Università degli Studi di Napoli Parthenope-Facoltà di Scienze e Tecnologie
Corso di Laurea in Scienze Ambientali
Analisi ambientale della gestione dei rifiuti
a Monte di Procida studiata con il metodo
dell’Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
In collaborazione con:
Comune di Monte
di Procida
Relatori:
Prof. Giulia Scherillo
Ing.Paolo Neri (ENEA)
Correlatore:
Prof.Ing.M.Avallone
Tesi di Laurea di :
Giuseppe Schiano
Di Cola
Scopo dello studio
Valutare l’impatto ambientale causato
dalla gestione integrata dei rifiuti nel
comune di Monte di Procida nell’anno
Maggio 2002-Aprile 2003 mediante
l’Analisi del Ciclo di Vita
LCA ( Life Cycle Assessment )
LCA (Life Cycle Assessment)
“L’LCA è un processo che permette di
valutare gli impatti ambientali associati ad
un prodotto, processo o attività,
attraverso l’identificazione e la
quantificazione dei consumi di materia ed
energia e delle emissioni nell’ambiente e
l’identificazione e la valutazione delle
opportunità di diminuire questi impatti.”
“SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, [1993] )
Schema dell’LCA (UNI–ISO 14040)
OBIETTIVO
UNITA’ FUNZIONALE
FUNZIONE DEL SISTEMA
CONFINI
MATERIALI
PROCESSI
EMISSIONI
CLASSIFICAZIONE
ENERGIE
INVENTARIO
CARATTERIZZAZIONE
COMPETENZE:
INGEGNERIA, FISICA,
BIOLOGIA, CHIMICA,
MEDICINA, ECONOMIA
NORMALIZZAZIONE
VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE
METODO ECO INDICATOR 99
PROPOSTE PER LA
RIDUZIONE DEL DANNO
VALUTAZIONE
DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI E DEI
CONFINI DEL SISTEMA
Obiettivo dello studio
I confini del sistema
Determinare il danno
ambientale dovuto alla
gestione integrata degli
RSU a Monte di Procida
da Maggio 2002 ad aprile
I consumi di materia ed
energia e gli stress
ambientali connessi con lo
smaltimento RSU di Monte
di Procida in un anno.
2003
Unità funzionale
1 TONNELLATA DI RIFIUTI
ANALISI D’ INVENTARIO
(per ogni componente dell’inventario è stato creato un processo)
Raccolta dei dati
Process Organico
Process Secco Indiff.
Process Metalli
Process Vetro
Process Plastica
Process Carta-cartone
Process Ingombranti
Process Gestione
inegrata rifiuti MdP
Impatto Ambientale
Eco Indicator 99
1 kg di SOSTANZA EMESSA
1 kg CO2
fattori di CARATTERIZZAZIONE
SALUTE UMANA:
(DALY: Disability
Adjusted Life Years)
 SOSTANZE CANCEROGENE
 MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.)
 MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.)
 CAMBIAMENTI CLIMATICI
 IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO
 RADIAZIONI IONIZZANTI
2,1E-7daly/kg
QUALITA’
:  ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE
dell’ECOSISTEMA  ECOTOSSICITA’
(PDF*m2*anno: Potentially
Disappeared Fraction)
IMPOVERIMENTO
di RISORSE :
(MJ Surplus)
 USO DEL TERRITORIO
 MINERALI
 COMBUSTIBILI FOSSILI
64,7
(salute umana)
fattori di NORMALIZZAZIONE
Inverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1 anno
fattori DI VALUTAZIONE
Importanza relativa delle categorie di danno
300
(salute umana)
0,004076 Pt/kg
Esempio di tratta,emto dei dati con il metodo
con ECO-indicator 99
1 kg di co2
Human Healt
(Climate change)
Calcoli statistici
2,1E-7 DALY/kg
Caratterizzazione
Fattore di
Caratterizzazione(x 1)
2,1E-7 DALY/kg
Normalizzazione
Fattore di
Normalizzazione(x 64,7)
1,36E-5 [-]
Fattore di
Valutazione(x 2,5)
3,4E-5 Pt/kg
Valutazione
Diagramma a blocchi della gestione integrata RSU a
Monte di Procida
Rifiuti
RACCOLTA PORTA A
PORTA
Raccolta
differenziata
Raccolta
Indifferenziata
IMPIANTO
STOCCAGGIO
Secco
indifferenziato
DISCARICA
Riciclo
PERCOLATO
Organico
IMPIANTO DI
PRETRATTAMENTO
BIOGAS
Ammendante
TERRENO
AMBIENTE
I
Diagramma a blocchi della gestione integrata RSU a
Monte di Procida
Stazione
di
stoccaggio
Carta
Plastica
Ingomb
Allum.
Metalli
Vetro
Legno
TRASPORTI
PAPIROSUD
s.r.l.
Scafati (Sa)
CO.RE.PLA.
Lombardia
C.I.A.L.
Lombardia
C.N.A.
Puglia
EUROVETRO
s.a.s.
Volla(Na)
Rilegno
s.p.a.
Avellino
Lo studio
Dati MdP
LandGEM
HELP
produzione
del biogas
-Raccolta e trasporto
RSU
-compattazione RSU
produzione
di percolato
LCA della
gestione dei
rifiuti a MdP
Danno
ambientale
-Raccolta Differenziata
-processi di selezione
HELP
Dati d’input:
• dati climatici giornalieri (precipitazioni, temperatura,
irraggiamento solare), generali(umidità relativa);
• superficie della discarica;
• caratteristiche stratigrafiche della discarica;
P + RC – R – ET = Lr + Li
P: precipitazioni;
RC: ricircolo;
R: ruscellamento;
ET: evapotraspirazione effettiva;
Li: percolato infiltrato in falda;
Lr : percolato raccolto dai dreni.
LandGEM
Dati d’input:
•Quantità di rifiuti conferiti annualmente
•Caratteristiche dei rifiuti (frazione degradabile, peso specifico)
•Caratteristiche dell’impianto di captazione (profondità e raggio di
influenza dei pozzetti)
•Anno di chiusura della discarica
Emissioni di CH4
400000
350000
300000
CH4(mc)
In uscita il programma
restituisce anno per anno
le emissioni di ogni
componente del biogas
250000
200000
150000
100000
50000
0
1980
2030
2080
2130
anni
2180
2230
Struttura dello studio
LCA dei rifiuti
da raccolta
indifferenziata
LCA dei rifiuti
da raccolta
differenziata
LCA della gestione
integrata dei
rifiuti nel comune
di Monte di
Procida
Caratterizzazione del Process Gestione
integrata RSU MdP
La CARATTERIZZAZIONE:
 Human Health: -4,06E-9DALY;
 Ecosystem Quality: -0.00479 PDFm2y;
 Resources: -0.152 MJ Surplus.
Valutazione del Process Gestione
integrata MdP
La VALUTAZIONE:-0,00019Pt/Kg
 Energia:64,68%;
 Human Health: 0,346%;
 Ecosystem Quality: 1.232% ;
 Resources: 33,74%.
Valutazione per processo
La VALUTAZIONE:
 -41% danno evitato dovuto al processo di recupero di carta e cartoni;
 -38% danno evitato dovuto al processo di recupero dei metalli;
-26% danno evitato dovuto al processo di recupero plastica;
20% danno dovuto al processo della discarica.
Caratterizzazione del process ‘discarica’
La CARATTERIZZAZIONE:
 Human health: (3,73E-7 DALY); il danno maggiore è dovuto alle emissioni
di metano e CO2(56%);
 Ecosystem Quality: (0.0218 PDF*m2y); il danno maggiore è dovuto alle
emissioni di ammoniaca del percolato (73%);
 Resources: (0,024 MJ Surplus); il danno maggiore è dovuto al consumo di
combustibile per la raccolta(90%)
Valutazione del process ‘discarica’
La VALUTAZIONE:
 8,86E-5 Pt/kg;
dovuto per il:
42% alle emissioni del biogas;
25% alle emissioni del percolato;
20% alle emissioni del combustibile usato per i trasporti.
Ricerca di soluzioni meno
impattanti
Confronto tra tre metodi di valutazione
dell’impatto ambientale per determinare
eventuali analogie e differenze. Il
confronto è stato condotto tra lo
smaltimento rifiuti in discarica e con
termovalorizzatore.
Ecoindicator 99
EPS 2000
Edip 96
Il metodo EPS 2000
1.Caratterizzazione C(j)
Salute umana
2.Valutazione
Aspettativa di vita
Malattia grave
Malattia
Disturbo serio
Disturbo
Person Years (YOLL)
Capacità di
produzione
dell’ecosistema
Capacità di crescita dei raccolti
Capacità di crescita della
foresta
Produzione di carne e di pesce
Acidificazione del suolo
Produzione di acqua per irrigare
Produzione di acqua potabile
Kg e H+ eq. per Acidif. del suolo
Quantità di
risorse abiotiche
Esaurimento delle riserve
Biodiversità
Estinzione di specie
ELU/Kg
ELU
VD(j)=C(j)*V(j)
Unità di misura
delle 4
categorie di
danno è ELU
(environmental
load unit)
3.Ponderazione
Per tutte le 4
categorie il
fattore di
ponderazione
vale 1. Le unità
di misura sono
le stesse
Il metodo Edip 96
2.Normalizzazione
1. Caratterizzazione P(j)
C
A
T
E
G
O
R
I
E
D
’
I
M
P
A
T
T
O
g CO2
1. Riscaldamento terrestre
g CFC11
2. Impoverimento dell’ozono
3. Acidificazione
g SO2
4. Eutrofizzazione
g NO3
5. Smog fotochimico
T:tempo di durata
del servizio,
R(j):danno mondiale
g etano
6. Ecotossicità cronica nell’acqua
7. Ecotossicità acuta nell’acqua
8. Ecotossicità cronica nel suolo
9. Tossicità umana dovuta all’aria
10. Tossicità umana dovuta all’acqua
11. Tossicità umana dovuta al suolo
12. Rifiuti da discarica
13. Rifiuti rischiosi
14. Rifiuti radioattivi
15. Scorie/ceneri
16. Risorse (tutte)
NP(j) = P(j)/T*R(j)
g/m3
3.Ponderazione
WP(j) = NP(j)*WF(j)
kg
WF(j) = Danno 1990
Target 2000
Confronto con ECO-indicator WE
La VALUTAZIONE:
Il processo di smaltimento in discarica provoca un danno totale di
6,44E-5 Pt dovuto al biogas e al percolato(come visto in precedenza).
Il processo di smaltimento con l’inceneritore provoca un danno evitato
totale di –2,73E-5 Pt,bilanciato tra il danno dovuto alle emissioni
conseguenti al processo di combustione come CO2,polveri e metalli
pesanti(2,94E-5 Pt) e il danno dovuto al recupero di energia
elettrica(4,06E-5 Pt).
Confronto con EPS 2000
La VALUTAZIONE:
Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 0,141 Pt.
Il danno dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale 0,0954
Pt.
Confronto con EDIP 96
La VALUTAZIONE:
Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 1,26 Pt.
Il danno dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale 0,118 Pt.
Confronto con EDIP 96(solo risorse)
La VALUTAZIONE:
Il danno dovuto allo smaltimento in discarica vale 1,65E-8 Pt.
Il danno evitato dovuto allo smaltimento con termovalorizzatore vale –
1,87E-6 Pt.
Tutti e tre i metodi hanno evidenziato un minor impatto ambientale
dello smaltimrnto Rsu con termovalorizzatore.Infatti anche se i tre
metodi non sono confrontabili per le categorie di impatto,essi
indicano una direzione di valutazione univoca.
Analogie
Differenze
1.I valori del danno sull’ambiente e sull’uomo sia nella fase di
caratterizzazione sia nella fase di valutazione sono diversi, così
come sono diverse le unità di misura che esprimono per i tre metodi
il valore del danno.
2.Diverse categorie di impatto.
Conclusioni
Lo studio mette in evidenza i vantaggi dovuti al riciclo dei
materiali.In particolare si è visto come siano
particolarmente vantaggiosi il riclo di metalli,plastica e
cartoni.Per quanto riguarda il confronto, nei tre metodi
ha influito molto il recupero di energia elettrica.