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    Filomena ARDOLINO

    Insegnamento di ANALISI DEL CICLO DI VITA DI PROCESSI INDUSTRIALI

    Corso di laurea magistrale in SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO

    SSD: ING-IND/25

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Competenze di base per sviluppare un’Analisi di Ciclo di Vita (LCA), con particolare attenzione a quelle per processi di produzione di beni e servizi. In particolare:
    - Principi e obiettivi di una LCA.
    - Possibili applicazioni e limitazioni di una LCA.
    - Contenuti, scopi e procedure dei diversi stadi di una LCA.
    - LCA di un bene o un servizio: confini del sistema in esame; problemi di allocazione; dati rilevanti dalle banche dati LCA; raccolta e uso di dati da altre fonti, soprattutto primarie; implementazione e uso di un modello a computer del sistema in esame col software SimaPro; analisi e interpretazione dei risultati.
    - Scrittura di un rapporto sulla LCA sviluppata, in accordo alle linee guida dello standard ISO.

    Testi di riferimento

    Jolliet O., Saade-Sbeih M., Shaked S., Jolliet A., Crettaz P. (2015). Environmental Life Cycle Assessment, ISBN 9781439887660
    Curran, M. A. (2015) Life Cycle Assessment Student Handbook.
    Baldo G.L., Marino M., Rossi S. (2008) Analisi del ciclo di vita LCA – Gli strumenti per la progettazione sostenibile di materiali, prodotti e processi. Edizione Ambiente. ISBN 978-88-89014-82-0
    McDougall F., White P., Franke M., Hindle P. (2005). Integrated Solid Waste Management: a Life Cycle Inventory (2nd edition) Blackwell Publishing. ISBN 0-632-05889-7
    Dispense e materiale didattico distribuito a lezione

    Obiettivi formativi

    L’obiettivo del corso è fornire un’introduzione esaustiva sull’Analisi del Ciclo di Vita e gli altri strumenti di valutazione delle prestazioni ambientali di un processo di produzione di un bene o un servizio. In particolare, si descriveranno:
    - L’approccio complessivo usato nella LCA e negli altri principali strumenti di valutazione.
    - La procedura di una LCA, con le quattro fasi stabilite dallo standard internazionale ISO 14040/44.
    - I tipi principali di impatti ambientale considerati e quantificati in una LCA.
    - Come e quando usare la LCA in diversi processi decisionali.

    Prerequisiti

    Conoscenze e abilità fornite dal corso di Impianti di Trattamento degli effluenti Inquinanti.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali, esercitazioni numeriche e con software dedicato

    Metodi di valutazione

    Prova orale, che comprende sempre anche la discussione di casi studio. Lo studente dovrà aver dimostrato di conoscere gli aspetti fondamentali della procedura standard di una LCA, aver compreso i principi generali che sono alla base della stessa procedura. Si richiederà anche una capacità, sia pur ad uno stadio preliminare, di impiego del software dedicato.

    Altre informazioni

    n.a.

    Programma del corso

    1. Introduzione al Life Cycle Thinking, alla LCA e agli altri strumenti di valutazione delle prestazioni ambientali. Interazione tra il sistema industriale e il sistema ambiente. Diversi approcci (concetti e strumenti) per la valutazione della sostenibilità di processi industriali, relativi vantaggi e svantaggi e situazioni di uso preferenziale.
    2. Definizione di Analisi del Ciclo di Vita. La definizione e gli stadi di una LCA secondo gli standard ISO 14040/44. Generalità sulla metodologia. Diversi tipi di approccio per l’esecuzione di una LCA: attributional e consequential.
    3. La fase di Goal and Scope Definition. L’applicazione prevista, cioè l'obiettivo primo dello studio, le ragioni che inducono a svilupparlo e il tipo di pubblico a cui è destinato (Goal phase). L'ambito di applicazione, cioè il sistema oggetto dello studio; la funzione ed i confini del sistema in esame; l'unità funzionale; le procedure di allocazione dei carichi; le categorie di impatto ambientale sulle quali ci si concentrerà; la qualità dei dati; le assunzioni, le problematiche e i limiti dello studio (Scope phase).
    4. La fase di Analisi di Inventario (LCI). Preparazione di un inventario di dati di carichi ambientali (diretti, indiretti ed evitati). Quantificazione dei flussi di materia e di energia in entrata al sistema e quelli relativi alle emissioni, ai rifiuti e ad altri carichi ambientali in uscita, con riferimento all'intero ciclo di vita del sistema in esame. Impiego del freeware STAN a supporto della quantificazione dei flussi di materia. Banche dati commerciali e pubbliche. Il problema dell’allocazione. Modi per presentare i risultati di un inventario.
    5. La fase di Analisi degli Impatti Ambientali (LCIA). Elementi obbligatori e opzionali di una LCIA: classificazione, caratterizzazione, normalizzazione, pesatura. Categorie relative agli input e agli output. Categorie di impatto o di midpoint: concetti di acidificazione, eutrofizzazione, tossicità, assottigliamento dello strato di ozono, formazione dello smog fotochimico, consumo di risorse, degrado del territorio. Categorie di danno o di endpoint: salute umana, riscaldamento globale, qualità degli ecosistemi, consumo delle risorse. Metodologie per lo sviluppo di una LCIA (CML, Ecoindicator 99, Impact 2002+).
    6. La fase di Interpretazione. Analisi dei contributi. Analisi dell’incertezza. Analisi di sensitività, con il metodo dei parametri e degli scenari.
    7. Casi studio di LCA. Esempi al computer di LCA applicate a diverse opzioni dei sistemi di gestione rifiuti; al comparto edile e a sistemi industriali.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Basic analyst’s competences of Life Cycle Assessment (LCA). In particular:
    - The purposes and principles of LCA.
    - The possible applications and limitations of LCA.
    - The content and the purpose of the LCA steps.
    - A complete LCA of a product or service system. Then: identify and delimit the system, specify and handle allocation problems, identify and use relevant data from LCA databases, collect and use data from other sources, implement and use a computer model of the system in the LCA software SimaPro, analyse, explain, and interpret model results.
    - Writing of a report of the performed LCA, applying the ISO standard guidelines and terminology.

    Textbook and course materials

    Jolliet O., Saade-Sbeih M., Shaked S., Jolliet A., Crettaz P. (2015). Environmental Life Cycle Assessment, ISBN 9781439887660
    Curran, M. A. (2015) Life Cycle Assessment Student Handbook.
    Baldo G.L., Marino M., Rossi S. (2008) Analisi del ciclo di vita LCA – Gli strumenti per la progettazione sostenibile di materiali, prodotti e processi. Edizione Ambiente. ISBN 978-88-89014-82-0
    McDougall F., White P., Franke M., Hindle P. (2005). Integrated Solid Waste Management: a Life Cycle Inventory (2nd edition) Blackwell Publishing. ISBN 0-632-05889-7
    Dispense e materiale didattico distribuito a lezione

    Course objectives

    The course aims to an exhaustive introduction to Life Cycle Assessment and some other tools for the environmental assessment of production processes of good or services. In particular, the course will describe:
    - The overall approach used in LCA and other assessment tools.
    - The standardised procedure of an LCA study, following the four phases established by the ISO 14040/44.
    - The main types of environmental impacts, which are considered and quantified in an LCA.
    - How and when LCA can be used in different decision-making situations.

    Prerequisites

    Knowledges and skills provided by the course of Industrial Pollution Control Engineering.

    Teaching methods

    Traditional lectures and exercitatios with dedicated software

    Evaluation methods

    Oral discussion, mainly focused on LCA case studies.

    Other information

    n.a.

    Course Syllabus

    1. Introduction to Life Cycle Thinking, Life Cycle Analysis and other assessment tools for environmental performances of process industries. Interaction between the system of enterprises and the environment. Different approaches (concepts and tools) that can be utilised to assess the sustainability of industrial processes, pros and cons, and when and how it is better utilise a tool instead of another one.
    2. Definition of Life Cycle Analysis. The life cycle assessment framework based on ISO14040/44 standard, with the four phases. Different LCA approaches: attributional and consequential.
    3. Goal and Scope Definition. The intended application; the reasons for carrying out the study; the intended audience, i.e. to whom the results of the study are intended to be communicated (Goal phase). The product system to be studied; the functions of the product system or, in the case of comparative studies, the systems; the functional unit; the system boundary; allocation procedures; LCIA methodology and types of impacts; data requirements; assumptions and limitations; data quality requirements (Scope phase).
    4. Life Cycle Inventory (LCI). Compilation and quantification of inputs and output to obtain an inventory table of (direct, indirect and avoided) burdens. Quantification of material and energy flows in input to the system as well as gaseous, water and wste emissions, with reference to the whole life cycle of interest. Utilisation of the freeware STAN as a support tool for material flow analysis. Available data bank. Allocation procedure. Different way for reporting of an inventory table.
    5. Life Cycle Impact Assessment (LCIA). Mandatory and optional elements of an LCIA: classification, characterisation, normalisation, weighting. Categories for inputs and outputs. Midpoint categories and Endpoint categories. Methodologies to LCIA implementation (CML, Ecoindicator 99, Impact 2002+).
    6. Interpretation. Analysis of contributions. Analysis of uncertainty. Sensitivity analysis, with the method of parameters or that of scenarios.
    7. LCA case studies. Case studies analysed with the support of the SimaPro software, with reference to situation mainly related to waste management options and the building sector.

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