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Impiego della procedura di
Life Cycle Assessment (LCA)
come strumento di supporto
al processo decisionale
nella scelta del "miglior"
sistema di gestione dei rifiuti
in ambito provinciale.
Giovanni De Feo, Carmela Malvano
Per la presentazione dell'attività di ricerca clicca sull'immagine sottostante
Obiettivi della ricerca
L'obiettivo principale della ricerca è di sperimentare l'impiego della procedura di Life Cycle Assessment (LCA) come strumento di supporto al processo decisionale nella scelta del "miglior" sistema di gestione dei rifiuti in ambito provinciale. Da tempo, infatti, si parla di "provincializzazione" del ciclo dei rifiuti. A tal proposito, tuttavia, esistono pochi studi ed esperienze. La ricerca, pertanto, si propone di dare un contributo "concreto" per colmare questa lacuna. Ciò assume grande importanza se si considera che la Regione Campania è in fase di gestione straordinaria dal 1994: il principale motivo di una tale situazione sta proprio nella mancanza di adeguati modelli organizzativi di riferimento. L'attività sarà condotta con riferimento al territorio della provincia di Avellino.
Base di partenza scientifica
La Life Cycle Assessment (LCA) è uno strumento utile a valutare i possibili impatti indotti sull'ambiente dai beni prodotti e consumati e, quindi, dai rifiuti generati. Lo studio segue il prodotto dalle fasi di acquisizione delle materie prime fino alla raccolta e al trattamento dei materiali di scarto. Le attività di produzione, utilizzo e consumo del prodotto (Sistema di Prodotto) costituiscono le Unità Funzionali. Per ogni unità funzionale vengono definiti i flussi di materia e di energia in input, i materiali intermedi in output e le corrispondenti emissioni nell'ambiente. Successivamente si procede alla compilazione di una tabella di Analisi d'Inventario con l'indicazione dei flussi in ingresso e in uscita dal Sistema di Prodotto. I risultati dell'Analisi d'Inventario costituiscono oggetto della successiva fase di Valutazione dell'Impatto del Ciclo di Vita nella quale gli inquinanti in uscita vengono associati alle diverse categorie di impatto. Tale operazione è però successiva alla fase di Caratterizzazione, nella quale i flussi in uscita vengono espressi in termini di Indicatori di Categoria. Il risultato finale è un Profilo Ambientale che consente di formulare ipotesi e proposte sugli interventi da adottare. La procedura LCA può essere limitata alla sola fase del ciclo di vita dei prodotti relativi alla raccolta, al trattamento e allo smaltimento in discarica dei rifiuti. In tal caso il flusso di riferimento è dato dalla quantità di rifiuti prodotti da una comunità e l'output è rappresentato dalle emissioni di sostanze inquinanti dovute alle diverse fasi in cui si articola il sistema di gestione. LCA applicata alla gestione dei rifiuti si configura come un utile strumento di programmazione. La stessa Unione Europea, infine, nei lavori di revisione della Direttiva Quadro sui Rifiuti (Dir. 75/442) ha individuato proprio nella procedura LCA lo strumento da utilizzare per la pianificazione del territorio in merito alla gestione dei rifiuti.
Descrizione del progetto di ricerca
La durata del programma di ricerca è di 24 mesi con uno sviluppo in quattro fasi.
La prima fase (6 mesi) prevede la definizione e l'ottimizzazione della procedura di Life Cycle Assessment alla gestione dei rifiuti in ambito provinciale. L'applicazione di studi di LCA necessita di software appositamente elaborati. In questa ricerca si prevede l'utilizzo del software WISARD di origine francese. Il software dispone di un database con informazioni inerenti le diverse tecnologie di trattamento e smaltimento. Il software svolge in automatico tutti i calcoli e i bilanci di massa e di energia, richiedendo in input il quantitativo di rifiuto da trattare, la composizione merceologica e l'organizzazione del sistema di gestione. Ciò può essere fatto selezionando i mezzi e gli impianti caricati nel database o inserendo tutte le informazioni e i parametri necessari a caratterizzare un nuovo impianto. Obiettivo di questa fase della ricerca, pertanto, è di introdurre nel database del software ulteriori tipologie di impianti di trattamento, altri materiali, altre tipologie di discariche, coerenti con la realtà italiana. Analogo lavoro sarà condotto con riferimento agli specifici parametri ed indici utilizzati nel software e facenti riferimento, per ora, esclusivamente a casi studio francesi.
La seconda fase (6 mesi) prevede l'individuazione degli scenari di gestione con riferimento all'ambito territoriale scelto (provincia di Avellino). Lo studio sarà sviluppato in riferimento a due serie di scenari di gestione modellati variando le percentuali di raccolta differenziata e le modalità di trattamento del residuo secco. La prima serie di scenari si basa sull'incenerimento del residuo secco; la seconda serie, invece, prevede un trattamento non termico del secco. Gli scenari della prima serie prevedono la raccolta "monomateriale-porta a porta" delle frazioni carta, organico e residuo, "combinata-porta a porta" di plastica e metalli e una raccolta stradale del vetro. Le frazioni carta, vetro, plastica e metalli vengono raccolte ed inviate agli impianti di riciclaggio, la frazione organica è sottoposta a processi di compostaggio per la produzione di ammendante, mentre il residuo viene prima trasformato in balle di CDR e, quindi, bruciato in inceneritori; gli scarti di tutti i processi di trattamento vengono smaltiti in discarica. Si prevede l'analisi di 10 scenari ottenuti incrementando del 5% la percentuale di raccolta differenziata dal 35% (attuale limite minimo normativo) fino all'80%. Nella seconda serie di scenari, infine, per fissati valori di raccolta differenziata (maggiori del 50%), si farà riferimento a due forme di trattamento non termico (cicli "a freddo") del secco residuo: selezione e valorizzazione per un ulteriore recupero di materia e smaltimento in discarica degli scarti; smaltimento diretto in discarica senza alcun pretrattamento.
La terza fase (6 mesi) prevede l'analisi dei risultati ottenuti. Il confronto tra le varie alternative di gestione verrà condotto in riferimento alle diverse categorie di impatto ambientale. Il confronto, inoltre, sarà eseguito anche con riferimento all'analisi dei costi. Limitando lo studio alla prima serie di scenari, il fattore discriminante è rappresentato dalla percentuale di raccolta differenziata. All'aumentare di tale percentuale, da un lato cresce l'ammontare dei materiali recuperati e riciclati e i relativi ricavi; dall'altro lato, invece, diminuisce il quantitativo di residuo secco da avviare all'incenerimento e il relativo recupero di energia.
La quarta fase (6 mesi) prevede l'applicazione dell'analisi multicriterio per il confronto delle alternative e per l'individuazione del "miglior" sistema di gestione dei rifiuti in ambito provinciale. A tal fine si prevede l'impiego del software Expert Choice. Un aspetto cruciale della procedura è l'assegnazione dei pesi ai vari criteri. Tale determinazione sarà condotta coinvolgendo gli attori del processo decisionale: i cittadini e gli amministratori.
IMPIEGO DELLA PROCEDURA DI LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) COME STRUMENTO DI SUPPORTO AL PROCESSO DECISIONALE NELLA SCELTA DEL "MIGLIOR" SISTEMA DI GESTIONE DEI RIFIUTI IN AMBITO PROVINCIALE
G. De Feo*, C. Malvano*
RS Rifiuti Solidi vol. XXII n. 4 luglio-agosto 2008
RS RIFIUTI SOLIDI
Sommario - Le problematiche relative alla gestione dei rifiuti stanno assumendo una grande rilevanza a causa delle notevoli implicazioni ambientali e per effetto delle non trascurabili ripercussioni sociali ed economiche. In questo studio si affronta il tema della scelta del più appropriato sistema di gestione dei rifiuti in ambito provinciale, sulla base di considerazioni di carattere ambientale legate agli impatti che le varie fasi dell'attività di gestione determinano sui diversi comparti ambientali. La procedura seguita è quella della Life Cycle Assessment (LCA), ovvero l'analisi del ciclo di vita dei rifiuti dal momento della raccolta a quello dello smaltimento in discarica. L'obiettivo precipuo di tale procedura è quello di seguire il rifiuto in tutte le fasi del processo per quantificare le emissioni di sostanze o elementi ritenuti impattanti per l'ambiente. Lo studio è stato condotto avvalendosi della procedura WISARD (Waste Integrated System Assessment for Recovery and Disposal). Sono stati presi in considerazione scenari con trattamento termico del rifiuto e soluzioni senza trattamento termico, effettuando un confronto sia in relazione ai diversi valori di percentuale di raccolta differenziata sia in rapporto alle scelte impiantistiche adottate. I risultati raggiunti evidenziano la necessità di incentivare il più possibile la raccolta differenziata.
* Prof. ing. Giovanni De Feo, dott. ing. Carmela Malvano;
Dipartimento di Ingegneria Civile, Università degli Studi di Salerno
Via Ponte don Melillo, 1 - 84084 Fisciano (SA)
Tel. 089.964113, Fax 089.964045, e-mail: g.defeo@unisa.it, cmalvano@unisa.it
The use of LCA in selecting the best MSW management system
Giovanni De Feo *, Carmela Malvano
Department of Civil Engineering, University of Salerno, via Ponte don Melillo 1, 84084 Fisciano (SA), Italy, g.defeo@unisa.it
Waste Management 29 (2009) 1901-1915
Waste Management
journal homepage: www.elsevier.com/locate/wasman
a b s t r a c t
This paper focuses on the study of eleven environmental impact categories produced by several municipal solid waste management systems (scenarios) operating on a provincial scale in Southern Italy. In particular, the analysis takes into account 12 management scenarios with 16 management phases for each one. The only difference among ten of the scenarios (separated kerbside collection of all recyclables, glass excepted, composting of putrescibles, RDF pressed bales production and incineration, final landfilling) is the percentage of separated collection varying in the range of 35-80%, while the other two scenarios, for 80% of separate collection, consider different alternatives in the disposal of treatment residues (dry residue sorting and final landfilling or direct disposal in landfill). The potential impacts induced on the environmental components were analysed using the life cycle assessment (LCA) procedure called ‘‘WISARD" (Waste Integrated System Assessment for Recovery and Disposal). Paper recycling was the phase with the greatest influence on avoided impacts, while the collection logistics of dry residue was the phase with the greatest influence on produced impacts. For six impact categories (renewable and total energy use, water, suspended solids and oxydable matters index, eutrophication and hazardous waste production), for high percentages of separate collection a management system based on recovery and recycling but without incineration would be preferable.
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