tappeto pronto alla

vendita 1029m2 2058kg

Tappeto 1029m2 2058kg

Filo di nylon

1000kg

Adesivo

Scarti tappeto

Filatura 2909MJ

Tappeto supporto 1058kg

Vuoto 900MJ

Fusione Nylon

Vergine + Riciclato

Pulitura a vapore

Impianto Cogeneraz.

Selezione Automatica

Gesso da

supporto

Poliammide 6,6

Riduzione dimensioni Separazione

Nylon-6,6

nNN

*

H

H

O*

O

Attilio Citterio

Vie a MDI e TDI rispetto agli altri processi chimici di Grande Volume

MDI metilendifenil diisocianato

TDI Toluene diisocianato

BZ

NitroBZ

Anilina

MDA

MDI

Formaldeide

MeOH

Ammoniaca

Acido Nitrico

H2SO4

H2

Fosgene

Cloro CO2

Toluene

DNT

TDA

TDI

N C O

CH2

NCO N C O

N C OCH3

Attilio Citterio

Eco-Efficienza e Progettazione

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,…

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

Buono Migliore Ottimo

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

ACQUISTI VERDI

Considerazione del ciclo del prodotto

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

I tre principi di base degli Acquisti Verdi

Politiche e pratiche di Gestione degli Acquisti Verdi

Disponibilità di informazioni eco-correlate per valutare i produttori e i distributori di prodotti

Attilio Citterio

Il Processo LCA

Unità funzionale

Prodotto(i) di riferimento

Parametri di valutazione

Processi importanti

Orizzonte Temp.

Allocazione

Potenziali Impatti

Consumo risorse (Energia e Materiali)

Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)

Impatti sull’ambiente di lavoro

Portata Valutazione impatto

Valutare

Migliorare

Confrontare

Progettare nuovi prodotti

Creare specifiche di prodotto

Obiettivi

Scambi Ambientali

Ingressi (Energia e Materiali)

Uscite (Aria, Acqua e Scarti)

Ambiente di lavoro

Inventari

Attilio Citterio

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

Fonte (modificata): Studio "Policy Review on Decoupling" (CML and partners) for EC, DG Env

Analisi degli Inventari Valutazione dell’Impatto

Estrazione da miniere e minerali

Estrazione di combustibili

fossili

Produzione energia

Produzione materie prime

produzione materiale

finale

uso

Waste treatment

Albero di processo tabella inventari

Benzene in acqua

Metiletilchetone in aria

Alcool etilico in aria

Xilene in aria

Toluene in aria

Benzene in aria

Zinco nel suolo

Nichel in acqua

SO2 in aria

NOx in aria

CH4 in aria

CO2 in aria

risultati indicatore categorie

risultati normalizzati Indicatore categorie risultati pesati

riduzione delle risorse abiotiche

eutroficazione

acidificazione

ecotossicità

tossicità umana

ossidazione fotoch.

Diminuzione ozono stratosferico

riscaldamento globale

Categorie d’Impatto

caratterizzazione normalizzazione

pesatura

Attilio Citterio

• Impatti ecotossicologici • Impatti tossicologici umani • Formazione di ossidanti da luce • Diminuzione ozono stratosferico • Eutroficazione • Ambiente di lavoro

Scelta delle Categorie di Impatto

Comunemente si prendono in considerazione le seguenti categorie di impatto : • Risorse abiotiche • Risorse biotiche • Uso della terra • Riscaldamento Globale • Acidificazione

Attilio Citterio

0

50

100

150

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

indi

ce (a

nno

di ri

ferim

ento

=10

0)

Anno

produzione

Cambiamento climatico

rumori

discariche

acidificazione

composti tossici

diminuzione ozono

Indicatori Ambientali (EPI)

“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”

Attilio Citterio

Soggetti degli Indicatori - Le Tre Linee Fondamentali

Fisico/chimico/bio-logico Volatilità GWP Energia

Primaria Ecotossicità

Acquatica Efficienza

atomica

Finanziario Turnover Stipendi netti “Valore

Aggiunto” Flusso di

denaro ecc.

Sociale Tasso di

istruzione Accesso a

acqua potabile Reddito

famigliare ecc

Attilio Citterio

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

Riscaldamen-to Globale

(GWP)

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

Converte i dati LCI in equivalenti di triclorofluorometano (CCl3F, CFC-11).

Acidifica-zione

(AC)

Regionale Locale

Ossidi di zolfo (SOx) Ossidi di Azoto (NOx) Acido Cloridrico (HCl) Acido Fluoridrico (HF) Ammoniaca (NH3)

Potenziale di Acidificazione

Converte i dati LCI in equivalenti di ioni idrogeno (H+) .

Eutrofiz-zazione (EP)

Locale

Fosfato (PO4), Nitrati (NO3) Ossido di azoto (NO) Biossido di azoto (NO2) Ammoniaca (NH3)

Potenziale di Eutrofizzazione

Converte i dati LCI in equivalenti di fosfato (PO4).

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

Converte i dati LCI in equivalenti di C2H6

Tossicità terrestre (TETP)

Locale Composti chimici tossici con una concentrazione letale nota sui topi

LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.

Tossicità acquatica (AETP)

Locale Composti chimici tossici con una concentrazione letale nota sui pesci

LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.

Salute dell’uomo (HTP)

Globale Locale Regionale

Rilasci totali nell’aria, nell’acqua, e nel suolo.

LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.

Impoveri-mento delle risorse

Globale Locale Regionale

Quantità di minerali usati Quantità di combustibili fossili usati

Potenziale di impoverimento delle risorse

Converte i dati LCI in un rapporto tra quantità di risorsa usata e quantità di risorsa lasciata

Uso della terra

(LU)

Globale Locale Regionale

Rifiuti solidi Converte la massa dei rifiuti solidi in volume usando stime di densità

Attilio Citterio

Estrazione Materie prime

Energia

Impatti

Lavorazione Materie prime

Impatti

Manifattura Prodotto

Impatti

Uso, Riuso, Smaltimento

Impatti

Materie prime

Energia

Materie prime

Energia

Materie prime

Energia

Materie prime Stadi del Ciclo di Vita

Riscald. globale

Diminuz. ozono

Formaz. smog

Acidifi- cazione

Altri rilasci tossici

Salute umana e danni all’ecosistema

Impatti del Ciclo di Vita

Impoverim. risorse

Complessità della Valutazione dell’Impatto Associato al Ciclo di Vita

Attilio Citterio

Effetti Ambientali Materiali/impatto

Effetto serra

Diminuzione strato di ozono

Eutrofizzazione

Diminuz. di risorse abiotiche

Smog (estivo)

Acidificazione

Rame CO2

CFC SO2

NOx

fosforo composti organici volatili (VOC) Metalli pesanti PCB pesticidi stirene

Eco-tossicità

Diminuzione di risorse biotiche

Tossicità umana

Odore

Esistono vari modi per valutare e pesare gli effetti ambientali.

Pesare l’effetto?

(esempio)

La Valutazione dell’Impatto si Focalizza sulla Caratterizzazione del Tipo e Severità dell’Impatto Ambientale

Attilio Citterio

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.

(in kg SO2 equivalents/ kg emission)

2 2

//

i ii

SO SO

MWAPMW

αα

=

A i ii

I AP m= ⋅∑

Composto MW Acido risultante α APi

SO2 64.1 H2SO4 2 1.00 NO 30.0 HNO3 1 1.07 NH3 17.0 HNO3 1 1.88 NO2 46.1 HNO3 1 0.70 HCl 36.5 - 1 0.88 HF 20.0 - 1 1.60 H2S 34.8 H2SO4 2 1.88 HNO3 63.1 - 1 0.51 H2SO4 98.2 - 3 0.65

Attilio Citterio

Valutazione dell’Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – Esempio 2

Categoria d’impatto 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 st. staz. (ODP∞)

per emissione (in kg CFC-11 equivalenti/kg emis,) Risultato per unità indicatore kg CFC-11 eq.

[ ][ ]

3

3

3

OO

ii

CCl F

ODPδ

δ=

OD i ii

I ODP m= ⋅∑

Formula Nome emivita, anni ODP CH3Br methyl bromide 0.37 CH2Cl2 methylene chloride 0.47 <0.001 CHCl3 chloroform 0.17 <0.001 CHClF2 HCFC-22 15 0.055 CHBrF2 Halon 1201 60 1.4 CCl4 carbon tetrachloride 47 1.1 CCl3F CFC-11 60 1.0 CCl2F2 CFC-12 120 0.82 C2HCl2F3 CHFC-123 1.4 0.012 CBrF3 Halon 1301 16.0 CBr2ClF2 Halon 1211 13 4.00

Attilio Citterio

Valutazione dell’Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – Esempio 5 – SMOG

Alcani Alcheni/Alchini Aromatici Composto MIR

Metano 0.015

Etano 0.25

Propano 0.48

Butano 1.02

Pentano 1.04

Esano 0.98

Ottano 0.60

Decano 0.46

Metilpentani 1.5

Ciclopentano 2.40

Cicloesano 1.28

Composto MIR

Etilene 7.40

Propene 9.40

1-Butene 8.90

1-Esene 4.40

1-Ottene 2.70

2-Buteni 10.0

2-Penteni 8.80

2-Eseni 6.70

1,3-Butadiene 10.9

Etino 0.50

Propino 4.10

Composto MIR

Benzene 0.42

Toluene 2.7

o-Xilene 6.5

m-Xilene 9.0

p-Xilene 6.6

1,3,5-Trimetilbenzene 10.1

Naftalene 1.17

Tetralina 0.94

Metilnaftaleni 3.3

Stirene 2.2

• Allen and Shonnard, Green Engineering, Prentice-Hall, 2002 • Extensive list in Guinée, Handbook on Life Cycle

Assessment, Kluwer 2002, pg 335 (but divided by 3.1)

ii

ROG

MIRSFPMIR

=

SF i ii

I SFP m= ⋅∑

Attilio Citterio

SMOG

Alcoli e eteri Carbonil-derivati Alogeno-derivati Composto MIR

Metanolo 0.56

Etanolo 1.34

1-Propanolo 2.08

2-Propanolo 0.56

1-Butanolo 2.70

Alcol t-Butilico 0.42

Glicol etilenico 1.74

Fenolo 1.12

Alchil fenoli 2.30

Dietil etere 2.82

Metil t-butil etere 0.62

Ossido di etilene 0.03

Ossido di Propilene 0.31

Furano 16.9

Composto MIR

Monossido di carbonio 0.05

Acetato di metile 0.09

Acetato di etile 0.53

Acetato di Vinile 5.27

Acrilato di metile 5.27

Acrilato di etile 4.53

Formaldeide 7.20

Acetaldeide 5.50

Aldeidi C3 6.50

Benzaldeide -0.57

Acetone 0.56

2-Butanone 1.09

2-Pentanone 2.54e

2-Eptanone 2.33e

Propilen carbonato 0.33

Composto MIR

Trifluorometilbenzene 0.28

Clorobenzene 0.25

2-Clorotoluene 2.86c

1-Clorobutano 0.74

1,4-diclorobenzene 0.09

1,2-diclorobenzene 0.17c

Diclorometano 0.03

Triclorometano 0.03

Vinil cloruro 1.93

Cloro 18.3d

1,2-Dicloroethano 0.2a

1,2-Dibromoetane 0.1a

Metil ioduro -0.54b

cCarter, Report to the California Air Resources Board, Contract 06-408, February 2008.

Altri Chemical MIR

DMSO 5.86b

ROG 3.10

Attilio Citterio

Kow e Bioaccumulazione

1-ottanolo

acqua

-1 1 3 5 7 0 2 4 6 8 9

metanolo -0.7

HCO2H -0.5

toluene 2.7

NEt3 1.5

esano 4.0

decano 6.3

(C6Cl5)2O 8.3

Acido stearico

8.2

ottano 5.2

1-butanolo 0.8

THF 0.5

1-esanolo 2.0

C6Cl6 5.5

1-decanolo 4.6

idrofobico lipofico

idrofilo lipofobico

logKow

3.5 4.3 alto potenziale di bioaccumulazione

Basso potenziale di bioaccumulazione

potenziale moderato

Log Kow

ottanolo[soluto][soluto]ow

acqua

K =

Attilio Citterio

Potenziale di Riduzione Abiotica

Non tutti gli elementi preoccupano.

Bi 0.0731

B 0.00467

Br 0.00667

Cd 0.33

Cr 0.00086

Co 2.6 x 10-5

Cu 0.00194

F 3.0 x 10-6

Ge 1.5 x 10-6

89.5

He 148

In 0.0090

I 0.0427

Ir 32.3

Kr 20.9

Pb 0.0135

Li 9.2 x 10-6

Mn 1.4 x 10-5

Hg 0.495

Res. ADP

Sb 1

Res. ADP

Au

Res. ADP

Mo 0.032

Ne 0.325

Ni 1.1 x 10-4

Os 14.4

Pd 0.323

P 8.4 x 10-5

Pt 1.29

Re 0.77

Rh 32

Ru 32

Res. ADP

Se 0.48

Ag 1.8

S 3.6 x 10-4

Sn 0.33

W 0.012

U 0.0029

V 1.2 x 10-6

Xe 17,500

Zn 9.9 x 10-4

Zr 1.9 x 10-5

(velocità riduzione) / (riserva)(velocità riduzione) / (riserva)

i ii

ref ref

ADP = AD i ii

I ADP M= ⋅∑

Mi è la massa usata, non la massa emessa.

Attilio Citterio

Coefficiente di Assorbimento del Suolo (Koc)

Fonte Dati : Huuskonen, J. Chem. Information & Computer Sci. (2003), 43(5), 1457 (disponiile online, supporting information PDF file)

suggerimento: Koc ≈ 0.41 Kow

0 2 3 4 5 6 idrofobico lipofilo

idrofilo lipofobico

logKoc 1

Concentrazione in carbonio organico del suolo (in µg per g di C organico) Concentrazione in acqua (in µg per ml)

K = oc

etanolo 1-esanolo 1-decanolo C6H5OH DDT

0.20 1.0 2.6 3.7 5.3 1-butanolo

0.50 PhCO2H PhCO2Me

1.5 2.1 di-n-esilftalato

4.7

Attilio Citterio

Valutazione dell'Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – GWP

Categoria d'Impatto Cambiamenti climatici Risultati LCI Emissioni di gas serra nell’aria (in kg) Modello caratterizzazione 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 Unità dell'indicatore (in kg CO2 equivalenti/kg emissione)

Abbondanza 1998, ppt

Andamento ppt/anno

Emissioni annuali

emivita, anni GWP

CO2 367,000 2,000 6.4 PgC - 1 CH4 1,745 7.0 600 Tg 8 23 N2O 314 0.8 16 TgN 120 296 CF4 80 1.0 15 Gg >50,000 6,500 C2F6 3 0.08 2 Gg 10,000 11,900 SF6 4.2 0.24 6 Gg 3,200 23,900 CHF3 14 0.55 7 Gg 260 12,000 CF3CH2F 7.5 2.0 25 Gg 14 1,300 CH3CHF2 0.5 0.1 4 Gg 1 120 CHCl3 4

IGW = Σ GWPi • mi

Attilio Citterio

Metodologia degli Indicatori : Riscaldamento Globale (GWP)

Valori di Potenziale Riscaldamento Globale Assoluto (GWP)

Emissioni di CO2 non-mobili

Emissioni di CO2 legate all’Energia Emissioni legate al processo, es. rilascio CFC

Emissioni di CO2 mobili

Espressione dell’indicatore : “Potenziale riscaldamento globale assoluto (MT CO2)”

2 2

/(indirect)/

i ii

CO CO

NC MWGWPNC MW

=

GWP for short-lifetime chemicals

Attilio Citterio

Intervallo di tempo considerato

20 anni 100 anni

CH4 62 24 NO2 290 320 O3 2000 H1201 Halon* 6200 5600

CO2 1 1

R134aFCKW** 3300 1300 R22FCKW*** 4300 1700

Importanza delle Sostanze per il GWP (IPCC 1996)

*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

Riscaldamento Globale dovuto a Richieste Energetiche

Solvente Tb, ˚C

Cp, J g-1 K-1

∆Hvap J g-1

Calore distill., J/g

Acetone 56 2.18 501 580

Acetonitrile 82 2.23 725 863

Benzene 80 1.74 393 498

Cloroformio 61 0.96 245 284

Dicloro- metano

40 1.19 330 354

Etere 34 2.33 358 390

DMF 153 2.06 578 852

DMSO 189 1.96 552 883

Solvente Tb, ˚C

Cp, J g-1

K-1

∆Hvap

J g-1

Calore distill., J/g

Etil acetato 77 1.94 363 473

Etanolo 78 2.44 837 979

Esano 69 2.27 335 446

Metanolo 65 2.53 1099 1213

Nitrometano 101 1.75 557 699

Tetraidrofurano 65 1.72 413 491

Toluene 111 1.70 360 515

Acqua 100 4.18 2259 2593

150 g CO2 per kWh or 0.042 g CO2 per kJ

Per riscaldare un liquido = q = m CP (Tf-20˚C)

Per distillare un liquido = q = m CP (Tb-20 ˚C) + m ∆Hvap

Per rifluire un liquido = q = m CP (Tb-20 ˚C) + n m ∆Hvap

×

Attilio Citterio

Chiusura del carbonio 0%

Estrazione Carbone Trasporto Costruzione Operatività

Impianto

28.5 (3%)

17.5 (2%)

5.0 (<1%) (95%)

1.0

Immis. Energia Fossile

Elettricità In uscita

0.3

Emissioni totali di gas serra 1.041 g CO2 equivalente/kWh

990.6

Bilanci EN e GWP per un Sistema di Produzione di Energia Basato sulla Combustione del Carbone

Attilio Citterio

Chiusura del carbonio 134%

Discarica e coperture Trasporto Costruzione Operatività

Impianto

10 3 1.0

Immis. Energia Fossile

Emissioni nette di gas serra - 410 g CO2 equivalente/kWh

1204

Elettricità In uscita

28.4

Emissioni Evitate 1627

Bilancio EN e GWP del Ciclo di Vita per un Sistema di Potenza a Combustione Diretta di Residui di Biomasse

Attilio Citterio

Chiusura del carbonio 95%

Discarica e coperture Trasporto Costruzione Operatività

Impianto

5.6 11%

12.1 15%

1.0

Immis. Energia Fossile

Emissioni nette di gas serra 49 g CO2 equivalente/kWh

890

Elettricità In uscita

15.6

890

10 3

31.3 64%

Bilancio Energetico e GWP del Ciclo di Vita per Tecnol. IGCC che usa Energia da Biomasse Coltivate

Attilio Citterio

Fotosintesi

Energia solare H2O

6 CO2 6 O2

C6H12O6

(biomasse)

Bilancio per 1 kg di legno

Ingresso 1.44 kg CO2

0.56 kg H2O 18.5 MJ energia solare

Uscita 1 kg biomassa

1 kg O2

18.5 MJ uso termico

Attilio Citterio

Ciclo di Vita di Emissioni di Gas Serra

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

GW

P (g

CO

2-eq

uiva

lent

i / k

Wh)

Attilio Citterio

RIASSUNTO DEI POTENZIALI

1. Acidificazione

2. Riduzione Ozono

3. Formazione Smog

4. Riscaldamento Globale

5. Tossicità umana per inalazione

6. Tossicità umana per ingestione

7. Persistenza

8. Bioaccumulazione

9. Riduzione risorse Abiotiche

dove m = massa del composto emesso M = massa dell'elemento consumato

2 2

//

i ii

SO SO

MWAPMW

αα

= A i ii

I AP m= ⋅∑[ ]

[ ]3

3

3

OO

ii

CCl F

ODPδ

δ= OD i i

iI ODP m= ⋅∑

ii

ROG

MIRSFPMIR

= SF i ii

I SFP m= ⋅∑

iGWP SF i iI SFP m= ⋅

INH i iI INHTP m= ⋅

ING i iI INGTP m= ⋅

,

,

//

i a ii

tol a tol

C RfCINHTP

C RfC=

,

,

//

i w ii

tol w tol

C RfDINGTP

C RfD=

Indice Boethling

logKow

ADPi AD i iI ADP M= ⋅

Attilio Citterio

Emissioni VOC nella Produzione del Perossido di Idrogeno

Inquinante 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 150

CO 130 37

CH4 410

Idrogeno 340 (1) AkzoNobel's dichiarazione certificata ambientale: LCA delle emissioni complessive (2) Cefic Ecoprofile data sheet: Manufacturing process emissions

H 2 O 2O 2

H 2

O

O

CH 2 CH 3

O H

O H

CH 2 CH 3

Idrogenazione Ossidazione Estrazione

Recupero Cataliz. Rigenerazione WS

Essiccaz. WS Purificazione

Concentrazione

AC Assorbitore

3.2

2.4

2.1

2.2 2.3

3.4

3.1

3.3

H2

H2O2

H2O

Org. Aqu.

WS

WS

Materiale rigenerato

Attilio Citterio

Profilo dell’Impatto Ambientale di una Centrale Termica a Carbone

Per 1,000 GWh

equiv. = equivalente -- indica risultati trascurabili

(ton. equiv. di petrolio)

(acri equiv..)

(ton equiv. CO2

(ton. equiv. O3)

(ton. equiv. Hg)

Superiore

Sostenibilità delle Risorse Energetiche Qua.

Carichi Emissioni e Scarti

Esaurimento netto – ris. energia

Inferiore

Scala degli impatti 51,800

Perturbazione Ecosistema 4,600 NA

Gas Serra Composti Acidificanti (ton. equiv. SO2 Ozono a livello suolo Particolati (ton. equiv. PM-10)

Riduzione Ozono Stratosferico (ton. equiv. CFC-113) Inquinanti pericolosi dell’aria

Scarti Per./Radioattivi (ton IBHP U ore equiv. )

Habitat terrestre e Aquatico Specie chiavi (aumento % della mortalità)

(Capacità 1500 MW; 2,296 GWH Produzione Annuale)

1,545,000 300 180 310 -- 0.008 --

*

*

PJM Impatti Medi (1998)

Attilio Citterio

Profilo dell’Impatto Ambientale di una Centrale Idroelettrica

Sostenibilità delle Risorse Energia Qua.

Carichi Emissioni e Scarti

Esaurimento Netto – ris. energia (ton. equiv. di petrolio)

Inferiore Superiore

Scala degli Impatti

Perturbazioni Ecosistema 1610

< 50%

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. )

Habitat Terrestre e Aquatico (acri equiv.) American Shad (aumento % della mortalità)

equiv. = equivalente -- indica risultati trascurabili

Capacità (512 MW , 1714 GWH Produzione Annuale)

1,022 0.2

-- -- -- -- --

PJM Impatti Medi (1998) Per 1,000 GWh *

* 209

Attilio Citterio

Sintesi da Benzene ad Anilina

Si scaldano il benzene (75 mL, 0.842 mol) e l'acido triflico (20 mL, 0.22 mol) a 55 °C. Si aggiunge la trimetilsiliyl azide (0.037 mol, 4.4 g) in 20 mL di benzene (0.224 mol). Si agita la miscela per 50 min. fino al termine dello svolgimento di N2. La miscela si raffredda a temperatura ambiente e si mette in ghiaccio. Si estrae con diclorometano 3 volte. La fase acquosa è basificata a pH ∼13 e si riestrae con diclorometano 3 volte. Le frazioni organiche sono riunitr e seccate su MgSO4. Si evapora il solvente ottenendo l'anilina in rese del 95% e 100% di selettività.

(modificato da Olah e Ernst, JOC (1989) 54, 1203)

Composto Ruolo Massa usata (o fatta) /kg

Massa emessa /

kg Benzene

Me3SiN3

Acido Triflico

Me3SiOTf

NaOTf

CH2Cl2

NaOH

MgSO4 CO2

Reagente

Reagente

Reagente

Sottoprod. Sottoprod. Solvente Reagente Essiccante

Energia sotto- prod.

20

1.3

9.8

(2.4) (9.3) 236 2.3 8.9

(1.8)

2.0x10-2

1.3x10-3

9.8x10-3

2.4x10-3

9.3 0.24 0.12a

8.9 1.8

Tabella 1. Masse (per fare 1 kg)

Attilio Citterio

Assunti sulle Quantità Usate

Se il metodo di letteratura non ci da abbastanza informazioni: • Reflusso: n = 1 per ogni mezz'ora • L'essiccante standard è Na2SO4. Assumere 10 g per 100 mL del solvente umido. • Il riempitivo standard di una colonna per cromatografia flash è il gel di silice. La

quantità standard di questo gel è 100 g per g di campione. Il volume standard del solvente eluente è 1 L per grammo di campione.

• Se si estrae un prodotto da una soluzione di volume V, usare tre volumi uguali (3V) del solvente estraente. Lo stesso per lavare la soluzione,

Soluzioni concentrate: La salamoia concentrata (NaCl) contiene 359 g per L di soluzione Quella di NH4Cl concentrata contiene 371 g per L di soluzione. Quella di NH4OH commerciale concentrata iè al 28 wt% NH4OH. L'HCl concentrato (12 M) è al 37 wt% HCl pari a 440 g HCl per L di soluzione. L'acido acetico glaciale (17 M) è acido acetico al 100 wt% L'acido solforico concentrato (18 M) è al 96% H2SO4. L'acido d fosforico concentrato (15 M) è al 85 wt% H3PO4.

Attilio Citterio

Assunti sulle Emissioni

L'acqua, N2, O2, H2 e il prodotto sono omessi dai calcoli.

Si fissa in 0.1% la quantità di tutti i materiali consumati nella reazione che finiscono nell'ambiente.

I materiali organici non-gassosi, inclusi solventi, sotto-prodotti, intermedi e materiali di partenza sono bruciati. Si assume che lo 0.1 % di quanto usato o generato sfugga nell'ambiente.

Per reagenti e intermedi gassosi, reagenti/additivi inorganici, e intermedi inorganici, si assume che il 100 % del materiale rimanente (dopo la reazione) sfugga nell'ambiente.

Per tutti gli altri materiali usati o generati si assume un'analoga perdita del 100 %, inclusi i sotto-prodotti inorganici, i reflui acquosi, gli essiccanti, i sotto-prodotti gassosi, i catalizzatori, e i riempitivi per la colonna.

Attilio Citterio

Sintesi da Benzene ad Anilina (2)

Composto AP ODP SFP GWP INHTP INGTP PER ACCU logKow

ADP

Benzene 0 0 0.14 3.4 12 1.0 mesi 0.6 0

Me3SiN3 0 0 0 0 ? ? mesi 2.3 0

Acido Triflico 0 ? ? 0 0 4.7x10-2 settim. -0.5 F: 3.0x10-6

S: 3.6x10-4

Me3SiOTf 0 0 0 0 ? ? mesi 0.6 n/a

NaOTf 0 0 0 0 0 ? - n/a n/a

CH2Cl2 0 0.4 3.0x10-2 0.5 5.0x10-2 160 settim. 1.3 0

NaOH 0 0 0 0 0 ? - n/a 0

MgSO4 0 0 0 0 0 ? - n/a S: 3.6x10-4

CO2 0 0 0 1 0 0 - n/a 0

Potenziali

Attilio Citterio

Sintesi da Benzene ad Anilina (3)

IINGT PER t1/2, h

ACCU logKow

IAD Composti. IAP IOD ISF IGW IINHT

Indici

Benzene 0 0 2.8 66 240 19 mesi 2.1 0

Me3SiN3 0 0 0 0 0 ? mesi 2.3 0

Acido Triflico 0 0 0 0 0 0.5 settim. -0.5 F: 0.011 S: 0.754

Me3SiOTf 0 0 0 0 0 ? mesi 0.6 -

NaOTf 0 0 0 0 0 ? n/a n/a -

CH2Cl2 0 94 7.2 123 12 38,081 settim. 1.3 0

NaOH 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0

MgSO4 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0.94

CO2 0 0 0 1829 0 0 n/a n/a 0

TOTAL 0 94 10 2018 252 38,100 mesi 2.3 1.7

Attilio Citterio

Sintesi da Benzene ad Anilina (4)

Indici Composto IAP IOD ISF IGW IINHT IINGT PER

t1/2, h ACCU logKow

IAD

Benzene 0 0 2.8 66 240 19 mesi 2.1 0

Me3SiN3 0 0 0 0 0 ? mesi 2.3 0

Acido Triflico 0 0 0 0 0 0.5 settim. -0.5 F: 0.011 S: 0.754

Me3SiOTf 0 0 0 0 0 ? mesi 0.6 -

NaOTf 0 0 0 0 0 ? n/a n/a -

CH2Cl2 0 94 7.2 123 12 38,081 settim. 1.3 0

NaOH 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0

MgSO4 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0.94

CO2 0 0 0 1829 0 0 n/a n/a 0

TOTALE 0 94 10 2018 252 38,100 mesi 2.3 1.7

Attilio Citterio

Confronto delle Sintesi

Confronto delle vie (tutte in grammi)

Processo IAP IOD ISF IGW IINHT IINGT PER t1/2, h

ACCU logKow

IAD

#1 0 90 10 2,000 300 40,000 mesi 2.3 2

#2 1 0 200 5,000 20 40,000 mesi 0.6 0.2

#3 600 0 0.2 100 4,000 100,000 mesi 1.9 0.1

#4 3,000 0 5 1,000 600,000 300,000 mesi 1.9 1000

Attilio Citterio

Dati Primari

Indicatori per Scienziati

Quantità Totale di Informazioni

Aumento Condensazione dei Dati

Indicatori per Operatori Politici

Indicatori per il Pubblico

Dati Analizzati

FONTE: World Resources Institute, 1995, ‘Environmental Indicators’

Gerarchia degli Indicatori

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

no si

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

Scelta di un esame più approfondito

Fasi della Valutazione del Rischio

Attilio Citterio

vedi: http://www.pre.nl/eco-indicator99/

Fase Inventari Modelliz-zare tutti i processi nel ciclo di vita Soprattutto nella sfera tecnologica

Risultati Inventari Emissioni

Modelliz-zare effetti e danni Soprattutto nella sfera-Eco e nella sfera Valore

Peso delle tre categorie di danno Soprattutto nella sfera-Valore

Indicatore

Danni alle

risorse

Danni a qualità

eco-sistema

Danni a salute umana

Risorse

Uso terra

Emissioni

Metodo di Valutazione Eco-Indicatore 99

Si prendono in esame tre sfere: • La sfera tecnica • La sfera ecologica • La sfera economica

Attilio Citterio

Livello Considerazioni su salute umana Considerazioni su ecosistema

200

10

130

10

Effetti Acuti

20

Effetti acuti misurabili nel 5% delle specie della

comunità acquatica

Effetti Cronici Effetti cronici misurabili nel 5%

delle specie della comunità acquatica

Intervallo Voluto di Qualità µg/m3

Concentrazione tollerabile, ma basso Rischio di cancro alla pelle in

Individui molto sensibili a lungo termine

Rischi sulla salute inaccettabili

Intervallo Voluto di Qualità

Es.: Livelli di Arsenico (As) nell’Acqua

Attilio Citterio

Pesatura Valore Rischi nell’intervallo

Alto

Medio

Basso

5

4

3

2

1 0 – 10 µg/m3: Nessun effetto sulla salute umana o sull’ecosistema In una regione delle concentrazioni di arsenico

10 – 20 µg/m3: Basso rischio per la salute umana e nessun effetto misurabile sull’ecosistema acquatico

20 – 130 µg/m3: rischio crescente per la salute umana ed effetti cronici misurabili per l’ecosistema acquatico

130 – 200 µg/m3: Rischi elevati alla salute umana ed effetti acuti misurabili sull’ecosistema acquatico

200 µg/m3: Rischi inaccettabili per la salute umana e l’ecosistema in una regione per le alte concentrazioni di arsenico

Livelli di Rischio per l’Arsenico nell’Acqua

Attilio Citterio

tecnica caratterizzazione

Def

iniz

ione

obi

ettiv

o e

scop

i pr

epar

azio

ne d

i una

dec

isio

ne

tecnico (e.g. TQM)

economico (e.g. LCC)

ambientale

Struttura dei costi

valutazione dati caratterizzazione

valutazione impatto

decisione

Continua fornitura di dati e controllo

regolamenti (i.e. leggi)

Rispetto delle norme

company specific goals

Sistema di gestione

verifica del sistema

obiettivi specifici della società

t

w

u

econ.

tec.

env.

t

w

u

econ.

tec.

env.

Strumenti per l’assunzione di decisioni

Raccolta dati inventario

Ingegnerizzazione del Ciclo di Vita

Attilio Citterio

Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti Esame dei processi a creazione di valore

Ciclo R+D Ciclo Marcato e Servizi

Vecchie risp. Prodotti prec.

Ideazione e definizione

fasi

Progettazione verifica prototipi

Pianificazioni Batch, serie 0

Produzione, vendite servizi

Processo di definizione del prodotto

Livello operativo

Innovazione Variazione

Valutazione e Scelta delle Alternative

Strategia aziendale, Politica aziendale

Valutazione del processo

Livello decisionale

Informazione

Orientamenti, Strategie

Con

trol

lo

avvio R+D

Con

trol

lo

Con

trol

lo

Con

trol

lo

Con

trol

lo

Avvio Prod.

Variazione Eliminazione

Avvio Vendite

Scelta Idee

Linee Guida per l’Assunzione di Decisioni

Attilio Citterio

Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti Esame dei processi a creazione di valore

Ciclo R+D Ciclo Marcato e Servizi

Vecchie risp.

Prodotti prec.

Ideazione e

Definizione fasi

Progettazione Verifica

Prototipi Pianificazioni Batch, serie 0

Produzione, vendite servizio

Processo di definizione del prodotto

Livello operativo

Innovazione Variazione

Valutazione e Scelta delle Alternative

Strategia aziendale, Politica aziendale

Valutazione del processo

Livello decisionale

Informazione

Orientamenti, Strategie

Con

trol

lo

Scelta Idee

Attività R+D

Attività Didtrib.

Modifiche Elimin. C

ontr

ollo

Con

trol

lo

Con

trol

lo

Con

trol

lo

Attività Produz.

LCA completo

EMS EPE LCE+LCC

LCA preliminare

Strumenti per l’Informazione Ambientale

Attilio Citterio

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

Costi e Livello di Sforzo

Cambi di Processo e Strumentazione

Tecniche GP

Progettazione per l’Ambiente

Cambi nelle Materie in Ingresso Conservazione delle Risorse

Riciclo, Riuso e Recupero Miglioramento Procedure Operative

Buona conduzione e attenzione ai Reflui

Controllo dell’Inquinamento

Tecniche GP, Costi e Livello degli Sforzi

Attilio Citterio

Livello di dettaglio in alcune applicazioni dell'LCA. "x" in grassetto indica il livello più usato. Livello di dettaglio nella LCA. Applicazioni Concettuale Semplificato Dettagliato Commenti 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 Talvolta basata sull'LCA

Marchi ambientali (marchio ISO tipo I)

x Valutazione inventari e/o dell'impatto

dichiarazione Ambientale (marchio ISO tipo III)

x Valutazione inventari e/o dell'impatto

Organizzazione delle vendite x 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 "

Livelli di Dettaglio nell’LCA

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

GESTIONE DEL CICLO DI VITA

Obiettivo

Concetto

Strategie

Strumenti

SOSTENIBILITA’

PENSARE IN TERMINI DI CICLO DI VITA

Prevenzione inquinamento Gestione del prodotto e della catena di fornitura

Sistemi ISO 9001, TQM, EFQM

Produzione più pulita, LCA, Eco-design

Dimensione sociale Dimensione Ambientale Dimensione economica

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.

Valutazione posto di lavoro

Responsabilità sociale dell’azienda

OHSAS 18001 Live

llo d

i ges

tione

LCM Obiettivi, Strategie, Sistemi, Strumenti

ISO 14001 & POEMS

Attilio Citterio

Sommario delle Problematiche LCM

Politiche / Strategie

Sistemi / Processi

Concetti / Programmi

Strumenti/ Tecniche

Dati / Informazioni / Modelli

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 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.

Gestione del Prodotto, Progettazione per l’Ambiente, Gestione Catena Forniture, Approvvigionamenti Verdi Pubblici, Coinvolgimento Operatori, Responsabilità Sociale dell’Azienda, Contabilità verde, Valutazione Fornitori, ecc.

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: 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.

Distribuzione verde

Vendite verde

Produzione più pulita

Acquisti verdi

Progettazione per l’ambiente

Politica ambientale e strategia di prodotto basate sul ciclo di vita

Distribuzione

Vendite e marketing

Produzione

Sviluppo prodotto

Acquisti

Gestione

Gestione del Ciclo di Vita

Attilio Citterio

Con LCM si va oltre i Confini Aziendali

• La LCA: flusso di materiali dall’acquisto delle materie prime alla produzione, trasporto, uso e smaltimento.

• Il mercato: un flusso di valore e danaro dal consumatore al produttore.

• Comunicazione e cooperazione in forma di scambio di conoscenze ed esperienze.

Spostare la focalizzazione dall’ambito ristretto dell’organizzazione all’intera catena del prodotto include:

Collaborazione nella Catena del Prodotto

consumatori Sub-fornitori

Distributori

Produttori Commercianti

Smaltitori

Produttori di Materie prime

Flusso di materiali e servizi

Flusso di denaro e qualità

Comunicazione e cooperazione

Attilio Citterio

Esempi di Sistemi Integrati di Gestione

ISO 9001:2000 qualità

ISO 14001:2004 ambiente

ISO 18001:2004 sicurezza e salute

occupazionale

SA 8000:1999 responsabilità sociale

AA 1000:1999 responsabilità

AFNOR FD X 50-189:2003 Sistemi di gestione – Linee guida per l’integrazione

AFNOR AC X 50-200:2003 Sistemi di gestione Integrata – Buone pratiche e ritorni d’esperienza

DS 8001 Guida ai sistemi integrati di gestione

Attilio Citterio

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

Tecnico

Ecologico Economico

Materie prime Produzione Uso Fine vita Materie prime Produzione Uso Fine vita

Criteri

Progettazione Misure

Cambio compito

Cambio di funzione Cambio del principio

di lavoro Cambio di progetto

Cambio di materiale

Attilio Citterio

Progettazione per l’Ambiente

classificazione dei compiti

Progetto concet.

Progetto

Progetto dettagliato

produzione uso riciclo smaltimento

Materie prime

Attilio Citterio

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 alla gestione ambientale centrato sul prodotto, 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 della gestione 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 del 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 tossici

CML 96 Eco-indicatore 99

A B

alternativa riferimento

A B

+ altri metodi

cancerogeni + altri metodi

Unit-Risk

A B

endocrini

A B

EAP (Potenziale d’attività Estrogenica)

alternativa riferimento

alternativa riferimento

alternativa riferimento

soluzione: metodo «Darmstadter Model» LCAD

locale regional

e

globale

Valutazione impatti

Aggre- gazione

risultati

Cd Pb Hg PCDD/F SO2 Nox PCB Benzene

Impatti

tossico

cancerogeno

endocrino

fattori di pesatura

inventory analysis

Supl

us c

aric

o am

bien

tale

d

isca

rica

alternativa riferimento

Attilio Citterio

Tox Acuta umana Tox Acquatica Ult. Biodegradabile Classif. Amb. EU

Ottimo (3)

Migliore (2)

Accettabile (1)

Classe 3

• LD50 >2000 mg/kg

Classe 2

• LD50 tra 500 -2000 mg/kg

Classe 1

• LD50 < 500 mg/L

Classe 3, Preferito

• LC50/EC 50> 1mg/L

• 3 o più specie testate

Classe 2

• LC50/EC 50> 1mg/L

• 1/2 specie testate

Classe 1

• LC50/EC50 < 1mg/L

Classe 3

• Rapidamente biodegradabile (OECD 301)

>60% w/in 10 giorni

Classe 2

• >60% w/in 28 giorni

Classe 1

• <60% w/in 28 d

Classe 3 (Ottimo)

• tos. acquatica 100mg/L

Classe 2 (Migliore)

• No classificazione neg.

• Rapidamente biodegradabile

• Aquatic tox >1mg/L

Classe 1 (Accettabile)

• Qualsiasi classificazione

• EU (N, R50; N, R50-53; N, R51-53; R52-53, R52 or R53)

Carta Verde Chimica per Tensioattivi

Attilio Citterio

Processo di Sviluppo di una Prodotto

Pianificazione

Progettaz. concettuale

Proget. dettagliata

Prove/ Prototipo

Produzione Lancio

G Obiettivi e Politiche Aziendali

Attività di Supporto

G G G G Rassegna

Prodotto

Fonte ISO/TR 14062: 2002

tappa Un insieme di compiti che generano informazione, tipicamente in forma di

risultati quali disegni, report, ecc. Necessari a supportare le decisioni chiave

porta Un punto per esaminare se si può decidere di continuare ad investire nel

progetto o di terminarlo.

tappa

G

Attilio Citterio

Tappe - Dettagli

Indagini sulle pressioni esterne, attese del pubblico, bisogni dei clienti, e degli orientamenti industriali per definire i requisiti per una riuscita offerta del prodotto

Pianificazione

Progettaz. Concettuale

Progettaz. Dettagliata

Valuta l’adattamento strategico delle singole opportunità di affari con le capacità ed obiettivi aziendali. Sviluppa il concetto di prodotto

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

Costruisce prototipi e realizza prove di prestazione Gli obiettivi prefissati confermano la fattibilità del progetto e verificano i costi progettati di produzione.

Lancio Produzione

Sguardo sul Prodotto

Introduce il prodotto in mercati selezionati.

Rianalizza e fa proprie le lezioni derivanti dal progetto e le utilizza per migliorare i progetti successivi.

Prove/ Prototipo

Attilio Citterio

Beni durevoli, (p.es. dispositivi)

Uso singolo, (p.es. pannolino)

Matl. Prod. Uso EOL

Impa

tto

Matl. Prod. Uso EOL

Impa

tto

Strategie di Eco-design

• Risparmio energetico

• Eliminazione di costituenti tossici e di altri costituenti minori che complicano la manutenzione e i miglioramenti

• Biodegradabilità

• Eliminazione di qualsiasi materiale problematico dopo il suo smaltimento

Esempi di Profili di Ciclo di Vita di un Prodotto

Attilio Citterio

Approccio Eco-design

Definizione di Prodotto (Sistema)

Eco-design Comunicazione

Ambientale

Valutazione Ambientale

Prospettiva Ciclo di vita

Prospettiva fornitori

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 alla visione degli attori come le normative legislative, le richieste di mercato, e i prodotti dei competitori.

• Strumenti: EQFD e EBM

• 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

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

Fuoco sugli attributi del Prodotto – Contenuto del Prodotto, Profilo di Emissioni, Caratteristiche Prestazionali

Fuoco sul Processo – Consumi e Fonti d’Energia Difetti, Generazione Scarti, Emissioni in Aria e Acqua.

Dove si tende – Ambientalmente Preferibile, Ben Gestito, Sostenibile

CONTENUTORICICLATO

ISO 9000 BASSA EMISSIONE

EFFICIENZA ENERGETICA

BIODEGRADABILE

LCI/LCA

ISO 14000

ORGANICO

EPP

REGISTROGHG

ENERGIA RINNOVABILE

Attilio Citterio

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 Gruppi di Prodotto

Aziende 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

Anno di istituzione

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

SCHEMA SETTORIALE

AIMCC (costruzioni)

RTS (costruzioni), carta AUB (costruzioni)

MRPI (costruzioni)

NAZIONE

Danimarca

Francia

Finlandia Germania

Italia

Olanda

Norvegia

Svezia

Inghilterra Profili ambientali BRE (costruzioni)

SCHEMA NAZIONALE

Progetto pilota EPD (DEPA – Danish Envir. Protection Agency)

Programma ANPA 2000-2001 EU-LIFE INTEND - EPD (2003/05)

-

Standard sperimentali sulle dichiarazioni ambientali tipo III AFNOR – Ass. Francaise de Normalisation)

Progetto NHO Tipo III NHO – Conf. Norwegian Industry

programma EPD (SWEDAC - Swedish Environmental Management Council)

Macchine Volvo EPDs Camion Volvo EPDs Dichiarazione IT Eco Byggvarudeklaration (Costruzioni) Dichiar. Ambientali Teko (Tessile)

Clientela d’Affari – Dichiarazione ISO – Tipo III

Attilio Citterio

Relazioni tra gli Operatori

Operatori Secondari

Media

Comunità Locali

Fornitori di Tecnologia

Commercio / Associazioni di Categoria

Sindacati

Istituti di Ricerca / Università

Organizzazioni Non-governative Ambientali e Sociali Organizzazioni Intergovernative

Fonte: Wuppertal Institute, 2004

Dipendenti

Banche, Compagnie Assicurazione, Analisti Finanziari

Affari & Prodotti Fornitori / Attività precompetitive

Clienti Autorità Pubbliche

Operatori Primari

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.

Esempi di LCA Prof. Attilio Citterio Dipartimento CMIC “Giulio Natta” http://iscamap.chem.polimi.it/citterio/education/course-topics/

Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Course 096125 (095857)

Introduction to Green and Sustainable Chemistry

Attilio 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

Profilo ambientale normalizzato dei tre processi di produzione cloro soda. La normalizzazione si basa sul confronto con il peso ambientale totale annuale dell’Europa

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01(e

q./y

r)

diaframmamercuriomembrana

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 Totale Formulazione Produzione Confezion. Distribuzione Uso Trattamento acque

Cambiamento climatico g eq. CO2 298 50,40% 5,44% 1,99% 1,15% 27,80% 13,21%

Riduzione strato di ozono g. eq. CFC-11 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 g eq. PO4

3- 0,46 31,29% 1,19% 0,83% 1,11% 5,75% 59,83% Eco-tox. acquatica (USES 2,0) g 1,4-DCB eq 27474 38,58% 0,00% 0,32% 1,30% 25,16% 34,63%

Eco-tox. acquatica (CML1992) 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 Esempi Anti-redeposition agents Prevents dissolved dirt to reattach to textiles and greying. CMC, CEC, polymers, starch

Bleaching agents Removes or decolorizes (whitens or lightens) stains that are not removed by surfactants

Perborate, percarbonate, hydrogen peroxide, peracids, sodium hypochlorite

Bleach activators Activates the bleaching agent. Peracid precursors. TAED

Bleach catalysts Makes H2O2 or O2

1 more effective. Enables bleaching at lower T, complexing organic molecules with a metallic center. Manganese complexes

Buffering agents Stabilizes the pH of the wash water to maintain the cleaning efficiency. Cleaning is reduced under acidic conditions Carbonate, citrate, citric acid

Builders (co-builders) Binds Ca2+ in water and soil on the clothing. Allow better access to the soil for surfactants and thus improves cleaning

Phosphate, phosphonate, zeolite, silicates, X2CO3, citrate, polycarboxylates

Colorants Aesthetic / marketing value Various coloring agents Corrosion-inhibitors Protects the washing machine against corrosion Silicates Dye-transfer inhibitors Prevents transfer of dyes from one textile to another Polymers, co-polymers (PVP or PVPI)

Enzymes Specific stain removal, biodetergency, whiteness, color Proteases, lipases, amylases, cellulases, mannanase, pectinase

Optical brighteners Reflect ultra-violet sunlight as white, visible light. Impression. FWA-1, FWA-5 Fillers Adds structure Na2SO4 (In liquid products: water) Fragrance Aesthetic / marketing value Various fragrance mixtures

Hydrotropes Increases the solubility of other ingredients in liquid products. Regulates viscosity.

Cumene/xylene/toluene sulfonates, urea, ethanol

Preservatives Prevent growth of microorganisms in liquid products Various types of preservatives

Soap Cleaning agent. Reduces surface tension and loosens/disperses/ suspends the soil.

Soluble sodium or potassium salts of fatty acids (C8-C22)

Solvents Dissolution of ingredients (in liquid products) Alcohols Suds inhibitors Reduces the quantity of suds (foam) in the washing machine Soap, low foaming surfactants, silicones Surfactants As soap (Alkyl ether sulfates, alkyl sulfates) alcohol ethoxylates, alcohol alkoxylates

Attilio Citterio

Progettazione Spessore Peso Peso2 Paraurti Paraurti semi-finiti

[mm] [kg] [kg]

Acciaio 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

Esempio 3 - Materiale per Paraurti d’Auto - Progettazione

Attilio Citterio

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA

[MJ/

2 Pa

raur

ti]

Alternative Costruttive dei Paraurti

Carbone Gas naturale

Petrolio grezzo Petrolio peci

Uranio (U) naturale Energia primaria idroelettrica

Richiesta Primaria di Energia per la Produzione di Paraurti

Attilio Citterio

0

20

40

60

80

100

120

Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA

GW

P [k

g C

O2 e

quiv

]

Operatività Combustibile Trasformazione Materiale

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)

Valutazione dell’Impatto - GWP I

Attilio Citterio

0,00E+00

2,00E+01

4,00E+01

6,00E+01

8,00E+01

1,00E+02

1,20E+02

GW

P [k

g C

O2

equi

v.]

Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA

Altri Metano (CH4) Anidride Carbonica (CO2)

CO2 è l’emissione dominante PPO/PA è dominato dall’emissione di N2O dal PA

Valutazione dell’Impatto - Emissioni

Attilio Citterio

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

Acqua Htoss. 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

Studio Paraurti - Valutazione Impatto - totale

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%

ordine 4 5 2 1 3

• 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

Alluminio Acciaio PC/ PBT PP/ EPDM PPO PA

Reflui Ecotos. Acqua Htoss. Aria Htoss POCP EP AP ODP GWP Acqua Risorse Energia

I risultati pesati sono stati invertiti per evidenziare il carico ambientale.

Studio Paraurti - Risultati Pesati

Attilio Citterio

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%

Ordine 1 5 1 3 4

• 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.

Studio Paraurti - Caratterizzazione Economica

Attilio Citterio

Design 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%

Ordine 2 5 1 2 3

• 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.

Studio Paraurti - Caratterizzazione Tecnica

Attilio Citterio

Studio Paraurti - Valutazione Complessiva

Acciaio Allum.PP/

EPDMPPO/ PA

PC/ PBT

tecnica 7.2 5.2 7.9 7.2 6.9economica 7.1 4.5 7.0 5.8 4.8ambientale 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

4

6

8

10

6

8

10

6 8 10

1= cattivo 10= molto buono

Punteggio Tecnico

Punteggio Economico

Punteggio Ambientale

Ottimo

Acciaio

Alluminio

PP/EPDM

PC/PBT

2

2

PPO/PA

4 2

4

• 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.

Studio Paraurti - Valutazione Complessiva

Attilio Citterio

Diagramma di Flusso (inventario) per l’Industria della Stampa

coating

Glue &Trim Packaging

IDstribution/retail

Use Waste disp.

Recycling

Print Press

coating paper

Printing ink

HEAT Natural gas

electricity

electricity

Cardboard (packaging)

Recycled paper

Waste paper to landfill

Attilio Citterio

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

Unità kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kWh/ ton kWh/ ton tonkm/ ton tonkm/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton

Intervallo 1130–1390 0.498–12.7 0–0.529 1110–1370 0–1370 520–550 130–330 200–960 18–880 127–422 0–6.32 1.13–9.44 0.17–0.45 0.034–0.099 33–55

Attilio Citterio

Significato Ambientale Relativo nel ciclo di vita della carta stampata

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Attilio Citterio

Risultati del LCI − Sunto degli ingressi in kg/unità funzionale

0 50 100

4 - Esempio di stampa - scenario 3

3 - Esempio di stampa - scenario 2

2 - Esempio di stampa - scenario 1

1 - Esempio di stampa - scenario 0

0 - attuale 1 - nuova stampa 2 - nuova distribuz. 3 - velocità riciclo

Attilio Citterio

Risultati LCI − Sunto degli scarti in kg/unità funzionale

0 20 40 60 80 100

Discariche (m3)

Uscite aperte (x 10)

rifiuti solidi

Oli (x1000)

Acqua mix (x10)

Acqua n.s. (x10)

Acqua org.(x100)

Acqua n.m.

Metalli (acqua)

acqua us.(x0.1)

Tossici

TSP(x1000)

metalli aria(x1000)

VOC

altri aria(x1000)

alogenuri(x100)

NH3(xe4)

SO2(x10)

NOx

CO2

CO(x10)

4 - Esempio di stampa - scenario 3

3 - Esempio di stampa - scenario 2

2 - Esempio di stampa - scenario 1

1 - Esempio di stampa - scenario 0

Attilio Citterio

Valutazione dell’Impatto - confronti degli scenari

0 5 10 15

Discariche (m3 x 10)

Diminuz.Risorse(/anni x10)

Gas serra(Kg CO2x0.1)

Acidific.(Kg SO2)

Ecotossicità(m3x100)

Eutrofiz(Kg PO4x100)

Tossicitàumana(Kg/Kg 0.1)

Diniz. Ozono(CFC)

Smog (Kgx10)

4 - Esempio di stampa - scenario 3

3 - Esempio di stampa - scenario 2

2 - Esempio di stampa - scenario 1

1 - Esempio di stampa - scenario 0

Attilio Citterio

Inchiostro di Soia

Introdotto nel 1987 è entrato nell’industria dei giornali e nel commercio. E’ composto da olio di soia anziché petrolio.

• 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.

Coltivazione soia Pasta

di legno

Altro

Generazione di elettricità

stampa

Peci di tallolio

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 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: Germania dal 1978

White Swan: dal 1989 in Danimarca, Svezia, Finlandia e Islanda

Green Seal: Stati Uniti.

Umweltzeichen: Austria dal 1991

NF Environnement: Francia dal 1992

Energy Star: Stati Uniti.

Attilio Citterio

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 sopra-nazionali 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 Valutazione del Ciclo di Vita

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 Standard Published 1997 ISO 14040: LCA: Principles and Framework 1998 ISO 14041: LCA: Goal and Scope 2000 ISO 14042: LCA: Impact Assessment 2000 ISO 14043: LCA: Interpretation 2001 ISO 14020: Labels General Principles 2004 CEN TC350 Standardisation Mandate issued 2006 ISO 14025: Labels: Type 3 EPDs 2006 ISO 14040: LCA Principles and Framework updated 2006 ISO 14044: LCA: Requirements and Guidelines updated 2007 ISO 21930: EPDs for Construction Products 2010 CEN TR 15941: Generic Data 2010 EN 15643-1: General Framework 2011 EN 15643-2: Environmental Framework 2011 EN 15878: Building level Calculation methods 2011 EN 15942: EPD B2B Communication Formats 2012 EN 15643-3: Social Framework 2012 EN 15643-4: Economic Framework 2012 EN 15804 Core Rules for the Product Category Construction Products

Attilio Citterio

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

Mezzi di Auditing e Valutazione

ISO 14001 – Sistemi di Gestione Ambientale (EMS)

Specifiche con Guida per

l’Uso

ISO 14004 - Sistemi di Gestione Ambientale

(EMS)

Linee guida Generali sui principi dei sistemi e delle

tecniche di supporto

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) 14020 – Etichettatura Ambientale – Principi di base per

tutte le Etichettature Ambientali 14021 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni

Affermazioni Ambientali – Termini e Definizioni 14022 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni

Affermazioni Ambientali – Simboli 14023 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni

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

Sistemi di Gestione Mezzi di Supporto rivolti al Prodotto

Percorso della ISO 14000 (iniziale)

Attilio Citterio

Percorso ISO 14000 (attuale)

Plan

Do Check

Act

Do

Prioritizing environmental

aspects

ISO 14040 Series Life cycle assessment

ISO 14062 Design for environment

Improvement of environmental performance of products

Description of environmental performance of products

Information about environmental aspects of products

ISO 14020 Series Environmental labels

and declarations

ISO 14063 Environmental

communications

Communication on environmental performance

ISO 14030 Series Environmental

performance evaluation

Description of environmental performance of organization

ISO 19011 Environmental

management systems auditing

Information about the performance of the environmental Management system

ISO 14064 Series Gas emissions

ISO 14065 Validation

Compliance with Kyoto Protocol

Monitoring system

performance

Monitoring system

performance

Communicating environmental performance

Integration of environmental

aspects in design and

development

Compliance of national and international

protocols and programs

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

Agire

Controllare

Fare continuo

miglioramento

Pianificare

Attilio Citterio

Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001

Agire

Controllare

Fare

Pianificare • 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

Attilio Citterio

Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001

Agire

Controllare

Pianificare

Fare Struttura e responsabilità Addestramento, consapevolezza e

competenza Comunicazione Documentazione EMS Controllo documenti Controllo operativo Emergenza attivazione e risposta

continuo miglioramento

Attilio Citterio

Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001

Agire

Controllare Monitorare, misurare e revisionare le prestazioni Mantenere gli archivi Temporizzare, pianificare e condurre il monitoraggio Non-conformità e azioni correttive

Fare

Pianificare

continuo miglioramento

Attilio Citterio

Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001

Controllare

Fare

Pianificare

Agire Migliorare le azioni correttive Registrare i miglioramenti Recensire la gestione

continuo miglioramento

Attilio Citterio

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 1: PROGRAMMAZIONE Compiti della gestione Preparazione linee politiche Stabilire il gruppo di lavoro Definire il capo progetto

STADIO 2: ANALISI PRELIMINARI 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 6: MONIT. PROGRESSI Tracciare scarti, uso di materiali,

risparmi Documentare risultati e guadagni

STADIO 5: MIGLIORAMENTI Pianificare e definire tempi Implementare opzioni CP scelte

STADIO 4: ANALISI FATTIBILITA’ Ordinare varie opzioni tecniche Analisi tecnica Analisi ambientale Analisi economica Scegliere le opzioni più valide Preparare un riassunto

Attilio Citterio

Aree di Gestione della CP

CP copre 3 aree di gestione ambientale

Prevenzione dell’inquinamento (P2) Riduzione nell’uso di sostanze tossiche (TUR) Progettazione per l’ambiente (DfE)

Cleaner Production

Assessment

Integrare Analizzare

Migliorare

time

* rid

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Fonte: Van Berkel, Willema, & Lafleur, 1997

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