La necessità di salvaguardare l'ambiente per le generazioni future rende necessario non solo discutere i problemi ambientali emergenti, ma compiere progressi nell'identificazione di strategie economicamente vantaggiose e rispettose dell'ambiente per risolverli e intraprendere azioni per applicare le misure che derivano da tale discussione. Vi sono ampie prove del fatto che il miglioramento dello stato dell'ambiente e l'istituzione di politiche per sostenere l'ambiente debbano assumere una maggiore priorità all'interno di questa generazione e di quelle che seguiranno. Sebbene questa convinzione sia comunemente sostenuta da governi, gruppi ambientalisti, industria, accademici e pubblico in generale, vi è un considerevole dibattito su come ottenere migliori condizioni ambientali senza sacrificare gli attuali vantaggi economici. Inoltre, la tutela dell'ambiente è diventata una questione di grande importanza politica e la garanzia della stabilità ecologica è stata posta in cima a molte agende politiche.
Gli sforzi passati e presenti per proteggere l'ambiente sono in larga misura caratterizzati come approcci a un unico problema. Ogni problema è stato affrontato caso per caso. Per quanto riguarda i problemi causati dall'inquinamento da fonti puntuali da emissioni facilmente identificabili, questo è stato un modo efficace per ridurre gli impatti ambientali. Oggi la situazione è più complessa. Gran parte dell'inquinamento ora proviene da un gran numero di fonti non puntuali facilmente trasportabili da un paese all'altro. Inoltre, ognuno di noi contribuisce a questo carico totale di inquinamento ambientale attraverso i nostri modelli di vita quotidiani. Le diverse fonti non puntuali sono difficili da identificare e il modo in cui interagiscono nell'impatto sull'ambiente non è ben noto.
I crescenti problemi ambientali di carattere più complesso e globale molto probabilmente comporteranno grandi implicazioni per diversi settori della società nell'imporre azioni correttive. Per poter svolgere un ruolo nella protezione dell'ambiente, politiche solide e universali devono essere applicate congiuntamente come approccio aggiuntivo e multidisciplinare da parte di tutti gli attori che partecipano al processo: scienziati, sindacati, organizzazioni non governative, aziende e agenzie di autorità a livello nazionale e governativo, così come i media. Pertanto, è importante che tutte le aree di interesse settoriale siano coordinate nelle loro ambizioni ambientali, al fine di ottenere le interazioni e le risposte necessarie alle soluzioni proposte. È probabile che ci possa essere una visione unanime per quanto riguarda gli obiettivi ultimi di una migliore qualità ambientale. Tuttavia, è altrettanto probabile che ci possa essere disaccordo sul ritmo, i mezzi e il tempo necessario per raggiungerli.
La tutela dell'ambiente è diventata una questione strategica di crescente importanza per l'industria e il settore imprenditoriale, sia nella localizzazione degli impianti che nelle prestazioni tecniche dei processi e dei prodotti. Gli industriali stanno diventando sempre più interessati a poter guardare in modo olistico alle conseguenze ambientali delle loro operazioni. La normativa non è più l'unico fattore di dimensionamento a seguito della crescente importanza delle tematiche ambientali legate al prodotto. I concetti di sviluppo di prodotti rispettosi dell'ambiente e di prodotti rispettosi dell'ambiente o "verdi" stanno assumendo un'accettazione più ampia tra produttori e consumatori.
In effetti, questa è una grande sfida per l'industria; tuttavia i criteri ambientali spesso non vengono presi in considerazione all'inizio della progettazione di un prodotto, quando potrebbe essere più semplice evitare impatti negativi. Fino a poco tempo fa, la maggior parte degli impatti ambientali veniva ridotta attraverso i controlli di fine ciclo e la progettazione del processo piuttosto che la progettazione del prodotto. Di conseguenza, molte aziende dedicano troppo tempo a risolvere i problemi invece di prevenirli. Tuttavia, è necessario molto lavoro per sviluppare un approccio adeguato e accettato per incorporare gli impatti ambientali nelle varie fasi di produzione e attività industriali, dall'acquisizione e produzione delle materie prime all'uso del prodotto e allo smaltimento finale.
L'unico concetto noto per affrontare tutte queste nuove questioni complesse sembra essere un approccio al problema basato sul ciclo di vita. Le valutazioni del ciclo di vita (LCA) sono state ampiamente riconosciute come uno strumento di gestione ambientale per il futuro, poiché le questioni relative ai prodotti assumono un ruolo più centrale nel dibattito pubblico. Sebbene gli LCA promettano di essere uno strumento prezioso per programmi su strategie di produzione più pulite e progettazione per l'ambiente, il concetto è relativamente nuovo e richiederà un futuro perfezionamento per essere accettato come strumento generale per lo sviluppo di processi e prodotti rispettosi dell'ambiente.
Il quadro aziendale per la valutazione del ciclo di vita
Il necessario nuovo approccio alla protezione dell'ambiente nel settore delle imprese, per guardare ai prodotti e ai servizi nella loro totalità, deve essere collegato allo sviluppo di un approccio comune, sistematico e strutturato che consenta di prendere decisioni rilevanti e di fissare priorità. Tale approccio deve essere flessibile ed espandibile per coprire varie situazioni decisionali nell'industria, nonché nuovi input come il progresso della scienza e della tecnologia. Tuttavia, dovrebbe basarsi su alcuni principi e questioni di base, ad esempio: identificazione del problema, indagine sulle misure correttive, analisi costi/benefici e valutazione finale (figura 1).
Figura 1. Schema delle fasi successive per stabilire le priorità nelle decisioni sulle misure di protezione ambientale nell'industria
L'identificazione del problema dovrebbe evidenziare diversi tipi di problemi ambientali e le loro cause. Questi giudizi sono multidimensionali, tenendo conto di varie condizioni di fondo. Esiste infatti una stretta relazione tra l'ambiente di lavoro e l'ambiente esterno. L'ambizione di salvaguardare l'ambiente dovrebbe quindi includere due dimensioni: ridurre al minimo l'onere sull'ambiente esterno derivante da tutti i tipi di attività umane e promuovere il benessere dei dipendenti in termini di un ambiente di lavoro ben pianificato e sicuro.
Un'indagine sulle potenziali misure correttive dovrebbe includere tutte le alternative pratiche disponibili per ridurre al minimo sia le emissioni inquinanti sia l'uso di risorse naturali non rinnovabili. Le soluzioni tecniche dovrebbero essere descritte, se possibile, indicando il loro valore atteso sia in termini di riduzione dell'uso delle risorse e dei carichi inquinanti, sia in termini monetari. L'analisi costi/benefici mira a produrre un elenco di priorità confrontando i diversi approcci identificati di misure correttive dal punto di vista delle specifiche del prodotto e dei requisiti da soddisfare, della fattibilità economica e dell'efficienza ecologica. Tuttavia, l'esperienza ha dimostrato che spesso sorgono grandi difficoltà quando si cerca di esprimere i beni ambientali in termini monetari.
La fase di accertamento e valutazione dovrebbe essere considerata come parte integrante della procedura di definizione delle priorità per fornire gli input necessari per il giudizio finale sull'efficacia delle misure correttive suggerite. L'esercizio continuo di valutazione e valutazione a seguito di qualsiasi misura implementata o applicata fornirà un feedback aggiuntivo per l'ottimizzazione di un modello decisionale generale per le strategie di priorità ambientale per la decisione sui prodotti. Il valore strategico di un tale modello aumenterà probabilmente nell'industria quando diventerà gradualmente evidente che le priorità ambientali potrebbero essere una parte altrettanto importante della futura procedura di pianificazione per nuovi processi o prodotti. Poiché l'LCA è uno strumento per identificare le emissioni nell'ambiente e valutare gli impatti associati causati da un processo, prodotto o attività, servirà probabilmente come veicolo principale per l'industria nella ricerca di modelli decisionali pratici e di facile utilizzo per sviluppo del prodotto.
Concetto di valutazione del ciclo di vita
Il concetto di LCA è quello di valutare gli effetti ambientali associati a qualsiasi data attività dalla raccolta iniziale di materia prima dalla terra fino al punto in cui tutti i residui vengono restituiti alla terra. Pertanto, il concetto viene spesso definito valutazione "dalla culla alla tomba". Sebbene la pratica di condurre studi sul ciclo di vita esista dall'inizio degli anni '1970, ci sono stati pochi tentativi completi di descrivere l'intera procedura in un modo che faciliterebbe la comprensione del processo complessivo, i requisiti dei dati sottostanti, i presupposti intrinseci e le possibilità di fare un uso pratico della metodologia. Tuttavia, dal 1992 sono stati pubblicati numerosi rapporti incentrati sulla descrizione delle varie parti di un LCA da un punto di vista teorico (Heijungs 1992; Vigon et al. 1992; Keoleian e Menerey 1993; Canadian Standards Association 1993; Society of Environmental Toxicology and Chemistry 1993). Sono state pubblicate alcune guide pratiche e manuali che affrontano le prospettive specifiche dei progettisti di prodotti nell'uso pratico di un LCA completo nello sviluppo di prodotti compatibili con l'ambiente (Ryding 1996).
LCA è stato definito come un processo oggettivo per valutare gli oneri ambientali associati a un sistema di processo, prodotto, attività o servizio identificando e quantificando l'energia e i materiali utilizzati e rilasciati nell'ambiente al fine di valutare l'impatto di tali usi di energia e materiali e rilasci nell'ambiente e per valutare e implementare opportunità per effettuare miglioramenti ambientali. La valutazione comprende l'intero ciclo di vita del sistema di processo, prodotto, attività o servizio, comprendente l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, la produzione, il trasporto e la distribuzione, l'uso, il riutilizzo, la manutenzione, il riciclaggio e lo smaltimento finale.
Gli obiettivi primari della realizzazione dell'LCA sono fornire un quadro il più completo possibile delle interazioni di un'attività con l'ambiente, contribuire alla comprensione della natura globale e interdipendente delle conseguenze ambientali delle attività umane e fornire ai decisori informazioni informazioni che identificano opportunità di miglioramento ambientale.
Il quadro metodologico LCA è un esercizio di calcolo graduale che comprende quattro componenti: definizione e scoping degli obiettivi, analisi dell'inventario, valutazione dell'impatto e interpretazione. Come componente di una metodologia più ampia, nessuno di questi componenti da solo può essere descritto come un LCA. LCA dovrebbe includere tutti e quattro. In molti casi gli studi sul ciclo di vita si concentrano sull'analisi dell'inventario e sono generalmente indicati come LCI (inventario del ciclo di vita).
La definizione e l'ambito degli obiettivi consistono in una definizione dello scopo e del sistema dello studio: il suo ambito, la definizione dell'unità funzionale (la misura delle prestazioni fornite dal sistema) e l'istituzione di una procedura per la garanzia della qualità dei risultati.
Quando si avvia uno studio LCA, è di vitale importanza definire chiaramente l'obiettivo dello studio, preferibilmente in termini di dichiarazione chiara e inequivocabile del motivo per lo svolgimento dell'LCA e l'uso previsto dei risultati. Una considerazione fondamentale è decidere se i risultati debbano essere utilizzati per applicazioni interne all'azienda per migliorare le prestazioni ambientali di un processo industriale o di un prodotto, o se i risultati debbano essere utilizzati esternamente, ad esempio per influenzare l'ordine pubblico o le scelte di acquisto dei consumatori .
Senza stabilire in anticipo un obiettivo e uno scopo chiari per lo studio LCA, l'analisi dell'inventario e la valutazione dell'impatto potrebbero essere eccessive ei risultati finali potrebbero non essere utilizzati correttamente per decisioni pratiche. Definire se i risultati devono concentrarsi sui carichi ambientali, un problema ambientale specifico o una valutazione olistica dell'impatto ambientale chiarirà direttamente se condurre un'analisi di inventario, una classificazione/caratterizzazione o una valutazione (figura 2). È importante rendere “visibili” tutti i componenti LCA consecutivi in modo da rendere più facile per qualsiasi utente scegliere il livello di complessità che desidera utilizzare.
Figura 2. Finalità e completezza della valutazione del ciclo di vita
In molti programmi generali per strategie di produzione più pulite, progettazione per l'ambiente o sviluppo di prodotti rispettosi dell'ambiente, l'obiettivo principale è spesso quello di ridurre l'impatto ambientale complessivo durante il ciclo di vita di un prodotto. Per soddisfare queste esigenze è talvolta necessario arrivare a una forma altamente aggregata della valutazione dell'impatto ambientale che a sua volta sottolinea la necessità di identificare un approccio di valutazione generalmente accettato per un sistema di punteggio per soppesare i diversi effetti ambientali l'uno rispetto all'altro.
L'ambito di un LCA definisce il sistema, i confini, i requisiti dei dati, le ipotesi e le limitazioni. L'ambito dovrebbe essere definito abbastanza bene da garantire che l'ampiezza e la profondità dell'analisi siano compatibili e sufficienti per affrontare lo scopo dichiarato e tutti i confini, e che i presupposti siano chiaramente dichiarati, comprensibili e visibili. Tuttavia, poiché un LCA è un processo iterativo, in alcuni casi può essere consigliabile non fissare in modo permanente tutti gli aspetti inclusi nel campo di applicazione. Si raccomanda l'uso dell'analisi della sensibilità e dell'errore per rendere possibile la successiva verifica e convalida dello scopo e dell'ambito dello studio LCA rispetto ai risultati ottenuti, al fine di apportare correzioni e stabilire nuove ipotesi.
L'analisi dell'inventario è un processo oggettivo e basato sui dati per quantificare i fabbisogni energetici e di materie prime, le emissioni atmosferiche, gli effluenti trasportati dall'acqua, i rifiuti solidi e altri rilasci ambientali durante tutto il ciclo di vita di un sistema di processo, prodotto, attività o servizio (figura 3).
Figura 3. Elementi graduali in un'analisi dell'inventario del ciclo di vita.
Il calcolo degli input e degli output nell'analisi dell'inventario fa riferimento al sistema definito. In molti casi, le operazioni di elaborazione producono più di un output ed è importante scomporre un sistema così complesso in una serie di sottoprocessi separati, ognuno dei quali produce un singolo prodotto. Durante la produzione di un materiale da costruzione, si verificano emissioni inquinanti in ogni sottoprocesso, dall'acquisizione delle materie prime al prodotto finale. Il processo produttivo complessivo può essere illustrato da un “albero dei processi” dove lo stelo può essere visto come la principale catena di flusso di materiali ed energia, mentre i rami possono illustrare i sottoprocessi e le foglie i dati specifici sulle emissioni inquinanti e così via . Sommati questi sottoprocessi presentano le caratteristiche complessive del singolo sistema originario di coprodotti.
Per stimare l'accuratezza dei dati ottenuti nell'analisi dell'inventario, si raccomanda un'analisi della sensibilità e degli errori. Tutti i dati utilizzati dovrebbero quindi essere “etichettati” con informazioni rilevanti non solo sull'attendibilità ma anche sulla fonte, sull'origine e così via, per facilitare il futuro aggiornamento e perfezionamento dei dati (i cosiddetti meta-dati). L'uso di un'analisi della sensibilità e degli errori identificherà i dati chiave di grande importanza per l'esito dello studio LCA che potrebbero richiedere ulteriori sforzi per aumentarne l'affidabilità.
La valutazione dell'impatto è un processo tecnico, qualitativo e/o quantitativo per caratterizzare e valutare gli effetti del carico ambientale identificato nella componente dell'inventario. La valutazione dovrebbe affrontare considerazioni sia ecologiche che sulla salute umana, nonché altri effetti come le modifiche dell'habitat e l'inquinamento acustico. La componente della valutazione d'impatto potrebbe essere caratterizzata da tre fasi consecutive - classificazione, caratterizzazione e valutazione - che interpretano tutte gli effetti degli oneri ambientali identificati nell'analisi dell'inventario, su diversi livelli aggregati (figura 4). La classificazione è la fase in cui le analisi di inventario vengono raggruppate in una serie di categorie di impatto; la caratterizzazione è la fase in cui avviene l'analisi e la quantificazione e, ove possibile, l'aggregazione degli impatti all'interno di determinate categorie di impatto; la valutazione è la fase in cui i dati delle diverse categorie di impatto specifico vengono ponderati in modo da poterli confrontare tra loro per arrivare a un'ulteriore interpretazione e aggregazione dei dati della valutazione dell'impatto.
Figura 4. Quadro concettuale per il successivo livello di aggregazione dei dati nella componente di valutazione dell'impatto
Nella fase di classificazione, gli impatti possono essere raggruppati nelle aree di protezione generale dell'esaurimento delle risorse, della salute ecologica e della salute umana. Queste aree possono essere ulteriormente suddivise in specifiche categorie di impatto, concentrandosi preferibilmente sul processo ambientale coinvolto, per consentire una prospettiva coerente con le attuali conoscenze scientifiche su questi processi.
Esistono vari approcci alla caratterizzazione: correlare i dati a concentrazioni senza effetti osservabili o a standard ambientali, modellare sia l'esposizione che gli effetti e applicare questi modelli in modo specifico per il sito o utilizzare fattori di equivalenza per le diverse categorie di impatto. Un ulteriore approccio consiste nel normalizzare i dati aggregati per ciascuna categoria di impatto all'entità effettiva degli impatti in una determinata area, per aumentare la comparabilità dei dati delle diverse categorie di impatto.
La valutazione, con l'obiettivo di aggregare ulteriormente i dati della valutazione d'impatto, è la componente LCA che probabilmente ha generato i dibattiti più accesi. Si afferma che alcuni approcci, spesso indicati come tecniche di teoria delle decisioni, hanno il potenziale per rendere la valutazione un metodo razionale ed esplicito. I principi di valutazione possono basarsi su giudizi scientifici, politici o sociali e attualmente sono disponibili approcci che coprono tutte e tre le prospettive. Di particolare importanza è l'uso della sensibilità e dell'analisi degli errori. L'analisi di sensitività consente l'identificazione di quei criteri di valutazione selezionati che possono modificare la priorità risultante tra due alternative di processo o di prodotto a causa delle incertezze nei dati. L'analisi degli errori può essere utilizzata per indicare la probabilità che un prodotto alternativo sia più rispettoso dell'ambiente rispetto a un prodotto della concorrenza.
Molti sono dell'opinione che le valutazioni debbano basarsi in gran parte su informazioni su valori e preferenze sociali. Tuttavia, nessuno ha ancora definito i requisiti specifici che un metodo di valutazione affidabile e generalmente accettato dovrebbe soddisfare. La Figura 5 elenca alcuni di questi requisiti specifici di valore potenziale. Tuttavia, va chiaramente sottolineato che qualsiasi sistema di valutazione per valutare la "gravità" degli impatti ambientali di qualsiasi attività umana deve essere in gran parte basato su giudizi di valore soggettivi. Per tali valutazioni probabilmente non è possibile stabilire criteri sostenibili in tutte le situazioni mondiali.
Figura 5. Elenco dei requisiti suggeriti da soddisfare per un metodo di valutazione LCA
L'interpretazione dei risultati è una valutazione sistematica delle esigenze e delle opportunità per ridurre l'onere ambientale associato all'uso di energia e materie prime e alle emissioni di rifiuti durante l'intero ciclo di vita di un prodotto, processo o attività. Questa valutazione può includere misure di miglioramento sia quantitative che qualitative, come modifiche nella progettazione del prodotto, nell'uso delle materie prime, nella lavorazione industriale, nella domanda dei consumatori e nella gestione dei rifiuti.
L'interpretazione dei risultati è la componente di un LCA in cui vengono identificate e valutate le opzioni per ridurre gli impatti o gli oneri ambientali dei processi o dei prodotti oggetto di studio. Si occupa dell'identificazione, della valutazione e della selezione delle opzioni per il miglioramento dei processi e della progettazione del prodotto, ovvero la riprogettazione tecnica di un processo o di un prodotto per ridurre al minimo l'onere ambientale associato pur soddisfacendo la funzione prevista e le caratteristiche prestazionali. È importante guidare il decisore riguardo agli effetti delle incertezze esistenti nei dati di background e ai criteri utilizzati per ottenere i risultati, per ridurre il rischio di trarre conclusioni errate sui processi e sui prodotti oggetto di studio. Ancora una volta, è necessaria un'analisi della sensibilità e degli errori per ottenere credibilità per la metodologia LCA in quanto fornisce al decisore informazioni su (1) parametri e ipotesi chiave, che potrebbero dover essere ulteriormente considerati e perfezionati per rafforzare le conclusioni, e ( 2) la significatività statistica della differenza calcolata nel carico ambientale totale tra le alternative di processo o di prodotto.
La componente interpretativa è stata identificata come la parte meno documentata di un LCA. Tuttavia, i risultati preliminari di alcuni ampi studi LCA condotti come sforzi globali da persone del mondo accademico, società di consulenza e molte aziende hanno tutti indicato che, da una prospettiva generale, gli oneri ambientali significativi dei prodotti sembrano essere collegati all'uso del prodotto (figura 6) . Quindi, sembra esistere il potenziale per iniziative motivate dall'industria per ridurre al minimo gli impatti ambientali attraverso lo sviluppo del prodotto.
Figura 6. Schema di alcune esperienze generali di dove nei cicli di vita dei prodotti si verificano i maggiori oneri ambientali
Uno studio sulle esperienze internazionali di sviluppo di prodotti rispettosi dell'ambiente basato sull'LCA (Ryding 1994) ha indicato che le promettenti applicazioni generali dell'LCA sembrano essere (1) per uso interno da parte delle aziende per formare la base per fornire una guida nella pianificazione strategica a lungo termine riguardante il prodotto progettazione, ma anche (2) in una certa misura per l'uso da parte delle agenzie e delle autorità di regolamentazione per soddisfare gli scopi generali della pianificazione sociale e del processo decisionale. Sviluppando e utilizzando le informazioni LCA riguardanti gli effetti ambientali che sono sia "a monte" che "a valle" della particolare attività in esame, è possibile creare un nuovo paradigma per basare le decisioni sia nella gestione aziendale che nella definizione delle politiche normative.
Conclusione
La conoscenza delle minacce umane all'ambiente sembra crescere più velocemente della nostra capacità di risolverle. Pertanto, le decisioni in ambito ambientale devono spesso essere prese con maggiori incertezze presenti rispetto a quelle in altri settori. Inoltre, generalmente esistono margini di sicurezza molto ridotti. Le attuali conoscenze ecologiche e tecniche non sono sempre sufficienti per offrire una strategia completa e infallibile per la salvaguardia dell'ambiente. Non è possibile ottenere una piena comprensione di tutte le risposte ecologiche allo stress ambientale prima di agire. Tuttavia, l'assenza di prove scientifiche complete e inconfutabili non dovrebbe scoraggiare le decisioni e l'attuazione dei programmi di abbattimento dell'inquinamento. Non è possibile attendere che tutte le questioni ecologiche siano scientificamente fondate prima di agire: il danno che potrebbe derivare da tali ritardi potrebbe essere irreversibile. Pertanto, il significato e la portata della maggior parte dei problemi sono già noti in misura sufficiente per giustificare l'azione e, in molti casi, sono disponibili conoscenze sufficienti per avviare misure correttive efficaci per la maggior parte dei problemi ambientali.
La valutazione del ciclo di vita offre un nuovo concetto per affrontare le future complesse questioni ambientali. Tuttavia, non ci sono scorciatoie o risposte semplici a tutte le domande poste. La rapida adozione di un approccio olistico per combattere i problemi ambientali identificherà molto probabilmente molte lacune nelle nostre conoscenze sui nuovi aspetti che devono essere affrontati. Inoltre, i dati disponibili che possono essere utilizzati sono in molti casi destinati ad altri scopi. Nonostante tutte le difficoltà, non c'è argomento per aspettare di usare LCA finché non migliora. Non è affatto difficile trovare difficoltà e incertezze nell'attuale concetto di LCA, se si vogliono utilizzare tali argomenti per giustificare una riluttanza a condurre un LCA. Bisogna decidere se vale la pena cercare un approccio olistico del ciclo di vita agli aspetti ambientali nonostante tutte le difficoltà. Più si utilizza l'LCA, maggiori saranno le conoscenze acquisite sulla sua struttura, funzione e applicabilità, che saranno la migliore garanzia per un feedback per assicurarne il successivo miglioramento.
Utilizzare l'LCA oggi può essere più una questione di volontà e ambizione che di conoscenza indiscussa. L'intera idea di LCA dovrebbe essere quella di utilizzare al meglio le attuali conoscenze scientifiche e tecniche e di utilizzare i risultati in modo intelligente e umile. Un tale approccio molto probabilmente guadagnerà credibilità.