Metodologia LCA

Da Lca rifiuti.

La metodologia LCA (Life Cycle Assessment - analisi del ciclo di vita) si è sviluppata a partire dalla fine degli anni sessanta negli Stati Uniti. Permette di valutare l'impatto di un prodotto, attraverso la quantificazione degli effetti sull'ambiente di tutti i processi in cui il prodotto viene coinvolto durante l'intero arco di vita.

LCA

Un esempio

L'applicazione della metodologia può essere chiarita per mezzo di un esempio. Per studiare l'impatto di una piastrella di gres, lo specialista prende in considerazione i materiali con i quali è prodotta, argilla, feldspato e sabbia, e i relativi processi di macinazione, pressatura, applicazione superficiale, cottura, levigatura e distribuzione. Identifica diversi tipi di impatto associati ai processi: il danno alla salute da parte di polveri generate durante la produzione di sabbia e feldspati, la riduzione dello stock di risorse non rinnovabili (in particolare combustibili fossili) utilizzate per la cottura, per la levigatura e per la distribuzione, l'emissione di ossidi di azoto durante la distribuzione, e l'emissione di gas a effetto serra nel corso della macinazione e della cottura. Ogni effetto sull'ambiente viene riferito a una unità di misura omogenea per la categoria di impatto corrispondente. Ad esempio, il danno alla salute viene quantificato in anni in meno nella aspettativa di vita, la riduzione dello stock nel surplus di Megajoule richiesti per estrarre una stessa quantità di risorse divenute più rare. I criteri di quantificazione si basano su studi scientifici pregressi consolidati. Al termine del lavoro, lo specialista calcola uno o più indici sintetici di impatto, che consentono di confrontare l'effetto sull'ambiente di un metro quadrato di piastrelle di gres con quello, ad esempio, di un metro quadrato di linoleum.

Fasi di un'LCA

Tra il 1997 e il 2000 la metodologia LCA è stata recepita negli standard ISO 14040-14043, aggiornati nel 2006 in ISO 14040 e ISO 14044. L'articolazione di uno studio LCA può essere schematizzata in quattro fasi. Nella prima vengono definiti lo scopo dello studio, il prodotto in oggetto, la sua funzione, i confini del ciclo di vita studiato. Vengono stabilite le categorie di impatto da considerare e la qualità dei dati utilizzati. Nella seconda fase, detta di inventario, vengono raccolti i dati quantitativi sull'input e l'output (risorse ed emissioni) di ogni singolo processo. Questa fase contabile è la più laboriosa. Può essere di grande aiuto la disponibilità di supporti informatici, in particolare banche dati contenenti informazioni comprensive sulle caratteristiche tecniche di materiali e lavorazioni. Nella terza fase, di valutazione, dapprima si classificano risorse ed emissioni secondo le categorie di impatto, si procede alla caratterizzazione delle risorse e sostanze (si quantifica il danno di ogni risorsa ed emissione nelle diverse categorie di impatto), alla caratterizzazione delle categorie di impatto (si quantifica il danno di ogni categoria di impatto nelle diverse categorie di danno, che sono insiemi di categorie di impatto) e infine vengono attribuiti dei pesi alle singole categorie di danno a seconda della loro pericolosità. Parte dei dati quantitativi da utilizzare per la caratterizzazione può essere estratta da banche dati. Il calcolo dei punteggi può essere basato su più schemi alternativi, diversi anche concettualmente. Possono essere attribuiti pesi diversi alle possibili categorie di impatto, e si possono adottare modelli quantitativi diversi per la valutazione del danno delle categorie di impatto nell'ambito di una stessa categoria di danno. L'ultima fase di un'LCA è l'interpretazione. Spetta allo specialista analizzare i risultati per retroagire sull'impostazione dello studio, ed utilizzarli per informare applicazioni successive, come il disegno di prodotti ecocompatibili o la messa a punto di politiche di indirizzo.

Metodi

Esistono diversi metodi secondo cui impostare in pratica ogni fase di un'LCA, ognuno con specifiche ragioni d'essere geografiche, scientifiche o applicative. Tra i più diffusi in Europa si possono citare Eco-indicator 99 (sviluppato su iniziativa del Ministero dell'Ambiente olandese), EPS 2000 (Università Chalmers, Svezia) e EDIP 97 (Università Tecnica di Danimarca), IMPACT 2002+ (Svizzera). Gli strumenti software per l'LCA sono in genere tarati su un metodo specifico. La possibilità di comporre più metodi (essenzialmente nella fase di valutazione) consente maggiore flessibilità e attendibilità. Nel panorama europeo, software di riferimento è stato sviluppato in Olanda (SimaPro), Germania (GaBi e Umberto), Gran Bretagna (Boustead) e congiuntamente in Francia e Gran Bretagna (TEAM). In parallelo al software, si sono sviluppate numerose banche dati europee contenenti informazioni direttamente utilizzabili per l'inventario, alcune più integrate con software specifico, ad esempio Ecoinvent con SimaPro, DEAM con TEAM (comunque compatibili con buona parte delle applicazioni in commercio), altre sostanzialmente autonome, come BUWAL e ETH (entrambe svizzere). A partire dal luglio del 2006 su iniziativa della Commissione Europea è stata messa in linea ELCD, una banca dati pubblica che viene già utilizzata nelle versioni più recenti di strumenti software quali ad esempio GaBi.

Sul software

Per usare il software LCA sono necessarie le competenze di uno specialista. In altre discipline si presenta una situazione analoga: una casa sta in piedi ed è confortevole grazie al progettista (alla scienza delle costruzioni ed al design), non al CAD, ma dopo l'introduzione del CAD i tavoli da disegno sono andati in disuso. Grazie a software e banche dati, il lavoro dello specialista nelle fasi meccaniche della contabilità può essere molto alleggerito. Studi LCA su prodotti e sottosistemi già realizzati possono essere riutilizzati in analisi più generali e recenti. Lo studio LCA di un edificio, ad esempio, può impiegare i risultati già ottenuti sulla piastrella di gres e su molte altre componenti. Nonostante l'aiuto considerevole di software e banche dati, la metodologia LCA non può essere semplificata se non in casi specifici e con rigorosa cautela scientifica.

Accoppiamento dei cicli di vita

Dal punto di vista della termodinamica la vita di un prodotto non è praticamente mai un ciclo. Il prodotto rappresenta un sistema aperto accoppiato con altri sistemi aperti attraverso le interazioni attivate dai processi in cui è coinvolto. Lo stato del sistema a fine vita è in genere molto diverse da quello di partenza. Oltre a ciò, molte delle interazioni sono irreversibili e lo stato originario non può essere ripristinato neppure in linea di principio. L'LCA può essere considerata una stima della distanza dallo stato iniziale, espressa in termini di impatto ambientale piuttosto che di potenziali termodinamici. L'accoppiamento tra più prodotti in uno stesso processo è la ragione principale della complessità della metodologia LCA, e spesso comporta la necessità di estendere il campo di studio ad altri sistemi aperti. Ogni processo contribuisce direttamente a una o più categorie di impatto. L'impatto viene riferito al prodotto solo indirettamente, attraverso i processi di cui il prodotto è oggetto. In genere un processo coinvolge, oltre al prodotto studiato, dei coprodotti. Solo in alcuni casi lo specialista dispone di un criterio quantitativo solido per attribuire al prodotto una quota di impatto del processo che lo genera. Un campo produce 60 Euro di olio di soia e 40 Euro di soia alimentare. Al prodotto olio di soia possono essere attribuite il 60% delle emissioni del processo di coltivazione. In altri casi non esiste un criterio attendibile per l'allocazione di quote di impatto tra prodotto e coprodotti. Una fattoria italiana di mucche da latte produce anche carne. Non potendo attribuire una quota precisa dell'uso del suolo al prodotto latte (perché l'impatto uso del suolo è riferito al processo di produzione del mangime consumato, e non è chiaro quanto mangime vada a finire nel latte piuttosto che nella carne), lo specialista ricorre a una tecnica adottata sistematicamente nella LCA, detta espansione del sistema: riscontrando che in assenza di produzione la stessa quantità di carne verrebbe in prevalenza importata dalla Francia, acquisisce i dati sull'uso del suolo (per unità di misura di produzione di carne) riferiti ad allevamenti francesi di sole mucche da macello, e riduce l'uso del suolo nella fattoria (dedotto dal consumo di mangime) di una quota proporzionale alla quantità di carne prodotta.

Applicazione dell'LCA

Un ulteriore aspetto della complessità della metodologia merita una discussione a parte. I punteggi sintetici prodotti dalla valutazione non sono, in genere, espressi in termini di equivalenti monetari. Alcuni economisti sostengono che l'LCA non sia in grado di presentare un conto economico. Allo stesso modo alcuni scienziati sostengono che non si possa attribuire un danno ad una sostanza (o all’esaurimento di una risorsa) perché manca un'associazione univoca tra causa ed effetto, ma esiste solo la probabilità che un evento accada come effetto di una certa causa. L’analisi ambientale (come la medicina, ma anche la fisica e la scienza in generale) prende in considerazione l'evento possibile attraverso la probabilità che avvenga. I punteggi LCA contengono semplicemente più informazione. La metodologia LCA, per definizione, tiene conto di tutto ciò che viene considerato esternalità. Il motivo per cui i punteggi sintetici di impatto ambientale, in genere, non vengono tradotti in equivalente monetario (più correttamente, ridotti a un solo indice) è che non esiste un consenso sufficiente sul valore economico di alcune categorie di danno. L'aumento dell'incidenza di una patologia, ad esempio, può essere quantificato facilmente in spesa sanitaria, l'incremento della temperatura media in bolletta energetica. L'assottigliamento dello stock di una risorsa non rinnovabile comporta qualche difficoltà, perché potrebbe essere necessario considerare modelli alternativi di sostituzione tecnologica per quantificare gli investimenti da mettere in conto. E` molto difficile, invece, stabilire un criterio incontestabile per attribuire un costo economico alla riduzione della biodiversità, per quanto molto spesso si possano misurare effetti indiretti sull'economia della comunità locale contigua all'ecosistema interessato. Anche in questo caso, comunque, l'LCA produce una stima quantitativa dell'impatto, che tiene conto tipicamente del numero di specie animali e vegetali scomparse. Proprio attraverso il calcolo dell’esternalità dei costi (costo del danno ambientale sostenuto dalla comunità) l’analisi ambientale può convincere della sua utilità sia la Pubblica Amministrazione che il cittadino (consumatore e produttore di beni e servizi).