Valutazione del ciclo di vita (LCA) – ISO 14040 – ISO 14044

La valutazione del ciclo di vita (in inglese Life Cycle Assessment – LCA) è un metodo iterativo per la quantificazione degli impatti ambientali dovuti al ciclo di vita di un prodotto, di un servizio o di un processo. Tale analisi è volta a valutare le ricadute sull’ambiente che si possono avere dalla creazione, dall’utilizzo e dallo smaltimento di prodotti o servizi. Gli standard ISO 14040 ed ISO 14044 sono stati introdotti al fine di definire dei principi di sviluppo ed implementazione dell’analisi per poter rendere il più possibile gli studi comparabili. Lo standard ISO 14040 definisce i principi, la struttura e tutte le fasi di un’analisi LCA mentre lo standard ISO 14044 contiene tutte le informazioni di rilievo per l’esecuzione di un’analisi LCA. Alla base dello sviluppo di questi standard c’è il crescente interesse non solo europeo ma internazionale su tutti gli aspetti legati allo sviluppo sostenibile, al risparmio delle risorse ed all’efficienza dei processi produttivi. In questo articolo vedremo in cosa consiste l’analisi del ciclo di vita. I termini “Analisi del ciclo di vita”, “Life Cycle Assessment”, “LCA” saranno usati indistintamente per indicare lo stesso concetto.

Definizioni di ciclo di vita e Life Cycle Assessment

Partiamo dalle definizioni di Ciclo di Vita e Valutazione del ciclo di vita (Life Cycle Assessment). Gli standard ISO 14040 ed ISO 14044 forniscono la seguente definizione.

Ciclo di vita: fasi consecutive e interconnesse di un sistema (prodotto o servizio), dall’acquisizione delle materie prime o dalla generazione delle risorse naturali, fino allo smaltimento finale. Il concetto di ciclo di vita riprende l’approccio cosiddetto “dalla culla alla tomba” (“from cradle to grave”) alla base dell’LCA.

Life Cycle Assessment: compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita degli elementi in ingresso e in uscita, nonché i potenziali impatti ambientali di un sistema di prodotto. In altre parole, in LCA si considerano

Nell’immagine precedente vediamo al centro tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto dalla estrazione delle materie sino alla gestione dei rifiuti. Ogni fase del ciclo di vita presenta del flussi di input che possono essere rappresentati dalle materie prime utilizzate durante la vita del prodotto sin dalla sua creazione e dei flussi di output che rappresentano tutti gli scarti.

Cosa si intende per LCA?

L’analisi del ciclo di vita (Life cycle assessment – LCA) è un metodo internazionalmente regolamentato, strutturato e completo. LCA serve a quantificare tutte le emissioni e le risorse principali consumate, identificare i principali impatti sull’ambiente e sulla salute, ed i problemi collegati al consumo delle risorse che sono associati ad ogni bene o servizio.

L’analisi del ciclo di vita prende in considerazione l’intero ciclo di vita di un prodotto dall’estrazione delle risorse, passando dalla produzione, dall’uso, dal riciclo sino allo smaltimento finale dei rifiuti.

Nella pratica, questo tipo di analisi LCA è stata definita in maniera tale da evitare di risolvere un problema ambientale mentre se ne crea un altro. E’ stato notato infatti che spesso per risolvere un problema se ne crea un altro spesso più grande e quindi si ha l’illusione di aver risolto un problema quando nella realtà lo si è spostato e questo perchè non si è analizzato il problema da un punto di vista globale. Un esempio tipico è quello in cui il miglioramento tecnologico della produzione porta a problemi di smaltimento delle materie oppure per ridurre l’effetto serra si aumenta il consumo del suolo oppure si riducono le emissioni in uno Stato e conseguentemente le si aumentano in un altro.

L’analisi del ciclo di vita è un valido strumento di supporto decisionale per aiutare a rendere il consumo e la produzione più sostenibile. L’analisi LCA è un processo sistematico ed iterativo. L’iterazione è un aspetto cruciale nell’analisi in quanto alcuni problemi potrebbero non essere individuati in principio oppure essere considerati solo parzialmente. E’ necessario quindi prendere in considerazione la ripetizione di ogni singolo step dell’analisi in modo da renderla più fine e più robusta.

Quante e quali sono le fasi di uno studio LCA?

Le fasi di uno studio LCA sono cinque e sono le seguenti:

• definizione degli obiettivi;
• definizione degli scopi;
• analisi dell’inventario;
• analisi degli impatti;
• interpretazione.

Spesso obiettivi e scopi vengono analizzati insieme e quindi il numero di fasi di uno studio LCA si riduce a quattro. In questo articolo le consideriamo distinte in coerenza con con quanto indicato negli standard ISO.

Definizione degli obiettivi

La prima fase di una analisi del ciclo di vita è sempre la definizione degli obiettivi (capitolo 4.2.2 della ISO 14044:2006). Questa fase richiede che venga definito il contesto decisionale dell’analisi, le applicazioni della stessa e a chi si rivolge ovvero a chi è destinata tale analisi. Una chiara e netta definizione degli obiettivi è importante soprattutto per il corretto svolgimento delle fasi successive e per la corretta interpretazione dei risultati. Una chiara definizione degli obiettivi serve ad evitare che i risultati dell’analisi vengano erroneamente utilizzati per finalità diverse da quelle stabilite oppure in contesti non pertinenti.

Nella fase di definizione degli obiettivi di uno studio del ciclo di vita è necessario identificare e documentare almeno i seguenti punti.

• Applicazioni dei risultati. L’applicazione o le applicazioni dei risultati dello studio LCA devono essere chiari e ben definiti in modo tale da rendere scarsamente probabile la possibilità di equivoco. Esempi classici di applicazioni sono: identificazione degli indicatori chiave di performance ambientali di un gruppo di prodotti; analisi dei punti deboli di un singolo prodotto; Ecodesign dettagliato; ecodesign semplificato; confronto tra prodotti specifici; confronto di specifici beni o servizi; etc…
• Limiti della metodologia, assunzioni ed impatto. Se la definizione degli obiettivi comporta delle specifiche limitazioni all’utilizzo dei risultati dello studio LCA a causa della particolare metodologia applicata oppure delle assunzioni fatte, tutti questi aspetti vanno descritti e riportati nelle fasi successive dell’analisi. Tipicamente queste limitazioni necessitano di essere ridefinite nel corso dello studio.
• Motivazione per lo svolgimento dell’analisi e descrizione del contesto decisionale. La definizione degli obiettivi deve indicare le ragioni per lo svolgimento di tale analisi, nominare chi svolge l’analisi, definire le motivazioni, identificarne il contesto decisionale. Le motivazioni che vengono dichiarate servono a capire a cosa ambisce lo studio e permette una maggiore comprensione sull’eventuale necessità di includere dati diversi oppure di svolgere una revisioni tra diverse analisi.
• Tipologia di individui/professionalità/… cui l’analisi è rivolta. La definizione degli obiettivi deve identificare a chi è destinata l’analisi. Questo può significare, ad esempio, indicare a chi verrà comunicata e fornita l’analisi stessa. Alcuni esempi possono essere personale interno/esterno oppure tecnico/non tecnico etc. Diverse tipologie di pubblico implicano diverse considerazioni nella tipologia di documentazione presentata oppure ulteriori aspetti che possono derivare da necessità specifiche.
• Dichiarazioni comparative da presentare al pubblico. Se lo studio LCA include una dichiarazione comparativa che si intende divulgare pubblicamente, allora questo deve essere esplicitamente dichiarato tra gli obiettivi dello studio. In tal caso, in virtù delle potenziali conseguenze di tali dichiarazioni, per poter essere conformi alla ISO 14040 ed alla ISO 14044 è necessario è soddisfare ulteriori requisiti specifici relativi alla modalità di esecuzione dell’analisi, redazione della documentazione e revisione dello studio. Sono da intendersi comparazioni quelle tra sistemi (ad esempio diversi prodotti) ma non all’interno dello stesso sistema (ad esempio analisi dei punti deboli di un prodotto).
• Committente dello studio ed altre figure coinvolte. Tutti i finanziatori dello studio devono essere dichiarati all’interno degli obiettivi dello studio. Lo stesso vale per tutte le organizzazioni o enti che hanno una qualche influenza nello studio e chi è incaricato dello svolgimento dello studio.

Definizione degli scopi

La definizione degli ambiti (capitolo 4.2.3 della ISO 14044:2006) consiste nell’identificare e definire in dettaglio l’oggetto dello studio LCA come ad esempio il prodotto oppure il sistema oggetto di analisi. La definizione degli ambiti deriva da quanto è stato riportato nella fase di definizione degli obiettivi e deve includere e descrivere nel dettaglio quanto segue.

• Tipo di risultati finali dello studio LCA coerentemente con quanto indicato con le applicazioni attese. Deriva da quanto specificato nella definizione degli obiettivi e quindi con le applicazioni dello studio e può essere specificato all’interno della definizione degli obiettivi. Di seguito sono riportati alcuni dei tipi più comunemente utilizzati.
  • Analisi dell’inventario (Life Cycle Inventory – LCI)
  • Analisi degli impatti (Life Cycle Impact Assessment – LCIA)
  • Analisi comparativa del ciclo di vita (Life Cycle Impact Assessment – LCA)
  • Modello LCI dettagliato del sistema analizzato
• Il sistema o processo analizzato, le relative funzioni, l’unità funzionale ed i riferimenti. Dettagliare in maniera puntuale le funzioni di un sistema e le relative unità funzionali è fondamentale per costruire uno studio significativo e che sia comparabile. Uno studio LCA deve essere strettamente legato ad una descrizione precisa delle funzioni che il sistema analizzato deve svolgere. Descrivere una funzione significa fornire una descrizione quantitativa e qualitativa di quanto analizzato. Gli aspetti quantitativi e qualitativi della funzione vengono presentati attraverso l’unità funzionale che serve a risponde a domande del tipo “cosa”, “quanto”, “quanto a lungo”, “quanto bene”. In particolar modo quando il sistema descritto è rappresentato da un prodotto è utile accompagnare la descrizione con delle foto.
• Inventario del ciclo di vita (LCI – Life Cycle Inventory), la struttura del modello L’inventario consiste nel definire i flussi di input ed output del sistema considerato. Prima di definire l’inventario occorre stabilire quale struttura utilizzare. Ci sono due tipi di struttura tipicamente utilizzati che sono l’attributiva e la consequenziale. Il modello di ciclo di vita attributivo illustra la catena di fornitura attuale o prevista, come viene utilizzata ed il relativo valore a fine vita. Il modello di ciclo di vita consequenziale illustra la generica catena di fornitura così come attesa da considerazioni teoriche basate sulle decisioni intraprese.
• Confini del sistema, requisiti di completezza e relative regole di cut-off I confini del sistema permettono di delineare quali parti del ciclo di vita e quali processi appartengono al sistema analizzato. La definizione dei criteri di cut-off assieme alla definizione della massima incertezza tollerabile è la misura attraverso cui viene valutata la qualità dei risultati dello studio LCA.
• Valutazione degli impatti del ciclo di vita Le informazioni provenienti dall’inventario e la fase di interpretazioni vengono unite tra loro tramite la valutazione degli impatti del ciclo di vita (LCIA – Life Cycle Impact Assessment ). La valutazione degli impatti serve altresì all’applicazione delle regole di cut-off per definire la completezza dei dati raccolti.
• Altri requisiti di qualità dei dati LCI relativi alla rappresentatività e adeguatezza tecnologica, geografica e temporale. La qualità dei dati è determinata dalla valutazione della relativa rappresentatività, adeguatezza, completezza ed incertezza. Gli aspetti di rappresentatività sono particolarmente importanti in quanto lo studio LCA deve riflettere la realtà della catena di fornitura esistente oppure, quella attesa di una ipotetica catena di fornitura all’interno dei meccanismi di mercato e sulla base dei decisioni analizzate.
• Tipi, qualità e fonti dei dati e delle informazioni richieste. Tipi e fonti di dati dati devono essere dettagliati e rianalizzati nella fase iterativa di definizione dell’inventario, della stima degli impatti e della interpretazione.
• Requisiti speciali per il confronto tra sistemi. Un uso comparativo dell’LCA può avere implicazioni su altre aziende oppure istituzioni non direttamente coinvolte nello studio. Per questo motivo vengono introdotti degli ulteriori requisiti da soddisfare quando si effettua un confronto tra sistemi diversi. Tali requisiti consistono in specifiche che devono essere introdotte nel caso di pubblicazione dei risultati per tutelare eventuali terze parti e per evitare che questi risultati vengano fraintesi od equivocati.
• Identificazione delle esigenze critiche di revisione. Si definisce il tipo di revisione prevista e possibilmente si specificano anche chi sono i revisori.
• Pianificazione del report dei risultati. Tale pianificazione deve essere svolta sulla base del tipo di studio, degli obiettivi e del tipo di persone cui è destinata.

Analisi dell’inventario

L’analisi dell’inventario (LCI – Life Cycle Analysis) fornisce gli input per l’analisi LCIA e consiste nel collezionare, acquisire e modellare i dati (capitolo 4.3 della ISO 14044:2006). Questa fase serve per:

• definire i flussi da e verso i processi;
• identificare tutti gli studi statistici, le caratteristiche di prodotti e processi e tutte le informazioni attinenti non direttamente collegate all’analisi degli impatti.

L’insieme dei passaggi che compongono l’analisi dell’inventario comprendono:

• identificare i processi che il sistema richiede;
• pianificare la raccolta dei dati e delle informazioni;
• raccogliere i dati dei processi fondamentali;
• sviluppare dati generici nel caso che per ragioni economiche oppure ulteriori restrizioni non sia possibile disporre di dati specifici;
• ottenere dati complementari;
• mediare i dati tra processi e prodotti;
• modellare il sistema interconnettendo e scalando correttamente gruppi di dati;
• risolvere multifunzionalità nei processi del sistema;
• calcolare i risultati di questa fase unendo input ed output di tutti i processi entro i confini del sistema.

Analisi degli impatti

In questa fase gli input ed output dei flussi elementari dei processi che sono stati raccolti nella fase di definizione dell’inventario, sono convertiti in indicatori di impatto collegati alla salute, all’ambiente ed al consumo delle risorse (capitolo 4.4 della ISO 14044:2006). L’analisi degli impatti si compone degli step seguenti:

• calcolo dei risultati dell’analisi degli impatti tramite l’elaborazione dei risultati dell’analisi dell’inventario che vengono moltiplicati con i fattori caratterizzanti;
• moltiplicazione dei risultati dell’LCIA con fattori normalizzati (opzionale);
• moltiplicazione dei risultati precedenti con fattori pesati per avere una stima ponderata (opzionale).

Interpretazione

Nella fase di interpretazione i risultati della valutazione del ciclo di vita costituiscono gli strumenti attraverso cui vengono fornite le risposte alle domande poste nella fase di definizione degli obiettivi (capitolo 4.5 della ISO 14044:2006). Sono due gli obiettivi dell’interpretazione:

1. indirizzare il lavoro migliorando l’analisi dell’inventario per meglio rispondere agli obiettivi dello studio;
2. dedurre conclusioni che siano robuste ed eventualmente per fornire raccomandazioni.

In questa fase tutte le risultanze provenienti dagli altri step sono valutate insieme attraverso tre passi consecutivi:

1. identificazione delle problematiche che possono essere legate ai parametri analizzati, alle assunzioni fatte o relative ai flussi elementari;
2. valutazione delle problematiche e stima della completezza con cui queste problematiche sono state affrontante;
3. utilizzo di queste risultanze provenienti dalla valutazione precedente al fine di formulare conclusioni e raccomandazioni dello studio;
   • ulteriori conclusioni e raccomandazioni nel caso sia uno studio comparativo.

Nell’immagine precedente è presentata la struttura completa di una valutazione del ciclo di vita.

Nell’immagine precedente sono schematizzate le fasi dell’interpretazione e si può notare quanto segue.

• L’identificazione delle problematiche ha come input le risultanze delle fasi relative ad obiettivi, scopi, inventario e valutazione dell’impatto.
• La verifica delle problematiche e della completezza, oltre a scambiare informazioni con la fase di identificazione delle problematiche, tiene conto di quanto definito negli obiettivi e negli scopi dello studio.
• Identificazione e verifica delle problematiche innescano un processo iterativo di ridefinizione delle altre fasi dello studio che quindi porta ad un aggiornamento dell’interpretazione.

A cosa serve fare l’analisi del ciclo di vita di un prodotto?

L’analisi del ciclo di vita di un prodotto serve per valutare l’impatto ambientale di un prodotto o di un servizio ovvero valutare gli effetti sulla salute umana, sull’ecosistema e sul consumo delle risorse naturali. L’analisi LCA viene utilizzata sempre di più per poter rendere lo sviluppo di un bene sostenibile ma soprattutto rappresenta per l’industria uno strumento per migliorare la competitività sul mercato e per migliorare il processo di progettazione attraverso una più efficiente scelta dei materiali e delle tecnologie utilizzate. Nel settore pubblico invece, un approccio basato sull’analisi LCA serve a fornire informazioni aggiuntive di supporto alle politiche strategiche di sviluppo fornendo informazioni aggiuntive sulle performance ambientali relative alla sviluppo di un bene, sia esso un prodotto oppure un servizio.

L’analisi LCA rappresenta uno strumento di supporto nel processo decisionale ma non è di per se uno strumento decisionale.

Limiti di un’analisi LCA

Una analisi LCA per essere completa deve considerare un ampio spettro di aspetti coinvolti nel processo produttivo. Essa richiede quindi una profonda conoscenza sia di quanto strettamente attinente al processo sia sui possibili impatti dello stesso. Ne consegue che, per quanto utile, è uno strumento di non facile implementazione che richiede tempo e quindi risorse economiche adeguate per essere svolto correttamente. A partire da quanto detto, è importante tenere presente quali possono essere i limiti di una analisi LCA. Tra i limiti di una analisi LCA si includono:

• è un strumento con un focus specifico su talune operazioni e quindi andrebbe inquadrato nell’ottica di una analisi dei rischi di più ampio respiro;
• si deve basare su dati affidabili che non sono sempre di facile reperibilità;
• è molto influenzata dalla capacità, dalla conoscenza e dall’esperienza di quanti coinvolti nello sviluppo dell’analisi;
• sebbene sia uno strumento di supporto al processo decisionale può indurre dei rallentamenti nello stesso;
• etc.