1. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA – ANALISI DEL CICLO DI VITA STRUMENTO “QUANTITATIVO” PER LA STIMA DEGLI IMPATTI AMBIENTALI DI UN PRODOTTO, PROCESSO O ATTIVITÁ. OBIETTIVO GENERALE DI UN LCA È VALUTARE GLI IMPATTI AMBIENTALI ASSOCIATI ALLE VARIE FASI DEL CICLO DI VITA , NELLA PROSPETTIVA DI UN MIGLIORAMENTO AMBIENTALE DEGLI STESSI. RISORSE RIFIUTI IL LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) NASCE IN AMBITO INDUSTRIALE, OGGI E’ APPLICATO ANCHE AGLI EDIFICI LCA

2. DEFINIZIONE ANALISI DEL CICLO DI VITA - Life Cycle Assessment (LCA) Definizione fornita dal SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) “ Procedura che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso l’identificazione e la quantificazione dei consumi di materia ed energia e delle emissioni nell’ambiente e la valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti. L’analisi riguarda l’intero ciclo di vita del prodotto: dall’estrazione e trattamento delle materie prime, alla produzione, trasporto e distribuzione del prodotto, al suo uso, riuso e manutenzione, fino al riciclo e alla collocazione finale del prodotto dopo l’uso”. ciclo di vita produzione trasporto distribuzione del prodotto uso riuso manutenzione riciclo collocazione finale del prodotto dopo l’uso estrazione trattamento delle materie prime Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 DEFINIZIONE DELLA SETAC LCA LCA

4. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LIFE CYCLE ASSESSMENT – LA STRUTTURA METODOLOGICA LCA 1 fase 2 fase 3 fase 4 fase Fasi di LCA

5. LCA LE FASI DEL CICLO DI VITA LCA estrazione materie prime trasporto allo stabilimento produzione e lavorazione messa in opera e assembl. gestione e manutenz. edificio recupero riciclaggio o discarica materie prime energia rifiuti solidi emissioni in acqua emissioni in aria trasporto al cantiere demoliz. e disassembl. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 PROCESSO EDILIZIO INTERO CICLO DI VITA ecobilancio ecoprofilo COSTRUZ. USO FINE VITA PRE-PROD. PRODUZIONE

8. Ciascuna di queste fasi comprende al suo interno una serie di aspetti che interagiscono con il “sistema ambiente”, rispetto al quale preleverà input (materiali, combustibili, ed energia) e emetterà output (prodotto finito o semilavorato, calore disperso, rifiuti solidi ed emissioni liquide o gassose) come semplificato nella figura seguente. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

9. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 FASE DI APPROVVIG. O PRE-PRODUZIONE 1 2 3 4 5 Le fasi del ciclo di vita di un edificio FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE FASE DI COSTRUZIONE FASE DI FINE VITA O DISMISSIONE FASE DI UTILIZZO E MANUTENZIONE LCA

11. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE 1 2 3 4 5 Le fasi del ciclo di vita di un edificio FASE DI COSTRUZIONE FASE DI DISMISSIONE FASE DI UTILIZZO E MANUTENZIONE FASE DI PRE-PRODUZIONE LCA

12. FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE Durante questa fase sono considerate le attività: trasporto delle materie prime al sito produttivo; trasformazione delle materie di prima lavorazione in semilavorato o prodotto finito; gestione degli sfidi di produzione; assemblaggio dei semilavorati; imballaggio del prodotto finito; Le attività industriali utilizzano materie prime e impiegano energia per produrre, trasformare e lavorare i materiali. Con simili operazioni l’attuale sistema produttivo immette nell’ambiente rifiuti e inquinamento in maniera sostenuta. Fino ad un certo momento questo comportamento è stato assorbito dal pianeta , mentre oggi il consumo delle risorse e la produzione dei rifiuti è arrivata ad una quantità tale da non essere più “sostenibile” per l’ambiente, che non riesce più a reggere né il ritmo del continuo prelievo di risorse, né riesce ad assimilare la quantità di rifiuti in essa riversata. Il mondo della produzione è certamente tra i più sollecitati ad essere innovativo nella gestione della sostenibilità ambientale. Ma in realtà in questo settore sono poche le aziende che hanno risposto alle sfide poste dal settore. Le aziende sono più preoccupate del costo delle misure ambientali che della questione ambientale , e sono prese più dai profitti aziendali che dalle problematiche di “insostenibilità” . La fase di produzione è responsabile, oltre che del consumo di risorse materiche , anche del consumo di grandi quantità di risorse energetiche . Durante la produzione dei materiali è necessario un elevato consumo di energia in relazione alla movimentazione delle operazioni di processo, e in relazione ai processi termici per la lavorazione e trasformazione delle materie prime (è noto che i processi termici consumano molta più energia di quelli meccanici). La maggior parte dell’energia utilizzata per i processi produttivi (ad esempio per alimentare gli impianti di essiccazione, o per far funzionare i forni di cottura dei prodotti, ecc.) derivano da combustibili fossili (gas, petrolio, carbone), quasi sempre usati direttamente, e in alcuni casi previa trasformazione in elettricità. In altri casi comincia ad essere abbastanza diffuso l’uso di biomasse, soprattutto nei contesti caratterizzati dalla presenza elevata di foreste e di scarti della produzione del legno. Altro tema di forte attualità riguarda i biocombustibili ossia i combustibili di derivazione vegetale. Petrolio Elettricità Gas naturale Carbone Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

13. Il trasporto delle risorse dal luogo di estrazione al sito produttivo , rappresenta il primo di una serie di spostamenti che si possono individuare lungo le varie fasi del ciclo di vita del processo edilizio. Gli impatti generati dai trasporti hanno un’incidenza tutt’altro che trascurabile nell’analisi ambientale. Attualmente la localizzazione degli impianti è basata sul ridotto costo dell’energia o dalla vicinanza di materie prime a basso costo, per cui non si riscontra una notevole distanza tra il luogo di approvvigionamento e il sito produttivo. Ma d’altra parte, ciò comporta un distacco tra il sito produttivo e il cantiere di costruzione. Spesso non ci si rende conto del lungo percorso che un componente edilizio compie durante la sua vita, diversi sono i contributi dovuti al trasporto: durante il ciclo di vita del prodotto edilizio è necessario trasportare le materie prime dal luogo di estrazione al luogo di produzione, è necessario trasportare i semilavorati da una zona di produzione all’altra (spesso, prima di arrivare al componente finito, occorre passare attraverso diversi semilavorati che viaggiano da uno stabilimento all’altro, a volte con impatti superiori rispetto alle lavorazioni), è necessario poi trasportare i prodotti finiti al cantiere ed è necessario a fine vita trasportare i materiali da demolizione alla discarica o agli impianti di riciclaggio. Oggi il progettista ha a disposizione un’elevata varietà di materiali provenienti da tutto il mondo, grazie ai processi di globalizzazione dei mercati che hanno favorito l’economia e la facilità dei trasporti, esattamente il contrario di quanto accadeva in passato, quando l’unica possibilità era di avvalersi dei materiali locali, estratti e prodotti nelle proprie realtà territoriali. Con la globalizzazione dei mercati e l’apertura delle frontiere, anche il settore edilizio tende a far uso di elementi costruttivi e tecnologie non più locali, dando origine ad un movimento di materiali che creano notevoli impatti sull’ambiente. Del resto i trasporti, e si tratta tra l’altro di trasporto merci, rappresentano una preoccupazione e una consapevolezza di molti e costituiscono una delle voci, insieme agli edifici e agli stabilimenti industriali, più incidenti nella generazione degli impatti complessivi sull’ecosistema. Trasporto su ruota Trasporto su rotaia Trasporto su acqua Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

14. Altro aspetto fondamentale è la questione del riciclo dei rifiuti o sfridi di produzione . Il riciclaggio post-produzione si riferisce al riciclaggio dei materiali all’interno dello stabilimento produttivo. Ad esempio i laterizi, derivando da materiali naturali, si prestano ad essere riciclati nel loro stesso processo produttivo. Per cui il riciclaggio dei mattoni o blocchi di laterizio post-produzione, è già pratica corrente: gli scarti delle fabbriche vengono macinati ed utilizzati come smagranti nei successivi cicli di produzione. Anche nella produzione di plastica realizzata in polietilene ad alta densità (HDPE) si formano, durante l’operazione di estrusione, pellicole di scarto che possono essere reimmessi nel processo produttivo e riciclate. Il forato essiccato o prodotto “verde” Il forato all’uscita dal forno Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 All’uscita dal forno e a seguito delle movimentazioni sulla linea, possono subire rotture. Gli scarti vengono riciclati come smagranti o riempimenti stradali LCA

15. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 FASE DI COSTRUZIONE 1 2 4 5 Le fasi del ciclo di vita di un edificio 3 FASE DI DISMISSIONE FASE DI UTILIZZO E MANUTENZIONE FASE DI PRE-PRODUZIONE FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE LCA

17. Poi ci sono le diverse modalità realizzative che incidono notevolmente sugli impatti ambientali: se di tipo artigianale o per componenti prefabbricati. Altro aspetto importante di impatto ambientale riguarda il sito di realizzazione. L’occupazione del suolo da parte dell’edificio in costruzione, gli scavi per le fondazioni con la movimentazione del terreno, la realizzazione delle infrastrutture impiantistiche, modificano e alterano notevolmente i suoli. Scavo per fondazione Autobetoniera Scavatore Betoniera Sollevatori a gru Altro contributo importante è la produzione dei rifiuti di cantiere , per lo più costituiti da sfridi e scarti dei componenti rotti e ammalorati, da sfridi prodotti durante le operazione di fresatura di pareti e tamponamenti per la realizzazione delle sedi degli impianti elettrici e idrici e da materiali di imballaggio. Sono quasi sempre di carattere eterogeneo: ritagli di pietra, mattoni, mattonelle, blocchi di laterizio, ecc. Sono da avviare ad impianto di riciclaggio per la realizzazione di sottofondi stradali. Per quanto riguarda i rifiuti da imballaggio , questi possono essere di origine plastica e di origine legnosa, impiegati per proteggere i materiali durante il periodo di stoccaggio in stabilimento, e durante le fasi di Il cantiere, oltre tutto, ospita mezzi e macchinari che richiedono consumi di energia, che generano rumore, polvere e inquinamento atmosferico. Si rilevano: il consumo di energia elettrica per la movimentazione delle macchine adottate (macchine per le operazioni di scavo, mezzi per le operazioni di carico/scarico dei materiali, sollevatori, macchine impastatrici, intonacatrici, elettroutensili per il taglio dei materiali, ecc.), il consumo di acqua per le lavorazioni a umido , l’inquinamento del suolo e delle acque per i riversamenti di sostanze tossiche e pericolose, le emissioni di polveri durante la gran parte delle operazioni e le emissioni nocive per gli operai durante l’uso di vernici e collanti. Rifiuti plastici e legnosi in cantiere Imballaggi in legno trasporto e stoccaggio in cantiere, prima della messa in opera. Si tratta in entrambi i casi di materiali “usa e getta”. I rifiuti plastici da imballaggio normalmente sono fogli di polietilene e reggette di plastica. Vanno smaltiti e conferiti presso impianti di riciclo di materiali plastici. I rifiuti legnosi sono costituiti essenzialmente da : bancali e pedane in legno utilizzati negli imballaggi dei materiali e prodotti; da pannelli e tavole di legno utilizzati per le armature di carpenteria; da elementi in legno quali tavole, assi nel caso di ristrutturazioni edilizie. E’ previsto lo smaltimento gratuito da parte del Consorzio Nazionale per il recupero degli imballaggi in legno, che li avvia a riciclo nell’industria del pannello. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

18. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 FASE DI UTILIZZO E MANUTENZIONE 1 2 4 5 Le fasi del ciclo di vita di un edificio 3 FASE DI DISMISSIONE FASE DI COSTRUZIONE FASE DI PRE-PRODUZIONE FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE LCA

20. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 FASE DI DISMISSIONE 1 2 4 5 Le fasi del ciclo di vita di un edificio 3 FASE DI UTILIZZO E MANUTENZIONE FASE DI COSTRUZIONE FASE DI PRE-PRODUZIONE FASE DI PRODUZIONE INDUSTRIALE LCA

22. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 riuso-riutilizzo-reimpiego riciclo recupero discarica si intende che un materiale o prodotto viene riutilizzato tal quale senza subire nessun processo di rilavorazione. Ad esempio il riutilizzo dei laterizi non danneggiati dalla demolizione come mattoni, tegole, ecc. si intende che un materiale viene trasformato in Materia Prima Seconda e utilizzato in un medesimo ciclo di produzione. Ad esempio, le parti di serramenti che vengono recuperati per l’assemblaggio di nuove porte o finestre. si intende che un materiale viene smaltito come rifiuto e conferito a compostaggio ovvero uno smaltimento definitivo per interramento. Fine vita dei materiali per l’edilizia. Fonte: ISSI – Istituto Sviluppo Sostenibile in Italia si intende che un materiale viene trasformato in Materia Prima Seconda e utilizzato in un ciclo di produzione differente rispetto a quello originario. Ad esempio la frantumazione del calcestruzzo in ghiaia da utilizzate per il sottofondo stradale. incenerimento si intende che il materiale, attraverso la degradazione termica, consente il recupero energetico e la riduzione della massa del rifiuto altrimenti destinato alla discarica, ad esempio i rifiuti di legno sottoposti a combustione recuperano il loro potere calorifico producendo energia termica. scenari di fine vita Discarica inerti Impianto di riciclaggio di rifiuti inerti Riutilizzo di elementi edili LCA

23. Perché è importante e indispensabile pensare in termini di ciclo di vita? (si risposta positiva con le prestazioni del materiale ma forte impatto ambientale per le sue fasi di produzione) Es. del trasporto e degli isolanti di origine petrolchimica Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

25. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 Negli orientamenti normativi e nelle scelte di governo (locali, nazionali, internazionali), nel modo di pensare e di fare economia, di consumare, vivere sul Pianeta è assimilato che il cambiamento globale possibile deve partire dai territori locali e addirittura dalle singole città per essere attuabile. Tale atteggiamento è testimoniato dalla ribadita e improrogabile necessità di una svolta. Una svolta che può e deve partire dai territori, dal locale . Occorre avvicinarsi a “comunità sostenibili” e “responsabili”. Da questo atteggiamento può nascere un progetto di società capace di farci uscire davvero dalla crisi. La comunità deve pensare e agire con la consapevolezza che si sono allargati i “confini” della propria responsabilità : quelli temporali (ossia verso le generazioni future) e quelli spaziali (verso l’intero pianeta). Presente e futuro non possono ignorarsi, ma devono relazionarsi, locale e globale sono inevitabilmente connessi. E se ogni azione nel locale ha ripercussioni nel globale, allora anche la svolta possibile potrà partire dal livello locale. Su tali presupposti, e considerando l’apporto che il settore edilizio può dare alla sostenibilità , si individua un panorama di soluzioni costruttive, che possono nascere soprattutto dalle comunità locali, e che vengono analizzate e valutate nel ciclo di vita (LCA) per evidenziare le potenzialità delle rispettive performance ambientali. Sviluppo Globale Sviluppo Locale Allargamento dei confini della propria responsabilità Responsabilità temporale Responsabilità spaziale Ossia verso le generazioni future Ossia verso l’intero pianeta Per raggiungere la SOSTENIBILITA’ LO SVILUPPO SOSTENIBILE GLOBALE A PARTIRE DALLO SVILUPPO LOCALE LCA

26. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 Settore edilizio è responsabile del 50% degli impatti ambientali prodotti LE RESPONSABILITA’ AMBIENTALI DEL SETTORE EDLIZIO Occupano lo spazio che abitiamo Sono beni durevoli e con un lungo ciclo di vita Comportano notevoli consumi di materia ed energia in fase di produzione Comportano consumi elevati di energia in fase d’uso Gli edifici: Producono notevoli quantità di rifiuti in fase di dismissione Il 40% dei materiali utilizzati riguarda le costruzioni (pari a 3 miliardi di tonnellate di materie prime) Un po’ di numeri: ¼ del legno tagliato ogni anno viene utilizzato per le costruzioni Il 42% dell’energia consumata è utilizzata per la cilmatizzazione e l’illuminazione degli edifici MONDIALE Il 35% delle emissioni complessive di gas serra sono da imputare agli edifici Il 50% dei materiali estratti dalla crosta terrestre sono utilizzati per l’ambiente costruito EUROPEO Più di ¼ dei rifiuti provengono dalla costruzione e demolizione degli edifici LCA

27. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 Usare le risorse locali………..ovvero promuovere una valida alternativa all’attuale modello di produzione edilizia centralizzata , indifferente e insensibile rispetto al luogo Per orientarsi verso una produzione decentralizzata basata sulle risorse locali, a basso consumo energetico e in grado di rispondere alle esigenze attese dagli utenti Cicli chiusi con approvvigionamento/produzione/ costruzione/riciclo nel medesimo luogo Cantiere 4 Cantiere 3 Cantiere 2 Cantiere 5 Cantiere n Cantiere 1 PRODUZIONE INDUSTRIALE USO DELLE RISORSE LOCALI Produzione industriale centralizzata Pre-produzione Pproduzione Costruzione Uso Demolizione Riciclo Ciclo di vita chiuso di un edificio LCA

29. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 La rilevazione diretta della risorse materiche locali conduce ad ipotizzare diverse opportunità per una nuova imprenditoria e una nuova edilizia sostenibile strettamente legata al paesaggio locale. Ad esempio per quanto riguarda il nostro territorio emergono alcuni potenziali ambiti da cui attingere: il suolo , per il prelievo del materiale terra, risorsa inesauribile; i boschi , da inserire in un sistema di gestione controllata (per ora limitata), in grado di fornire una risorsa per il settore edile; i campi agricoli , caratterizzati da colture prevalentemente cerealicole, dove la paglia considerata uno scarto può trasformarsi da problema a risorsa; l’ allevamento , in particolare quello ovino per la produzione di carni e latticini, dove si potrebbe recuperare la lana attualmente poco considerata e ritenuta rifiuto in quanto di scarso pregio per l’industria tessile lanifera. Un ulteriore ambito che suscita riflessioni sulle risorse locali è: il riutilizzo dei rifiuti da costruzione e demolizione che se opportunatamente trattati costituiscono una risorsa importante per nuovi impieghi, praticamente una cava a cielo aperto. MATERIALI E SISTEMI COSTRUTTIVI LOCALI PER IL RAGGIUNGIMENTO DI CONDIZIONI PIÙ SOSTENIBILI Suolo Boschi Campi agricoli Allevamento Rifiuti da C & D LCA

30. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 SISTEMI COSTRUTTIVI DA RISORSE LOCALI LCA

31. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 CONFRONTO DI SISTEMI COSTRUTTIVI DA RISORSE LOCALI CON SISTEMI COSTRUTTIVI STANDARD LCA SISTEMI COSTRUTTIVI DA RISARSA LOCALE SISTEMI COSTRUTTIVI STANDARD

32. Avvicinamento al pensare ad una produzione locale => comparazione tra le prestazioni energetico ambientali di materiali low tech e materiali del mercato contemporaneo Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 Approfondendo il concetto di reversibilità del processo costruttivo sono formulate soluzioni progettuali per costruire e decostruire con materiali e sistemi costruttivi di facile applicabilità e approvvigionabilità. Sono pensate anche in funzione del fine vita affinché possano facilitare le operazioni di riciclo (recuperare o riciclare le materie prime seconde o il contenuto energetico dei materiali). LCA

33. ESERCITAZIONE Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 LCA

34. Dott. Arch. Patrizia Milano Corso di Tecnologia I - Prof. Donatella Radogna – a.a. 2010/2011 Sostenibilità energetica LCA

35. Inventario Diagramma dei flussi LCA LCA

37. Valutazione dell’impatto LCA LCA

38. L’interpretazione LCA