di A.M. Ferrari, M. Pini, P. Neri - Università di Modena e Reggio Emilia, Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria26   Novembre   2013

Analisi LCA comparativa di differenti tipologie di materiali da pavimentazione

Le rapide trasformazioni che negli ultimi anni hanno investito la competizione mondiale nel mercato dei materiali per l’edilizia hanno posto le imprese italiane di fronte a problemi complessi di interpretazione delle prospettive di sviluppo e hanno richiesto una riflessione sui punti di forza e debolezza e sulle risorse chiave necessarie per aumentare la propria forza competitiva. L’analisi delle dinamiche evolutive dei sistemi produttivi industriali ha individuato nelle azioni di sostenibilità ambientale i motori di una nuova capacità di crescita. La complessità e la grande articolazione del settore produttivo rendono particolarmente arduo il compito di valutare la qualità ambientale di prodotti e processi e la stesura quindi di corretti ecobilanci.

Ciò nonostante, il sempre più diffuso riconoscimento del valore economico del capitale ambientale ha portato allo sviluppo di strumenti di analisi quantitativa e qualitativa degli impatti ambientali, sempre più frequentemente applicati per indirizzare nel senso della sostenibilità le scelte progettuali e di sviluppo.

Tra questi, la metodologia LCA (Life Cycle Assessment) si è affermata nel corso degli anni come uno strumento efficace per la determinazione della performance ambientale di prodotti e processi industriali. L'approccio olistico che caratterizza questa metodologia consente infatti di quantificare correttamente l’effettivo impatto sull'ambiente riconducibile alla produzione di un bene, valutandone le ripercussioni a monte e a valle della supply chain.

Per tutto il ciclo della loro vita i materiali usati in edilizia hanno un impatto ambientale più o meno forte ed esercitano degli effetti positivi o negativi sull’ambiente in cui si trovano inseriti. Gli effetti non dipendono solo dalla natura dei materiali, ma anche dall’adeguatezza e dalla correttezza con la quale vengono impiegati. La sfida sta nel saper coniugare contemporaneamente la funzionalità del prodotto e la riduzione al minimo degli impatti ambientali durante la sua vita, massimizzando nel contempo la competitività dello stesso.

La ricerca in questo ambito intende confrontare la sostenibilità di differenti tipologie di materiali da pavimentazione durante il loro ciclo di vita definendone la loro performance ambientale mediante un’analisi LCA comparativa al fine di orientare le scelte verso soluzioni a minore impatto ambientale. Le opzioni individuate per lo studio includono le seguenti tipologie di materiali: marmo, grès porcellanato, resina, linoleum, moquette e parquet.

L’analisi è stata condotta utilizzando come strumento operativo il codice di calcolo SimaPro 7.3.3 sviluppato dalla Prè (Product Ecology Consultants, NL) e facendo la valutazione dell'impatto ambientale con il metodo IMPACT 2002+ (Jolliet et al. 2003). L’analisi comparativa dell’impatto ambientale dei diversi tipi di rivestimenti è stata effettuata considerando 1 m2 di pavimentazione e una durata di vita pari a 50 anni, in accordo con il decreto ministeriale che definisce la vita nominale di opere ordinarie ≥ 50 anni [1]. Sono stati stabiliti i confini dei sistemi da studiare secondo un approccio “dalla culla alla tomba” considerandone la produzione, installazione, pulizia, manutenzione e fine vita. All’interno di tali confini sono state considerate le strutture e i macchinari utilizzati per l’estrazione delle materie prime, i trasporti e il processo produttivo. L’utilizzo di macchinari e infrastrutture, e quindi il consumo di materie prime ed energia e le emissioni di inquinanti associate alla loro produzione, mantenimento e fine vita sono state incluse nel presente studio. L’analisi di inventario è stata condotta utilizzando esclusivamente dati secondari ricavati dal database EcoInvent (Life Cycle Inventories, 2009) incluso nel software di calcolo e dati di letteratura.
Dall’analisi dei risultati riportati in Figura 1 si osserva che il processo che produce l’impatto minimo è il pavimento in grès porcellanato con un impatto pari a 0,01042 Pt mentre il maggiore carico ambientale è dovuto al pavimento in linoleum con un impatto pari a 0,092207 Pt.

I risultati del confronto dei diversi materiali da pavimentazione per categorie di danno è riportato in Tabella 1 seguendo un ordine di impatto ambientale crescente.

Tabella 2 - Valutazione del confronto degli impatti per categoria di danno dei materiali da pavimentazione con IMPACT 2002+

• Nella categoria Human Health (Salute Umana), il grès porcellanato produce l’impatto minimo mentre la resina è responsabile del maggiore carico ambientale a causa dell’emissione di particolato (<2.5μm) nella fase di carteggiatura.

• In Ecosystem Quality (Qualità dell’Ecosistema), il linoleum produce l’impatto massimo principalmente a causa occupazione del suolo arabile, non irrigato, del sovescio fino a marzo per la produzione dei semi di soia necessari alla produzione dell’olio di soia costituente la cera per pavimenti e all’emissione di zinco nel suolo durante la fase di produzione dei semi di soia. La moquette è il materiale che produce l’impatto minimo.

• Il materiale che provoca il maggiore impatto ambientale alla categoria di danno Resources (Impoverimento delle Risorse) è il linoleum a causa del gas naturale impiegato nella fabbricazione della linoxina. La resina è la seconda tipologia di rivestimento a maggiore impatto ambientale seguita nell’ordine da marmo, moquette, grès porcellanato e parquet.

• In Climate Change (Cambiamenti Climatici), mentre il parquet presenta le minori criticità ambientali (0,002961 Pt), il linoleum produce l’impatto massimo (0,033148 Pt) a causa dell’emissione in aria di CO2 fossile dovuta all’estrazione e produzione del gas naturale usato nella fabbricazione della linoxina. La resina è la seconda tipologia di rivestimento a maggiore impatto ambientale seguito nell’ordine da marmo, moquette e grès porcellanato. Il grès porcellanato produce un impatto maggiore di quello del parquet principalmente a causa dell’emissione in aria di CO2 fossile dovuta all’estrazione e produzione del gas impiegato nel processo di cottura.

Lo studio ha evidenziato come la metodologia LCA sia uno strumento in grado di orientare e supportare le azioni che devono essere intraprese per migliorare la gestione ambientale del proprio processo produttivo. Individuando le fasi sulle quali è possibile intervenire per diminuire l’impatto ambientale del prodotto, si può arrivare a ridurre i consumi di energia, di materie prime e la produzione di rifiuti, diminuendo di conseguenza i costi di produzione. È tuttavia necessario sottolineare che i modelli utilizzati per l’analisi di inventario sono limitati dalle assunzioni che sono implicitamente contenute in essi. L’accuratezza di uno studio LCA non può prescindere dall’accessibilità o dalla disponibilità di dati primari che garantiscano lo stesso grado di rappresentazione dei sistemi studiato. È ormai imperativa l’esigenza di sviluppare banche dati che rispecchino le realtà produttive locali e la necessità di metodi di valutazione completi di tutti gli  indicatori di sostenibilità. La partecipazione attiva delle imprese diventa quindi conditio sine qua non per promuovere e realizzare azioni di riduzione degli impatti ambientali.

Riferimenti
1. Bursi T., Marchi G., Nardin G. (2006) Il sistema ceramico di fronte alla globalizzazione: strategie di impresa e strategie di sistema. Report Dipartimento di Economia Aziendale dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia.
2. Decreto Ministeriale, Norme tecniche per le costruzioni, 14 Gennaio 2008.
3. European Commission - Joint Research Centre - Institute for Environment and Sustainability: International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook - General guide for Life Cycle Assessment - Detailed guidance. First edition March 2010. EUR 24708 EN. Luxembourg. Publications Office of the European Union; 2010
4. Jolliet O., Margni M., Charles R. et al. (2003) IMPACT 2002+: A new life cycle impact assessment methodology. International Journal of Life Cycle Assessment 8 (6): 324-330
5. Life Cycle Inventories (2009) Ecoinvent Database. Version 2.0. December 2010. http://www.ecoinvent.ch/
6. Confindustria Caramica, Rapporto integrato di Settore Ambiente, Sicurezza, Qualità, Energia 2008.
7. Potting J., Blok K., Life-cycle assessment of four types of floor covering, Journal of Cleaner Production, 1995.
8. EPA, Ceramic Production Manufacturing, emissions Factor Documentation for AP-42, Final Report, Section 11.7. U.S. enviromental Protection Agency (EPA), Office of Air Quality Planning and Standards, Research Triangle Park/NC, 1998.