Elisa picchio aipe

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PVC Forum Italia – PVC Center information

UNA LCA PER TUTTI:

L’ESEMPIO DELLE CONDOTTE PER IL

TRASPORTO DELLE ACQUE

PROTOCOLLI AMBIENTALI PER I PRODOTTI DA COSTRUZIONE

U L

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PERCORSI VOLONTARI

WORK IN PROGRESS

- Ecolabel EU EDIFICI - Progetto PEF - CEN/TC 350

PERCORSI OBBLIGATORI

- Direttive Europee - CPR (marcatura CE-DoP) - GPP

- ITACA - LEED - CASA CLIMA - BLU ANGEL - …. - LCA/EPD - WFP (Water FootPrint) - ….

PERCORSI PER LA SOSTENIBILITA’

Reg. UE 305/2011

RESISTENZA MECCANICA E STABILITÀ

USO SOSTENIBILE DELLE

RISORSE NATURALI Le costruzioni devono essere concepite, costruite e demolite in modo che l’uso delle risorse sia sostenibile e garantisca quanto segue:

a) Ri-uso o riciclabilità delle costruzioni, dei loro materiali e delle loro parti dopo demolizione,

b) La durata delle costruzioni,

c) L’uso nelle costruzioni di materie prime e secondarie ecologicamente compatibili.

+ 7° REQUISITO


Ai fini della valutazione dell'uso sostenibile delle risorse e dell'impatto delle opere di costruzione sull'ambiente si dovrebbe fare uso delle dichiarazioni ambientali di prodotto, ove disponibili.

Integrare nelle politiche esistenti l'approccio basato sul ciclo di vita delle risorse

Attualmente il 7° requisito è di natura VOLONTARIO poiché, affinché sia attuato nella parte armonizzata delle norme di prodotto (Allegato ZA per la Marcatura CE)

deve esistere uno specifico Mandato della Commissione Europea (in fase di studio preliminare: «umbrella mandate»)

Le esigenze della NUOVA EDILIZIA per progettare il presente con uno sguardo al futuro: energetiche / acustiche (anche per un maggior comfort) ambientali (riutilizzo, riciclabilità, eco compatibilità) di durabilità protezione dal fuoco


STRUTTURA CEN/TC 350 (Sostenibilità negli edifici) CEN/TC 350 Sustainability of construction works CEN/TC 350/WG1 Environmental performance of buildings CEN/TC 350/WG2 Description of the building life cycle CEN/TC 350/WG3 Products level CEN/TC 350/WG4 Economic performance assessment of buildings CEN/TC 350/WG5 Social performance assessment of buildings CEN/TC 350/WG6 CIVIL ENGINEERING WORKS

elaborare un “linguaggio comune”, ovvero dei metodi armonizzati, per la valutazione della sostenibilità delle opere edilizie

(edifici e opere di ingegneria civile)



I lavori del CEN/TC 350

Le norme elaborate avranno un importante impatto per le dichiarazioni energetico ambientali per i prodotti e per l’intero edificio.

EN 15978: metodo di calcolo per la verifica della prestazione ambientale degli edifici EN 15804: dichiarazioni ambientali dei prodotti da costruzioni (EPD)

IN REVISIONE

(per inserire principi comuni

per la valutazione della

sostenibilità non solo degli

edifici ma anche dei lavori di

ingegneria civile)

EN 15643-1

(2010)

Sostenibilità delle costruzioni - Valutazione della sostenibilità degli edifici.

Quadro di riferimento generale

Documento definito “general framework”

Riguarda le prestazioni di sostenibilità integrata: prestazioni ambientali, di

salute, benessere e costo del ciclo di vita

IN REVISIONE EN 15643-2

(2011)

Sostenibilità delle costruzioni – Quadro di riferimento per la valutazione della

prestazione ambientale. Parte 2: Prestazioni ambientali.


(2012)

Sostenibilità delle costruzioni - Assessment of buildings

Part 3: Framework for the assessment of social performance


(2012)

Sostenibilità delle costruzioni - Assessment of buildings

Part 4: Framework for the assessment of economic performance

IN REVISIONE

(per esaminare la necessità di

includere indicatori

supplementari)

EN 15978

(2011)

Sustainability of construction works – Assessment of environmental

performance of buildings - Calculation method

NORMA A LIVELLO DI EDIFICIO

IN REVISIONE

(per esaminare la necessità di

includere indicatori

supplementari)

EN 15804

(2012)

Sustainability of construction works - Environmental product declarations -

Core rules for the product category of construction products

NORMA A LIVELLO DI PRODOTTO (per redigere EPD e PCR)

La norma verrà presa in considerazione a livello ISO (ISO/TC 59/SC17) e

costituirà la base per revisionare la norma ISO 21930

IN REVISIONE CEN TR 15941

(2010)

Sustainability of construction works - Environmental product declarations –

Methodology for selection and use of generic data

IN REVISIONE EN 15942

(2011)

Sostenibilità delle costruzioni - Dichiarazioni ambientali di prodotto –

Modelli di comunicazione azienda verso azienda (Business to Business)

IN PREPARAZIONE prEN 16627 metodo per la valutazione economica di un edificio

IN PREPARAZIONE (al

Formal Vote) prEN 16309 metodo per la valutazione delle prestazioni sociali di un edificio

FUTURO SVILUPPO

(proposta inserita nel

Business Plan) XXXXX

Sustainability of construction works – Sustainability of civil engineering works

– Framework for civil engineering works

principi e requisiti specifici per la valutazione della sostenibilità delle opere

di ingegneria civile


L’analisi del ciclo di vita (LCA) è una

metodologia di valutazione dei carichi

energetici e ambientali associati ad un

prodotto o ad un processo, lungo

l’intero ciclo di vita.

Innovativo rispetto ai criteri tradizionali

di analisi, l’approccio LCA consiste nel

valutare tutte le fasi di un processo

produttivo, considerando la

correlazione che esiste tra le une e le

altre.

La metodologia è regolamentata, a

livello internazionale, dalle seguenti

norme

ISO 14040

ISO 14044

che ne definiscono la struttura e

guidano alla corretta applicazione.

“CRADLE to GRAVE ”

or “CRADLE to CRADLE”

INVENTARIO

DEGLI INPUT E

OUTPUT

VALUTAZIONE

DEGLI IMPATTI AMBIENTALI INTERPRETAZIONE

DEI RISULTATI

Esempio: LCA di un manufatto zincato a caldo

Il metodo LCA (Licle Cycle Assessment)


LCA: DEFINIZIONE E STRUTTURA

La metodologia LCA

è regolata a livello

internazionale dalle

norme ISO 14040

ISO 14040

ISO 14042

ISO 14043

ISO 14041

LCA

Definizione degli scopi

e degli obiettivi

Analisi di inventario

Analisi degli impatti

Interpretazione

e

miglioramento

La LCA è un procedimento oggettiva di valutazione dei carichi energetici ed

ambientali relativi ad un processo/prodotto, effettuato attraverso

l’identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati

nell’ambiente, per identificare e valutare le opportunità di miglioramento.

La valutazione include l’intero ciclo di vita del processo o attività,

comprendendo l’estrazione e il trattamento delle materie prime, la

fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l’uso, il riuso, il riciclo e lo

smaltimento.


ENERGIA PRIMARIA CONSUMATA

(rinnovabile/non rinnovabile)

MATERIE PRIME CONSUMATE

(rinnovabile/non rinnovabile)

EMISSIONI IN ARIA

REFLUI IN ACQUA

RIFIUTI SOLIDI GENERATI

Scala Effetto Globale Effetto serra Assottigliamento della fascia di ozono Consumo di risorse non rinnovabili Regionale Acidificazione Eutrofizzazione Formazione di smog fotochimico Tossicità cronica Locale Effetti sulla salute dell’uomo Degradazione dell’area

SCALA DEGLI IMPATTI

LCA E INDICATORI AMBIENTALI

GER

GWP

LCA E INDICATORI DI IMPATTO AMBIENTALE LCA SEMPLIFICATA si pone come strumento di analisi del ciclo di vita in grado di fornire in maniera sufficientemente affidabile e rapida l’eco-profilo di un prodotto/servizio attraverso un set ristretto di indicatori ambientali.


RISULTATI FORNITI DA UN’ANALISI LCA


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A cosa serve… Una LCA è normalmente utilizzata per verificare e accertare l’impatto ambientale di un prodotto, di un servizio o di una qualunque attività e, ricorrendo a metodi complessi d’analisi, cerca di esaminare tutti gli effetti da essi causati sull’ambiente. La valutazione dell’impatto ambientale complessivo di un manufatto deve essere condotta secondo un iter definito, standardizzato e uniforme. La norma ISO 14040 fornisce a tal proposito lo schema di riferimento da seguire. Per una corretta valutazione dei risultati di una LCA, è importante definire in modo coerente l’“unità funzionale” che fissa l’“unità di misura” sulla base della quale calcolare i vari impatti ambientali. Tale “unità funzionale” deve essere scelta sulla base della specifica applicazione e può quindi essere diversa per uno stesso materiale/articolo utilizzabile in differenti modalità. Da precisare che i principali indicatori di uno studio LCA sono essenzialmente di due tipi: • energetico - sono i consumi d’energia necessaria a produrre l’unità funzionale (in questo caso un modello ben determinato di serramento o di avvolgibile). Li esprime il parametro GER (Gross Energy Requirement) espresso in MJ che evidenzia il fabbisogno energetico complessivo; • ambientale - illustrano il consumo di risorse naturali, le emissioni in aria e in acqua e i rifiuti solidi prodotti sempre riferiti all’unità funzionale generata. Il GWP100 (Global Warming Potential che è l’effetto serra potenziale a 100 anni) è espresso in Kg di CO2.

LCA E INDICATORI DI IMPATTO AMBIENTALE

MATERIE PRIME CONSUMATE: tra queste vi è l’ ACQUA

bene primario, distribuzione non uniforme, scarsità e sfruttamento sempre più massiccio, crescente attenzione consumatori/produttori verso la tematica acqua (conservazione e suo inquinamento)

Il Water Footprint permette di misurare la “quantità di acqua necessaria” per produrre un determinato

prodotto, verificabile e confrontabile da parte di qualsiasi utilizzatore.

WATER FOOT PRINT

(impronta idrica)


Green Water

Blue water

Grey water

3 le componenti del WFP

WATER FOOT PRINT

(impronta idrica)

Il Water Footprint – detto anche impronta idrica o virtual water content – è un indicatore complessivo e multidimensionale caratterizzato dai volumi di acqua dolce direttamente o indirettamente consumati per realizzare un prodotto e calcolato tenendo conto di tutte le fasi della catena di produzione. Nella definizione dell’impronta idrica viene data inoltre rilevanza alla localizzazione geografica dei punti di captazione della risorsa Ha una dimensione temporale e spaziale: quando e dove l’acqua viene utilizzata;


Analisi LCA per i diversi settori in cui il PVC viene principalmente utilizzato: • Fognature – scarichi (per esempio drenaggio acque meteoriche) • Acquedotti (condotte in pressione – trasporto acqua potabile)

Ogni settore è stato verificato in modo coerente con le indicazioni fornite dalla normativa di riferimento adattando le unità funzionali utili ad una corretta valutazione degli impatti ambientali per un confronto omogeneo con i materiali alternativi:


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è importante definire in modo coerente la cosiddetta “unità funzionale” che fissa l’“unità di misura” sulla base della quale calcolare i vari impatti ambientali, per una corretta valutazione dei risultati di una LCA. Tale “unità funzionale” deve essere scelta sulla base della specifica applicazione e può quindi essere diversa per uno stesso materiale/articolo utilizzabile in differenti modalità.

FASE DI POSA IN OPERA : taglio dell'asfalto, creazione della trincea, suo corretto riempimento, ripristino della sede stradale modello utilizzato per le tre tipologie di condotte analizzate e non tiene conto dei materiali utilizzati, ma solo dei consumi di carburante e delle rispettive emissioni.

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LCA – CONDOTTE IN PRESSIONE

PFA= Pressione di Funzionamento Ammissibile (bar), escluso il colpo d'ariete, che un componente può sopportare in tutta sicurezza in modo continuo in regime idraulico permanente (10 bar per PVC e PE, 43 bar per ghisa sferoidale)

L’ unità funzionale

60 m (lineari – senza curve) di tubazione in pressione (PN 10) avente DN 250 mm

-Si considera la produzione, la messa in opera (con modello semplificato uguale) e la fase d’uso


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I risultati evidenziati dai seguenti grafici mostrano il comportamento del PVC sia in termini di GER che di GWP. Il GER rappresenta la somma, sempre in ottica di ciclo di vita, delle seguenti grandezze: • energia diretta: energia direttamente consumata dagli operatori per alimentare i processi

in oggetto; • energia indiretta: rappresenta la quota di energia necessaria per produrre l’energia

diretta e l’energia feedstock; • energia feedstock: energia contenuta in quei materiali utilizzati come tali e non come

combustibili; • energia dei trasporti: rappresenta la quota di energia associata al combustibile utilizzato

direttamente dai trasporti coinvolti. La figura riassume il fabbisogno energetico (GER) associato alla produzione ed alla messa in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm ossia dell’“unità funzionale” espressa in megajoule GJ (il joule J misura il lavoro richiesto per esercitare una forza 1 GJ = 109 J). Il contributo dell’energia di feedstock è indicata in blu. Si osservi che ghisa e PE hanno valori di GER confrontabili e superiori del 18% e 17% rispettivamente delle tubazioni in PVC-U.

RISULTATI LCA – CONDOTTE IN PRESSIONE

GER [MJ]

energia feedstock (in blu): energia contenuta in quei materiali utilizzati come tali e non come combustibili


Risultati: GER [MJ]


I risultati energetici ottenuti escludendo sia la posa in opera sia l’energia di feedstock sono riportati di seguito. In questo caso è possibile evidenziare che la distribuzione dei risultati cambia spostando il PVC in una posizione intermedia tra il polietilene e la ghisa sferoidale. Tale effetto è dovuto al fatto che l’energia di feedstock (ossia congelata) nel PE è maggiore di quella del PVC.


Risultati: GWP [kg CO2 eq]



Andamento del GER in funzione della PFA Qualora si prendano in considerazione pressioni di funzionamento maggiori di 10 bar, nel caso del PVC e del PE è necessario scegliere tubazioni più performanti che presentano pesi superiori (kg/m) e, di conseguenza, carichi ambientali maggiori.

Influenza dell’utilizzo degli scarti

È stata condotta un’analisi preliminare dell’influenza dell’utilizzo di scarti in PVC

nel ciclo produttivo delle condotte in pressione in PVC-U.

Le simulazioni sono state condotte utilizzando come riferimento gli indicatori GER e GWP, diagrammati in funzione della percentuale di materiale riciclato contenuto nel prodotto


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Influenza dei sistemi di trasporto È stata condotta inoltre un’analisi preliminare sull’influenza dei sistemi di trasporto delle tubazioni in PVC: il contributo del trasporto delle condotte in PVC dallo stabilimento produttivo al

cantiere, ipotizzando una distanza media di 100 km; il contributo di trasporto di eventuali sfridi di cantiere dal luogo di posa allo

stabilimento produttivo. Si è ipotizzato che gli sfridi siano pari al 2% in peso rispetto alle tubazioni e che la distanza media percorsa sia pari a 100 km.

I trasporti presentano un contributo trascurabile rispetto ai sistemi di produzione e di messa in opera: per le condotte in PVC rappresentano circa 0,15 - 0,30 % del GER 0,25% - 0,50 % del GWP.

Environmental product Declaration (EPD) Lo scopo di una LCA può essere la predisposizione della dichiarazione ambientale di prodotto in accordo al nuovo regolamento EPD dell’ International EPD System.

LCA – CONDOTTE IN PRESSIONE

LCA – CONDOTTE PER FOGNATURE

SISTEMI ANALIZZATI

PVC-U: tubazione per condotte di scarico interrate non in pressione, prodotte in conformità alla UNI EN 1401 gres: tubazioni in gres ceramico, verniciati esternamente ed internamente, con giunto a bicchiere in conformità alle norme UNI EN 295 parti 1-2-3. PE corrugato: tubo strutturato in PE ad alta densità co-estruso a doppia parete, liscia internamente di colore bianco e corrugata esternamente di colore nero, per condotte di scarico interrate non in pressione, prodotto in conformità al prEN 13576-1e alla norma italiana UNI 10968-1. PE compatto: tubo compatto in PE destinati alla distribuzione dell’acqua prodotti in conformità alla UNI EN 12201:2004, e a quanto previsto dal D.M. n. 174 del 06/04/2004

I 3 sistemi sono stati analizzati nei due diametri nominali considerati rappresentativi per le comuni applicazioni nell’ambito del drenaggio delle acque meteoriche: DN 250mm e DN 630mm (nel caso del gres, poiché non esiste in commercio la tubazione da 630mm, è stata considerata quella da 600mm.


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Lo studio ha analizzato le seguenti fasi: quella produttiva e quella di posa in opera di una precisa “unità funzionale” e cioè di 60 metri (m) di tubazione in pressione in PVC-U compatto, semi espanso e strutturato, gres e polietilene corrugato e compatto. Il presente studio analizzerà i tre sistemi con due diametri nominali della tubazione 250mm e 630mm. Nel caso del gres, poiché non esiste in commercio la tubazione da 630mm, è stata considerata quella da 600mm. L’analisi è stata effettuata su questi diametri in quanto sono considerati rappresentativi per le comuni applicazioni nell’ambito del drenaggio delle acque meteoriche. Al fine di effettuare un confronto più consono alla tipologia di manufatto e di applicazione sono state considerate, oltre alle tubazioni in PVC-U compatto, anche quelle in PVC strutturato (PVC type A) e semi espanso (PVC type B). Inoltre un confronto adeguato prevede l’utilizzo di diametri interni (ossia diametri utili ai fini idraulici) paragonabili. Pertanto, nel presente studio sono state analizzate anche le performance ambientali delle condotte in PE compatto e corrugato di diametro esterno 315.

La massa si riferisce esclusivamente al tubo nel caso di PVC-U e PE, mentre è comprensivo di elementi di tenuta in poliuretano (giunzione) nel caso del gres.

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Le figure riassumono il fabbisogno energetico (GER) associato alla produzione ed alla messa in opera di 60 m di tubazione avente diametro 250 mm e 630 mm ossia della precisa “unità funzionale” espressa in megajoule GJ (il joule J misura il lavoro richiesto per esercitare una forza 1 GJ = 109 J). Si osservi che il valore di GER del PVC tipo B è paragonabile a quello del PE compatto.

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contributo al GWP (espresso in Kg di CO2 per unità funzionale)

LCA – CONDOTTE PER FOGNATURE

Considerazioni finali: Influenza della modifica dell’unità funzionale: L’U.F. selezionata all’inizio della trattazione è una unità tipologica non funzionale. La vera U.F. per eseguire una corretta scelta progettuale deve essere identificata nel parametro utile di progetto ovvero la portata. U.F. : 60 m lineari di tubazione portata (essendo parametro utile di progetto) per cui GER e GWP calcolati modificando l'unità funzionale, cioè dividendola per le portate delle tubazioni in condizioni di deflusso a sezione piena.


Si evidenzia in questi casi una situazione più favorevole al comparto PVC, principalmente dovuto alle portate superiori (la lettura deve essere effettuata considerando che le tubazioni in PE corrugato sono normalizzate sul diametro esterno).

• Sono stati quindi ricalcolati i parametri della LCA con U.F. = portata utile della tubazione ottenendo così i valori corretti di GER e GWP utili ad una scelta ambientalmente sostenibile. • Si riportano di seguito i grafici relativi al GER ed al GWP calcolati modificando l’unità funzionale, cioè dividendola per le portate delle tubazioni in condizioni di deflusso a sezione piena.

LA COMUNICAZIONE AMBIENTALE

- IL Sistema EPD è stato creato nel 1999 dallo Swedish Environmental Management

Council con il compito di comunicare in maniera chiara trasparente e verificata le

informazioni derivanti da una LCA

- E’ una etichetta ecologica di tipo III


Una dichiarazione EPD richiede i seguenti passi principali:

1) Studio LCA del sistema in oggetto

2) Sviluppo di una dichiarazione ambientale di prodotto sulla base dei risultati del punto 1;

integrazione con aspetti riguardanti l’azienda e il prodotto in ottica marketing;

3) Verifica da parte di Ente di Certificazione accreditato (ormai quasi tutti in Italia) e

certificazione della EPD e della Climate Declaration (che viene redatta una volta che la

dichiarazione è definitivamente accettata);

In maniera del tutto orientativa, l’investimento economico richiesto è dell’ordine:

1+ 2 = 15-18k Euro per sistema indagato

3 = oltre al costo dell’Ente di certificazione (da concordare separatamente) c’è il costo di

registrazione (1k Euro una tantum) e di rinnovo per il registro internazionale (circa 2 k Euro

annui).


LA DICHIARAZIONE AMBIENTALE DI

PRODOTTO (EPD) CONSENTE DI COMUNICARE

I RISULTATI DI UNA LCA SECONDO UNA SCALA

DI VALORI COME DI SEGUITO INDICATA:

ENVIRONMENTAL PRODUCT DECLARATIONS (EPD)


Marchio di tipo I

identificano l’eccellenza e sono basati su limiti

prestazionali mediante ETICHETTE AMBIENTALI (Voluntary, multiple-criteria-based, third party verified labels

indicating overall environmental preferability of a product -

selective)

Marchio di tipo II

basati su autodichiarazioni dei produttori

mediante ASSERZIONI

(non devono sottostare a verifica di parte terza)

Marchio di tipo III

Quantified environmental life cycle product

information (not selective)

- DICHIARAZIONE AMBIENTALE VERIFICATA -

Example: European Eco-label

Example: Recyclabilty

Environmental Product

Declaration

ISO 14024

ISO 14021

ISO 14025


http://www.blauer-engel.de/willkommen/willkommen.htm

http://www.jeas.or.jp/ecomark/english/index.html

LCA E INDICATORI DI IMPATTO AMBIENTALE

MATERIE PRIME CONSUMATE: tra queste vi è l’ ACQUA

bene primario, distribuzione non uniforme, scarsità e sfruttamento sempre più massiccio, crescente attenzione consumatori/produttori verso la tematica acqua (conservazione e suo inquinamento)

Il Water Footprint permette di misurare la “quantità di acqua necessaria” per produrre un determinato

prodotto, verificabile e confrontabile da parte di qualsiasi utilizzatore.

WATER FOOT PRINT

(impronta idrica)


Green Water

Blue water

Grey water

3 le componenti del WFP

WATER FOOT PRINT

(impronta idrica)

Il Water Footprint – detto anche impronta idrica o virtual water content – è un indicatore complessivo e multidimensionale caratterizzato dai volumi di acqua dolce direttamente o indirettamente consumati per realizzare un prodotto e calcolato tenendo conto di tutte le fasi della catena di produzione. Nella definizione dell’impronta idrica viene data inoltre rilevanza alla localizzazione geografica dei punti di captazione della risorsa Ha una dimensione temporale e spaziale: quando e dove l’acqua viene utilizzata;


Grazie per l’attenzione

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