La valutazione degli impatti (Life Cycle Impact Assessment-LCIA)

L’LCIA è una valutazione dei potenziali impatti sulla salute umana e sull'ambiente dovuti all’utilizzo di risorse ambientali e alle emissioni, individuate e calcolate nell’LCI. Il livello di dettaglio, la scelta degli impatti valutati e le metodologie da utilizzare dipendono dall'obiettivo e dal campo di applicazione dello studio. I consumi di materie e di energia così come i composti che formano le emissioni in aria, in acqua e nel suolo vengono aggregati in funzione degli effetti che possono procurare sull'ambiente e in funzione della rilevanza di ciascuno.

Carmen Bovi Pagina 109  individuazione delle categorie di impatto;

 classificazione;  caratterizzazione;  normalizzazione;  valutazione.

Di seguito sono descritti più nel dettaglio i quattro momenti dell'analisi. Individuazione delle categorie di impatto

In questa fase vengono identificate le tipologie d'impatto prodotte dal sistema in esame. Nella loro definizione occorre rispettare essenzialmente tre criteri:

 completezza: comprendere tutte le categorie, a breve e a lungo termine, su cui il sistema potrebbe influire;

 indipendenza: evitare intersezioni tra le categorie, che comporterebbero conteggi multipli;

 praticità: la lista formulata non dovrà spingersi ad un dettaglio elevato, contemplando un numero eccessivo di categorie.

Le tipologie d'impatto maggiormente prese in considerazione sono (Categorie d'impatto proposte dalla SETAC-Europe: Second Working Group on LCIA (WIA -2), International Journal of LCA 4 (3) 167-174 (1999)):

 diminuzione delle risorse (estrazione di risorse abiotiche e biotiche);  effetto serra;

 distruzione della fascia di ozono;  acidificazione del suolo;

 formazione di smog fotochimico;  eutrofizzazione;

 tossicità umana;  eco-tossicità;  uso del territorio.

Le categorie di impatto scelte sono rappresentative di particolari aree di interesse ambientale potenzialmente influenzabili dagli input/output del sistema individuati nell'analisi di inventario.

Ciascuna forma di impatto ambientale (appartenente ad una categoria) è caratterizzata da una specifica sfera di influenza sia su scala spaziale che su scala temporale, come mostrato in Tabella 3.1 (anche per questa ragione si provvede ad una loro differenziazione).

Categoria di impatto Scala spaziale Scala temporale

Riscaldamento globale Globale Decadi/secoli

Assottigliamento della fascia di ozono

Globale Decadi

Carmen Bovi Pagina 110 Cancerogenicità per l'uomo Locale Ore (acuto)/decadi (cronico)

Acidificazione Continentale/regionale Anni

Tossicità acquatica Regionale Anni

Tossicità terrestre Locale Ore (acuto)/decadi (cronico)

Distruzione degli habitat Regionale/locale Anni/decadi

Consumo risorse non rinnovabili

Globale Decadi/secoli

Eutrofizzazione Regionale/locale Anni

Tabella 3. 1: Scala spaziale e temporale delle diverse categorie di impatto La classificazione

Questa fase consiste nell'assegnazione dei dati raccolti nell'inventario ad una o più categorie di impatto ambientale, noti gli effetti e i danni potenziali delle emissioni sulla salute umana, sull'ambiente, sull'impoverimento delle risorse, ecc. Alla fine di questa fase, all'interno di ciascuna categoria di impatto, saranno contenuti tutti gli input e output che contribuiscono allo sviluppo dei diversi problemi ambientali. La stessa sostanza o materiale potrebbe appartenere a più categorie d'impatto.

La caratterizzazione

I risultati dell'inventario, assegnati qualitativamente ad una categoria di impatto, durante la fase di caratterizzazione sono trasformati in effetti ambientali potenziali. In pratica, ciascun contributo assegnato ad una determinata categoria viene moltiplicato per un fattore di caratterizzazione e i risultati sono sommati al fine di ottenere il valore finale dell'indicatore di categoria.

Riassumendo, le tre fasi precedenti stabiliscono che per ciascuna problematica ambientale si identifichi un indicatore di categoria di impatto e il metodo/modello che sarà impiegato per il calcolo dell'indicatore e che riflette il “meccanismo di impatto”. Di seguito vengono riportate le sequenze di tali ragionamenti svolte sulle principali categorie d’impatto.

Diminuzione delle risorse

Quando si considera la categoria “risorse” è necessario fare una distinzione tra quelle intrinsecamente rinnovabili, definite anche risorse flusso, quali aria, acqua, energia solare, energia eolica, ecc., e quelle non rinnovabili, definite anche risorse stock, quali combustibili fossili e minerali, sabbia, ghiaia e risorse del territorio in generale.

È possibile associare ogni operazione o processo alla corrispondente energia primaria estratta dalla terra così come al consumo di materie prime necessarie. L'effetto ambientale di tale operazione o processo deve essere associato ad uno o più indicatori riconducibili al consumo di risorse minerarie ed energetiche. Questo indicatore può essere calcolato come la somma di valori adimensionali, derivanti dal seguente rapporto per ogni risorsa necessaria al processo:

Carmen Bovi Pagina 111 In questo caso però non si tiene conto del concetto di limitatezza della risorsa, quindi un approccio più rigoroso consiste nel confrontare il consumo di risorse con il rapporto riserve/ produzione, secondo la formula:

D = C / R / P

dove C indica il consumo della risorsa considerata, R l'ammontare delle sue riserve e P la produzione annuale della risorsa. In realtà D offre una stima della disponibilità delle riserve in maniera compatibile con i livelli attuali di consumo e produzione.

Effetto serra

Deriva dall'aumento della temperatura atmosferica in seguito all'aumento dei principali gas serra, quali anidride carbonica, vapore acqueo, metano, protossido di azoto, esafluoro di zolfo, idrofluorocarburi e perfluorocarburi, i quali sono in grado di assorbire la radiazione infrarossa emessa dalla terra. Questo fenomeno contribuisce al riscaldamento globale del pianeta ed ai conseguenti cambiamenti climatici.

L'indicatore di categoria è il potenziale di riscaldamento globale GWP (Global Warming Potential) e il fattore di caratterizzazione è rappresentato dai Kg di anidride carbonica equivalente. Attraverso i potenziali di riscaldamento globale si convertono le quantità relative ai vari gas serra in unità comuni di kg di anidride carbonica equivalente. I GWP sono normalmente calcolati per un periodo di esposizione pari a 100 anni.

Distruzione della fascia di ozono

L'ozono è il gas che caratterizza la stratosfera ed ha la funzione di schermare la Terra dai raggi ultravioletti del Sole. I cloro-fluoro-carburi (CFC) intaccano le molecole di ozono e col passare del tempo ne hanno assottigliato lo strato, determinando il fenomeno del “buco nell’ozono”. Le maggiori conseguenze derivanti dal buco dell'ozono riguardano soprattutto la salute umana, infatti, l'eccessiva esposizione ai raggi ultravioletti aumenta il rischio di cancro alla pelle, di depressione del sistema immunitario e di danni alla vista. Sugli ecosistemi l'assottigliamento dello strato di ozono minaccia l'equilibrio alimentare oceanico e marino, influisce sui raccolti agricoli, aumenta la frequenza di piogge acide e smog ed arreca un rapido degrado a diversi materiali (Effetti elencati dalla United Nations Enviroment Program). L'assottigliamento della fascia di ozono viene quantificato in termini di Kg CFC11 equivalenti. Per standardizzare i valori relativi alle varie sostanze, si utilizza il potenziale di riduzione dell'ozono (ODP), che si basa sul numero di reazioni di rottura della molecola di ozono.

Acidificazione

Consiste nell'abbassamento del PH di laghi, fiumi, foreste e suoli, che comporta pesanti conseguenze per l'uomo e per l'ambiente naturale. Le emissioni provenienti dalla combustione di combustibili fossili sono le principali responsabili del fenomeno, in particolare quelle ad elevato contenuto di zolfo.

L'acidificazione viene quantificata in Kg di SO2 equivalenti, attraverso il sistema di standardizzazione che considera il potenziale di acidificazione (AP), calcolato prendendo in

Carmen Bovi Pagina 112 considerazione gli ioni potenziali H+ della sostanza in esame.

Eutrofizzazione

Consiste in un abbassamento del tenore di ossigeno nei suoli e nelle acque superficiali, dove l'effetto è determinato della formazione non controllata di alghe a causa del massiccio apporto di sostanze come fosforo e azoto. Queste sostanze sono presenti soprattutto nei fertilizzanti e negli scarichi urbani.

L'indicatore di riferimento è il potenziale di eutrofizzazione (NP), da cui si ricavano i Kg di NO3 equivalenti. Il BOD o il COD, espressi in Kg di O2, rappresentano le unità di misura che quantificano la domanda di ossigeno necessario per raggiungere la purezza naturale. Formazione dello smog fotochimico

Si tratta di un effetto ambientale causato dalla presenza di idrocarburi incombusti ed ossidi di azoto all'interno dei fumi di combustione del petrolio e derivati. Essi, reagendo tra loro in presenza della luce solare, producono ozono (livello troposferico), altamente nocivo per l'uomo a causa dell'elevata reattività chimica.

L'indicatore di categoria è l'etilene (C2H4), quindi tutti i valori delle varie sostanze sono rapportati ad esso attraverso il potenziale di formazione dell’ozono fotochimico (POCP) specifico per ogni sostanza. L'unità di misura è il Kg di C2H4 equivalente.

Ecotossicità e salute umana

Gli impatti tossicologici relativi sia all'uomo, sia all'ambiente dipendono dalle caratteristiche chimiche delle sostanze e da altri fattori quali la capacità di degradare o di accumularsi. In questo caso, l'area di influenza è di tipo locale, quindi risulta molto complicato quantificare i vari contributi per determinare un effetto complessivo, che consideri qualsiasi organismo o ecosistema.

Sono state proposte diverse metodologie focalizzate sulla valutazione di queste tematiche. Uso del territorio

Il degrado del territorio, nel quale sono inclusi anche disturbi di tipo fisico quali il traffico, il rumore e gli odori, rappresenta una categoria d'impatto piuttosto vasta per la quale sono ancora in atto elaborazioni di standardizzazione.

Gli effetti di un inopportuno uso del territorio consistono nel deterioramento del suolo, nella lenta distruzione degli ecosistemi e nell’impatto visivo sul paesaggio.

Tutti gli indicatori precedentemente citati, per la maggior parte, sono gli stessi utilizzati all'interno del metodo IMPACT 2002+, presente all'interno del codice di calcolo Sima Pro 8.0.2.

Il risultato della fase di caratterizzazione rappresenta il profilo dell’impatto sull’ambiente apportato dal sistema, costituito da una serie di punteggi associati a ciascuna categoria (detti indicatori di categoria). Gli indicatori di categoria sono ottenuti sommando tra loro i singoli contributi di caratterizzazione per ogni sostanza o risorsa precedentemente calcolati.

Carmen Bovi Pagina 113 Solitamente tale serie di punteggi viene rappresentata graficamente attraverso degli istogrammi.

È interessante comprendere quali siano le aree di intervento e protezione in relazione alle principali categorie di impatto, ovvero quali debbano essere gli aspetti su cui concentrarsi nel momento in cui, dai risultati di una valutazione degli impatti ambientali, una certa categoria risulti critica. La Tabella 3.2 rappresenta queste relazioni.

IMPATTI AMBIENTALI PRINCIPALI AREE DI PROTEZIONE

Risorse Salute umana Conservazione dell'ambiente

ESAURIMENTO RISORSE

Biotiche (“viventi”) ++

Abiotiche (“non viventi”, inclusa l’energia)

++

INQUINAMENTO

Effetto serra (GWP) + ++

Distruzione dell’ozono (ODP) + +

Tossicità umana (HT) +

Tossicità dell’ambiente (ECT/ECA) + ++

Ossidanti fotochimici ++ ++

Eutrofizzazione (NP) ++

Acidificazione (AP) + ++

DEGRADAZIONE DEGLI ECOSISTEMI

Discariche ++

(++ indica un impatto potenziale diretto, + indica un impatto potenziale indiretto)

Tabella 3. 2: Matrice di impatto tra le categorie ambientali e le principali aree di protezione La normalizzazione

In questa fase vengono normalizzati i valori ottenuti nella fase di caratterizzazione, in quanto sono divisi per un “valore di riferimento” rappresentato generalmente da dati medi su scala mondiale, europea o regionale, riferiti ad un determinato intervallo di tempo. Con la normalizzazione si può stabilire l'entità dell'impatto ambientale del sistema studiato rispetto a quello prodotto nell'area geografica scelta come riferimento.

Si ottengono, così, degli indici sintetici, grazie ai quali si può comprendere a quale categoria d'impatto il sistema studiato contribuisca maggiormente. Solo con la normalizzazione si inizia a capire quali sono i processi più critici da un punto di vista ambientale del sistema in analisi o si possono iniziare ad eseguire confronti tra prodotti che hanno a monte tecnologie

Carmen Bovi Pagina 114 produttive differenti.

La valutazione

L’obiettivo della fase di valutazione è quello di poter esprimere, attraverso un unico indice finale, l’impatto ambientale associato al prodotto nell’arco del suo ciclo di vita. Gli indicatori di categoria normalizzati vengono perciò moltiplicati per dei “fattori di peso” della valutazione, relativi alle diverse categorie e spesso riportati in guide tecniche che esprimono l’importanza, intesa come criticità, attribuita a ciascun problema ambientale. Sommando gli indicatori di categoria così ottenuti si ottiene un unico valore adimensionale, detto Ecoindicatore, che quantifica l’impatto ambientale finale associato al prodotto.