Lanalisi del ciclo di vita (LCA, in inglese life-cycle assessment) è un metodo strutturato e standardizzato a livello internazionale che permette di quantificare i potenziali impatti sull'ambiente e sulla salute umana associati a un bene o servizio, a partire dal rispettivo consumo di risorse e dalle emissioni. Nella sua concezione tradizionale, considera l'intero ciclo di vita del sistema oggetto di analisi a partire dall’acquisizione delle materie prime sino alla gestione al termine della vita utile includendo le fasi di fabbricazione, distribuzione e utilizzo (approccio definito "dalla culla alla tomba"). Spesso è utilizzata come strumento di supporto alle decisioni per fornire un contributo effettivo ed efficace verso una maggiore sostenibilità di beni e servizi.
Origine e finalità dell'analisi del ciclo di vita Negli ultimi decenni, è accresciuta la consapevolezza dell'importanza della protezione dell'ambiente. Sono state quindi sviluppate tecniche per la valutazione dei carichi ambientali associati a beni e servizi. Tra queste, si annovera la metodologia dell'analisi del ciclo di vita.
Concepita a partire da analisi energetiche, la metodologia si è sviluppata nel periodo compreso tra gli anni 1970 e 1990, sebbene con approcci e metodologie profondamente differenti. A partire dall'anno 1990, in cui è stato coniato il termine analisi del ciclo di vita, è iniziata la standardizzazione in cui ha avuto un importante ruolo di coordinamento la Society of environmental toxicology and chemistry (SETAC). Sono poi stati elaborati standard internazionali ovvero le norme ISO 14040:2006 e ISO 14044:2006. È quindi attualmente un metodo strutturato e standardizzato a livello internazionale che permette di quantificare i potenziali impatti sull'ambiente e sulla salute umana associati a un bene o servizio, a partire dal rispettivo consumo di risorse e dalle emissioni.
Un'analisi del ciclo di vita può quindi fornire un importante contributo all'identificazione e al miglioramento delle prestazioni ambientali dei beni e dei servizi con un'attenzione specifica a ciascuna fase del ciclo di vita. È di conseguenza uno strumento di supporto alle decisioni per industrie e organizzazioni, ad esempio per la progettazione o la riprogettazione di prodotti caratterizzati da una maggiore sostenibilità ambientale.
Struttura di un'analisi del ciclo di vita
L’analisi del ciclo di vita è attualmente standardizzata dalle norme ISO 14040:2006 e ISO 14044:2018 che ha sostituito la precedente ISO 14044:2006. Un supporto per l'applicazione di tali standard è fornito da ulteriori norme ISO (ISO14047:2012 e ISO 14049:2012). Inoltre, lInternational reference life cycle data system (ILCD) handbook, redatto in accordo con le suddette norme ISO, comprende una serie di manuali che costituiscono una guida tecnica per lo svolgimento di analisi del ciclo di vita.
L’analisi del ciclo di vita è un processo iterativo che comprende quattro fasi principali:
definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione analisi di inventario (LCI, in inglese Life Cycle Inventory) valutazione dell’impatto (LCIA, in inglese Life Cycle Impact Assessment) interpretazione
Durante lo svolgimento dell’analisi si rendono via via disponibili informazioni che permettono di affinare, e se necessario revisionare, ciascuna delle fasi che la caratterizzano.
Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione Per quanto riguarda la definizione dell’obiettivo, è necessario innanzitutto definire la motivazione e il contesto dello studio, il tipo di pubblico a cui è destinata l’analisi e l’applicazione che si intende perseguire (a titolo di esempio le analisi possono essere strumento di supporto alle decisioni così come studi di rendicontazione e monitoraggio). Tali aspetti hanno una profonda influenza sulle successive ipotesi e scelte di lavoro.
La definizione del campo di applicazione prevede invece di identificare i seguenti aspetti:
il sistema o i sistemi (ad esempio in caso di analisi comparativa) oggetto di analisi la funzione del sistema o dei sistemi e l’unità funzionale il confine del sistema le modalità di gestione dei casi di multifunzionalità le categorie di impatto e i metodi di valutazione degli impatti che saranno applicati i requisiti di qualità dei dati le ipotesi e le limitazioni dello studio
Funzione del sistema e unità funzionale La definizione della funzione del sistema e dell’unità funzionale sono fasi fondamentali dell’analisi del ciclo di vita. L’unità funzionale identifica gli aspetti qualitativi e quantitativi della funzione ed è l’unità di riferimento per tutti i dati in ingresso e in uscita. Ad esempio, nel caso in cui si voglia valutare l’impatto potenziale relativo all’uso di salviette asciugamani in carta, si può individuare l’asciugatura delle mani come funzione del sistema e 100 paia di mani asciugate come unità funzionale. In caso di analisi comparative, il confronto tra due sistemi può essere effettuato esclusivamente in riferimento alla medesima unità funzionale. Nell’esempio indicato, l’unità funzionale individuata permetterebbe di confrontare l’impatto potenziale associato all’uso di salviette asciugamani in carta con quello relativo all’impiego di un asciugamani elettrico.
Confine del sistema
La definizione del confine del sistema prevede l’individuazione delle fasi e dei processi da includere nell’analisi. Analisi sullo stesso sistema svolte con confine differente conducono a risultati diversi e non confrontabili. Un’analisi del ciclo di vita include tradizionalmente tutte le fasi dall’acquisizione delle materie prime sino al trattamento al termine della vita utile (approccio dalla culla alla tomba, in inglese cradle-to-grave); sono possibili tuttavia diversi approcci che escludono determinate fasi: esistono analisi dalla culla al cancello (in inglese cradle-to-gate) che si concludono con l’ottenimento di un prodotto o analisi dal cancello al cancello (in inglese gate-to-gate) relative al solo processo produttivo.
Modalità di gestione dei casi di multifunzionalità Nel caso in cui un sistema presenti più di una funzione (multifunzionalità), come ad esempio un processo produttivo caratterizzato dalla produzione di diversi prodotti, e lo studio sia relativo ad una sola di esse, è necessario prendere in considerazione i soli input e output associati a tale funzione. Esistono diversi approcci per risolvere i casi di multifunzionalità per i quali la norma ISO 14044:2018 indica una precisa gerarchia di applicazione. Approcci differenti condurranno a risultati dell’analisi differenti.
Categorie di impatto e metodi di valutazione degli impatti È necessario definire preliminarmente le categorie di impatto da valutare e i rispettivi metodi per la valutazione degli impatti così da assicurare che la loro scelta non sia influenzata dai risultati dell’analisi. La scelta delle categorie di impatto deve essere coerente con l’obiettivo dello studio e deve essere effettuata in modo da coprire per quanto possibile tutti i potenziali effetti del sistema analizzato sull’ambiente. Le categorie possono fare riferimento ai materiali e alle risorse consumati dal sistema (ad esempio l’impoverimento delle risorse minerali, fossili o idriche e il consumo di suolo) o riferirsi agli impatti causati dall’emissione di sostanze nell’ambiente (quali il cambiamento climatico, la riduzione dello strato di ozono, la tossicità per gli esseri umani, l’ecotossicità, la formazione di ozono fotochimico, l’acidificazione e l’eutrofizzazione).
A valle della definizione delle categorie di impatto, per ciascuna di esse è necessario scegliere un corrispondente indicatore. Esso può essere scelto ovunque lungo il meccanismo ambientale che lega i dati di inventario agli impatti sulle aree di protezione (salute umana, ambiente naturale o risorse naturali). In dettaglio, gli indicatori a livello midpoint sono definiti lungo il meccanismo ad un livello intermedio (a titolo di esempio, per la categoria di impatto formazione di ozono fotochimico può essere considerato l’indicatore incremento della concentrazione di ozono troposferico); con gli indicatori a livello di endpoint si modellizza invece l’intero meccanismo (sempre per la categoria formazione di ozono fotochimico può essere considerato l’indicatore disability-adjusted life year (DALY) che ne quantifica i danni sulla salute umana). Gli indicatori a livello di endpoint presentano una maggiore rilevanza ambientale ma implicano maggiori incertezze nella procedura di modellizzazione.
Per rendere i risultati confrontabili e facilitare il lavoro, i software di supporto all’esecuzione di analisi del ciclo di vita contengono già un elenco di metodi di caratterizzazione che includono determinate categorie di impatto con i relativi indicatori e i modelli di caratterizzazione con i quali è effettuato il calcolo degli impatti potenziali.
A partire da una rassegna di diversi metodi di caratterizzazione disponibili per le categorie di impatto più comunemente utilizzate, lILCD handbook presenta, per ciascuna di esse, i più affidabili sia a livello midpoint che endpoint, quando disponibili, specificandone il livello di sviluppo (raccomandato e soddisfacente / raccomandato con necessità di miglioramenti / raccomandato ma da applicare con cautela / interim). Tale selezione è stata successivamente aggiornata nel contesto dell’analisi ambientale dei prodotti (PEF, in inglese product environmental footprint), una metodologia basata sull’analisi del ciclo di vita per la quantificazione degli impatti ambientali di prodotti definita con lo scopo di condurre studi più facilmente comparabili, riproducibili e verificabili rispetto agli altri approcci esistenti.
Requisiti di qualità dei dati È necessario che i dati da utilizzare siano rappresentativi (in termini tecnologici, spaziali e temporali) del sistema oggetto di analisi e appropriati in termini di completezza e incertezza. Tali aspetti definiscono la qualità dei dati a cui è associata l’affidabilità dei risultati. Ove possibile è preferibile utilizzare dati primari specifici dei processi analizzati; in assenza di questi è necessario fare riferimento a dati secondari (quali dati contenuti in database o in studi di letteratura).
Analisi di inventario La fase di analisi di inventario prevede la raccolta e l’acquisizione dei dati e la conseguente modellizzazione del sistema oggetto di analisi da svolgere in accordo con quanto definito nella fase precedente. È tipicamente la fase che richiede i maggiori sforzi di tutta l’analisi. Questa fase include inoltre la risoluzione dei casi di multifunzionalità del sistema.
Per tutti i processi inclusi nel confine del sistema è necessario raccogliere i dati relativi a:
flussi elementari in ingresso e in uscita (risorse ed emissioni) flussi di prodotto in ingresso e in uscita (beni e servizi) flussi di rifiuti (acque reflue, rifiuti solidi e liquidi)
Si ottiene quindi un diagramma di flusso che è un modello, seppur approssimato, della realtà e che rappresenta, nel modo più fedele possibile, gli scambi tra i singoli processi all’interno del confine del sistema. Si calcolano quindi i risultati dell’analisi di inventario ovvero la combinazione di tutti gli input e gli output. Se il sistema è stato modellizzato in modo completo, l’inventario risulta caratterizzato esclusivamente da flussi elementari (risorse ed emissioni) in aggiunta al prodotto definito dall’unità funzionale.
Valutazione degli impatti