Valutazione dell’impatto ambientale della gestione dei rifiuti urbani in
Provincia di Varese mediante LCA: il ruolo dei trasporti
Giovanni Dotelli [email protected] , Emanuele Brambilla Pisoni, Donatella
Botta, Paco Melià - Politecnico di Milano
Roberto Raccanelli - Environmental Resources Management ERM Italia, Milano
Riassunto
La metodologia LCA è applicata al Piano Provinciale per la Gestione dei Rifiuti
Urbani (PPGR) della Provincia di Varese. L’impatto del PPGR è valutato mediante
l’indicatore Eco-Indicator 99. L’analisi evidenzia come la fase di trasporto dei rifiuti,
considerata trascurabile in studi analoghi condotti in altre località italiane ed europee,
sia responsabile di impatti quantitativamente comparabili con quelli relativi alle fasi di
riciclo e smaltimento dei rifiuti stessi. Il confronto dei dati ottenuti con quelli derivati
dall’utilizzo di altri ecoindicatori (CML2, EPS 2000), ha confermato la robustezza delle
valutazioni. L’impiego di dati primari (rilevamenti diretti sul territorio) nella fase di
inventario non ha effetti significativi sulla valutazione dell’impatto complessivo del
piano, ma risulta cruciale per valutare i singoli sottoprocessi e, quindi, per utilizzare
l’LCA come strumento di supporto alle decisioni in ambito pianificatorio.
Summary
The LCA methodology is applied to the Varese Provincial Plan for Urban Waste
Managemen (PPGR)t. The environmental impact is evaluated using Eco-Indicator 99,
often adopted for assessing waste management plans. The analysis results point out that
the transport step, usually overlooked in other Italian and European similar studies, is
responsible for impacts comparable to those of the recycling and final disposal steps.
The results are compared to those obtained by using other ecoindicators (CML2, EPS
2000), confirming the robustness of our estimates with respect to the choice of the
ecoindicator.
The use of primary data (i.e., deriving from direct measurement surveys) for compiling
the inventory does not imply significant changes on the estimate of the total impact, but
is shown to be critical to assess specific sub-processes and therefore to make LCA an
effective decision supporting tool for planning and managing.
1. Introduzione
La raccolta e lo smaltimento dei rifiuti da tempo costituiscono un problema prioritario
nei paesi industrializzati.L’analisi del ciclo di vita (LCA), applicata non solo ai prodotti,
ma anche ai piani e ai programmi di gestione dei rifiuti costituisce uno strumento per
quantificare gli impatti generati e proporre delle alternative ambientalmente
vantaggiose.
Una delle funzioni chiave della pianificazione del ciclo dei rifiuti è la protezione
dell’ambiente, inteso nell’accezione più ampia del termine [1]; per modellizzare tale
processo, si divide solitamente l’intero ciclo in due fasi principali: (a) raccolta e
trasporto dei rifiuti, (b) riciclo dei materiali e smaltimento finale.
Da un’analisi approfondita della letteratura tecnica ad oggi prodotta, è emerso come gli
studi si siano concentrati principalmente sulla fase di riciclo e smaltimento, andando a
valutare minuziosamente gli impatti potenziali generati dai singoli processi [2].
Solamente in alcuni lavori si è analizzata nel dettaglio la fase di raccolta e trasporto dei
rifiuti: Eriksson [3] ne ha ricavato impatti marginali rispetto al totale dato dal sistema di
gestione visto nel suo insieme. Beigl e Salhofer [4] hanno studiato vari sistemi di
raccolta concludendo che, nel caso di conferimento a carico dell’utente, si generano
impatti nettamente maggiori rispetto ai sistemi municipalizzati; anche in questo caso è
da notare la mancanza di un confronto tra la fase di raccolta e quella di smaltimento.
Anche i principali studi italiani sull’argomento [1,5] assegnano un ruolo marginale agli
impatti potenziali che si generano durante la fase di raccolta e trasporto.
Emerge quindi come non si sia mai affrontato in modo organico il confronto tra le due
fasi di raccolta e di smaltimento dei rifiuti, per ottenere le importanze relative in termini
di impatti potenziali generati; a conferma di ciò, la rassegna di Bjorklund e Finnveden
[6] non evidenzia mai la fase di raccolta e trasporto dei rifiuti come fonte di impatti
considerevoli.
Il presente lavoro si propone di valutare il peso relativo dell’impatto della fase di
movimentazione dei rifiuti all’interno del
sistema di gestione provinciale; come caso
studio è stata scelta la Provincia di Varese
(Fig. 1). Tale realtà conta una popolazione di
circa 800.000 abitanti, distribuiti su una
superficie di 1.200 km2, con una produzione
annua di rifiuti che si attesta intorno alle
412.000 t e una raccolta differenziata che
ammonta al 48% [7]. La dotazione
impiantistica principale è costituita da un
termovalorizzatore a Busto Arsizio e da una
discarica a Gorla Maggiore, a sud del
territorio; per le operazioni di riciclaggio si
utilizzano impianti siti sia all’interno che
all’esterno del contesto provinciale.
La Provincia di Varese si è recentemente
dotata del Programma Provinciale di
Gestione dei Rifiuti [8], il quale utilizza un
Fig. 0 - La Provincia di Varese
arco temporale decennale. Dall’analisi del
documento, si constata che la parte relativa ai trasporti non è stata affrontata.
2. Relazione
2.1 Metodologia
Attenendosi alle linee guida tracciate nella normativa ISO 14040, una LCA deve
valutare gli impatti potenziali di un oggetto o servizio dalla culla alla tomba.
Applicando la metodologia al sistema di gestione dei rifiuti, occorre tuttavia ricalibrare i
confini del sistema: il flusso dei rifiuti, infatti, è visto come ingresso senza impatti a
monte, escludendo quindi le fasi di creazione e di utilizzo dei manufatti divenuti
propriamente rifiuti. Come unità funzionale, è stata scelta una tonnellata di rifiuto tal
quale, raccolta e smaltita dal servizio di gestione rifiuti della Provincia di Varese; questo
per poter operare confronti al variare della composizione merceologica del rifiuto, della
quantità totale di rifiuti prodotta e delle scelte tecnologiche e logistiche di gestione.
I dati primari riguardanti la produzione di rifiuti e la composizione merceologica si
riferiscono all’anno 2003 [7]. I limiti geografici del sistema considerato non si
estendono alla sola Provincia di Varese, ma sono stati ampliati al territorio della
Lombardia e del Piemonte, per poter comprendere tutti gli impianti di trattamento e
riciclaggio utilizzati. L’analisi è stata condotta con l’ausilio del software SimaPro 6.0,
sviluppato dalla Prè Consultant, che permette di creare un modello per analizzare il
ciclo di vita di un oggetto o servizio e valutarne gli impatti potenziali generati.
Tra le possibili scelte di ecoindicatori, si è optato per EcoIndicator 99 [9], che risulta
essere particolarmente utilizzato in ambito sia europeo che italiano [1]. Gli impatti delle
11 categorie e delle 3 macrocategorie sono espressi in MegaEcopunti (MPt).
2.2 Costruzione del modello (LCI)
Per modellizzare al meglio la fase di raccolta e trasporto dei rifiuti, dopo aver valutato i
differenti sistemi di gestione della raccolta e trasporto in Provincia di Varese, si sono
scelti tre automezzi reperibili nella banca dati BUWAL 250; i dettagli di tali mezzi sono
presentati in Tab. 1.
Le emissioni dei camion sono proporzionali al valore ottenuto dal chilometraggio
percorso dal mezzo moltiplicato per il carico trasportato (t*km), eccetto che per
l’autocompattatore, dove le emissioni sono correlate principalmente al tempo di
funzionamento della pressa e sono quindi proporzionali alle sue ore di impiego.
La fase successiva è consistita nel calcolo delle distanze percorse dai vari automezzi;
tale valore è fortemente dipendente dal metodo di raccolta, dalle tipologie di raccolta
differenziata adottata nei Comuni e dalla densità abitativa.
I metodi di raccolta utilizzati a livello provinciale sono principalmente due: la raccolta
porta a porta o la raccolta con cassonetti. Di conseguenza, ad ogni Comune della
Provincia e ad ogni frazione merceologica raccolta è stato assegnato uno di questi due
metodi. I comuni sono poi stati suddivisi in due classi in base alla densità abitativa.
I dati secondari utilizzati nella prima analisi sono stati ottenuti dal principale studio
ANPA sulla raccolta differenziata [10]; i trasporti sino agli impianti sono stati invece
calcolati a partire dalla localizzazione degli impianti stessi, sempre suddividendo i rifiuti
in base ai Comuni di produzione. Il totale dei rifiuti prodotti e raccolti nell’anno 2003 è
riportato in Tab. 2.
Il passo successivo è consistito nel calcolo dei chilometri percorsi dai mezzi ogni anno
per ogni frazione merceologica: per fare ciò si sono incrociati i dati di produzione dei
rifiuti con i chilometri di percorrenza per ogni tonnellata raccolta, suddivisi in base alla
densità.
Tab. 1 - Automezzi utilizzati nel modello dei trasporti
Veicolo
Autocompattatore
Furgone da trasporto
Camion da 16 t
Carico
max (t)
3.5
Unità
16
t*km
h
t*km
Funzione
Raccolta e compattazione dei rifiuti a bassa densità
Raccolta porta a porta dei rifiuti urbani
Trasporto rifiuti agli impianti di trattamento su lunghe
distanze
Tab. 2 - Rifiuti raccolti annualmente in Provincia di Varese; AD: Alta Densità - BD: Bassa Densità
Frazione
merceologica
Plastica
Carta
Vetro
Organico
Indifferenziato
AD porta a
porta (t)
7482.27
29607.48
19120.59
136265.63
23968.14
AD
cassonetti (t)
1070.05
1305.42
8384.93
0
0
BD porta a
porta (t)
1851.29
4782.81
4696.86
32807.03
2485.51
BD
cassonetti (t)
349.82
1572.67
2599.73
0
0
Totale (t)
10753.43
37268.39
34802.11
169072.66
26453.66
La fase di riciclaggio e smaltimento finale è formata da molti sottoprocessi, necessari
per trattare ogni singola frazione merceologica raccolta: (a) riciclaggio della plastica,
della carta, del vetro, dei materiali ferrosi, degli ingombranti e compostaggio della
frazione organica; (b) termovalorizzazione; (c) conferimento in discarica.
Per la valutazione delle emissioni concernenti tali fasi, si è optato per l’utilizzo della
banca dati BUWAL250, disponibile in SimaPro 6.0, in quanto tali valori possono essere
scelti in base alla tipologia degli impianti, alla tecnologia installata e all’area geografica
in esame. Le uniche integrazioni ai valori provenienti dalla banca dati riguardano la
produzione di energia elettrica da biogas captato dalla discarica (4.621 MWh/anno) e la
produzione di energia elettrica da termovalorizzatore (38.000 MWh/anno), considerati
come sconto sulle emissioni in quanto tale energia non è prodotta dal sistema energetico
nazionale.
2.3 Risultati (Life Cycle Impact Assessment, LCIA)
La metodologia di EcoIndicator 99 suddivide gli effetti sull’ambiente in 11 categorie,
che vengono in seguito raggruppate in tre macrocategorie principali (Salute umana,
Qualità dell’ecosistema e Consumo di risorse). Come si nota dalla Fig. 2, dove sono
presentati gli impatti generati dai vari
sistemi di raccolta dei rifiuti e
suddivisi
per
macrocategorie,
l’ambito maggiormente interessato
risulta essere il consumo di risorse,
dovuto principalmente all’utilizzo
degli idrocarburi per la produzione
dei
carburanti
necessari
a
movimentare gli automezzi. Un
impatto non trascurabile riguarda la
macrocategoria Salute umana. Dalla
stessa immagine si possono ricavare
anche i contributi relativi dovuti alle
varie classi merceologiche di rifiuto:
Fig. 0 - Risultati LCIA della fase di trasporto con dati
secondari - Macrocategorie
la frazione che genera impatti
maggiori connessi alla raccolta e al
trasporto risulta essere la plastica, seguita dall’indifferenziato. Ciò è dovuto anche alla
minore densità di tali tipologie di rifiuto rispetto alle altre frazioni, che obbliga ad un
numero maggiore di viaggi per il trasporto della stessa quantità in peso.
La fase di riciclaggio e smaltimento
conduce sia ad impatti positivi che
Raccolta e trasporto
negativi: i primi sono connessi al
Riciclo e smaltimento
consumo di energia per i processi e
alle emissioni del termovalorizzatore
e della discarica, mentre i secondi
sono possibili grazie al riciclaggio,
che evita il consumo di risorse
primarie, e alla produzione di energia
elettrica. Unificando le due analisi, si
ricavano i risultati finali con la
prestazione ambientale del sistema in
Fig. 0 - Risultati dell'LCIA complessivo - Categorie
analisi: in Fig. 3 sono riportati gli
impatti, suddivisi nelle 11 categorie
di classificazione, sia positivi che negativi. Emerge come la categoria combustibili
fossili sia quella che ottiene il maggiore sconto dalla fase di riciclaggio e smaltimento
bilanciando gli impatti connessi alla fase di raccolta e trasporto. L’impatto maggiore
rimane quindi quello sull’apparato respiratorio derivante dalle sostanze inorganiche, in
cui gli sconti della fase di riciclo e smaltimento non riescono a sopperire agli impatti
della fase di raccolta e trasporto dei rifiuti. È interessante notare come entrambe le fasi
considerate generino impatti positivi rispetto ai cambiamenti climatici.
Si è quindi valutata la bontà dei dati da letteratura relativamente agli impatti generati dal
sistema di gestione dei rifiuti, operando un confronto tra quanto ottenuto con i dati
ANPA e i risultati ottenuti con i dati primari raccolti direttamente nella Provincia di
Varese. I punteggi finali dell’analisi mostrano variazioni limitate, con un aumento
massimo del 15% rispetto alla qualità dell’ecosistema passando da dati secondari a
primari (Tab. 3). Andando però ad analizzare i contributi parziali dei vari sottoprocessi
che concorrono alla fase di raccolta e trasporto, emerge chiaramente una grande
variazione nei contributi relativi; i dati sono riportati nella Tab. 4
Tab. 3 - Confronto tra punteggi totali ottenuti con dati secondari e primari
Macrocategorie d'impatto
Salute umana
Qualità dell'ecosistema
Utilizzo delle risorse:
impatto generato
impatto evitato
Totale impatti generati
Totale impatti evitati
LCI dati secondari [MPt] LCI dati primari [MPt] Variazione %
2,20
2,40
9,10
0,45
0,52
15,60
2,30
-2.70
4,95
-2,70
2,35
-2.80
5,27
-2,80
2,20
3.70
6,50
3,70
Tab. 4 - Confronto dei contributi agli impatti della fase di raccolta all'impatto della raccolta con dati
secondari e primari
Materiale raccolto
Ferro
Organico
Plastica
Vetro
Carta
Altri rifiuti
Verde
Frazione indifferenziata
LCIA dati secondari [MPt]
0,03
0,40
2,28
0,12
0,49
0,17
0,05
0,84
LCIA dati primari [MPt] Variazione %
0,03
0
0,34
-15,00
1,58
-30,70
0,11
-8,30
1,06
+116,30
0,17
0
0,15
+200,00
1,80
+114,30
3. Conclusioni
I risultati mostrano chiaramente che la fase di raccolta e trasporto produce la maggior
parte degli impatti, connessi principalmente con il consumo di risorse non rinnovabili:
una parte di questi impatti viene recuperata grazie ai successivi ricicli e ai recuperi
energetici. Una pianificazione del ciclo di gestione dei rifiuti che persegua l’obiettivo di
diminuire gli impatti sull’ambiente deve, quindi, necessariamente includere uno studio
approfondito di tale fase e prevedere opzioni per ottenere una diminuzione delle
emissioni totali agendo sui trasporti.
L’analisi di alternative che migliorino le prestazioni ambientali del sistema dovrà essere
condotta utilizzando esclusivamente dati primari sui trasporti: infatti, dal confronto tra
quanto ottenuto con dati primari e dati secondari, emerge come questi ultimi non siano
adeguati a descrivere i sottoprocessi connessi alle singole frazioni merceologiche.
Le conclusioni di questo lavoro assumono particolare importanza all’interno del sistema
di gestione dei rifiuti, in quanto l’opinione pubblica spinge per ottenere miglioramenti
ambientali nella fase di riciclaggio e smaltimento, ma si disinteressa dei trasporti che,
come si è invece dimostrato, contribuiscono in maniera determinante all’impatto totale.
Il risultato ottenuto può essere esteso, oltre che ad ampie zone italiane, anche a molti
contesti europei, che presentano caratteristiche simili a quelle della Provincia di Varese
sia per quanto riguarda la gestione della raccolta e dello smaltimento che per le
caratteristiche ambientali e di popolazione. In tutti questi casi si sottolinea l’importanza
dello studio e della pianificazione della fase di raccolta e trasporto dei rifiuti.
Bibliografia
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[6] Björklund, A., Finnveden, G. (2005) – Recycling revisited – life cycle comparisons of global
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[7] Osservatorio Provinciale Rifiuti (2004) – Rapporto sulla gestione dei rifiuti in provincia di Varese –
Provincia di Varese, Assessorato alla Tutela Ambientale.
[8] Provincia di Varese (2004) – Piano Provinciale per la gestione integrata dei rifiuti urbani ed
assimilati; sezione 1 - Università dell’Insubria, Scuola Agraria del Parco di Monza, Provincia di Varese
(settore Ecologia ed Energia), http://www.provincia.va.it/ambiente.htm
[9] Goedkoop, M., Spriensma, R. (2001) – The Eco-Indicator 99 – A damage oriented method for Life
Cycle Impact Assessment – Methodology report – Product Ecology Consultants, http://www.pre.nl
[10] ANPA (1999) – La raccolta differenziata: aspetti progettuali e gestionali – ANPA, Agenzia
Nazionale per la Protezione dell’Ambiente, http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Servizi_per_l’Ambiente