Dissertations / Theses on the topic 'Valutazione impatto ambientale'

2013 - 2014
Considerata la complessità globale, il sistema dei poteri pubblici richiede il supporto del sistema sociale. L’uomo, in quanto membro della collettività, è chiamato a cooperare con l’Amministrazione, così integrando la funzione pubblica con quella privata, in un rapporto di tipo sussidiario. E’ oramai tramontata l’idea di un uomo non “socialmente impegnato”, il suo ruolo è riconsiderato come funzionale a finalità di cooperazione, per contribuire al sistema comune. L’ambiente determina il rovesciamento della visione di proprietà, che muta da attiva in passiva. Non è più l’ambiente, considerato come un bene, ad appartenere all’uomo, ma è quest’ultimo ad appartenere al primo. Si assiste a un allargamento delle garanzie, mediante lo sviluppo del diritto positivo verso un modello di amministrazione pubblica orizzontale, dove il rapporto tra soggetti pubblici e privati è ispirato alle logiche della corceted decision, rinvigorendo la legittimazione del privato alla partecipazione al procedimento. La public partecipation diviene una condizione di effettività della decisione, che, ove mancante, determinerebbe l’invalidità della decisione stessa. La previsione di una decisione condivisa e partecipata fa sorgere in capo all’Amministrazione competente un insieme di doveri, corrispondenti ad altrettanti diritti per i consociati, la cui violazione può essere direttamente causa di vizio per la decisione. Rispetto alla decisione finale dell’Amministrazione Pubblica, non risulta semplice definire quale sia il limite che divide la discrezionalità dalla doverosità del potere amministrativo. Risulta fuori discussione come l’attività della P.A. devia tendere alla migliore attuazione del principio dello sviluppo sostenibile, con il vincolo della priorità nella considerazione degli interessi alla tutela dell’ambiente. I cambiamenti analizzati inducono a considerare come la superiorità del potere pubblico sia stata sostituita dall’effettività, capace di offrire un esisto positivo all’attività pubblica. L’analisi economica della bontà della partecipazione e della rappresentazione delle istanze della collettività interessata passa attraverso l’affermazione della soggettività del valore ambientale, indefinibile aprioristicamente. Un approccio di tipo precauzionale, seguendo l’onda dello sviluppo sostenibile, consente di superare i limiti e le forzature che un’analisi basata sui costi e sui benefici potrebbe comportare, così relegando a un ruolo marginale la tecnica autoritaria del “comand and control”. La partecipazione dialettica del privato allo svolgimento della funzione, oltre a essere un’occasione di completamento per l’istruttoria, consentendo la c.d. regulation by information, permette di superare il rischio del proliferarsi dei fenomeni cc. dd. NIMBY. Questi ultimi, oltre a essere un costo per l’intera collettività, rappresentano ,soprattutto, il malcontento delle popolazioni che effettivamente vedono mutare la proprio quotidianità, in funzione di scelte di insediamento, prese spesso da lontano e sull’errato presupposto che benefici di breve periodo siano il mezzo migliore e più congruo per giungere a qualunque risultato. L’espressione comunitaria del principio di precauzione rende possibile la c.d. opzione zero in mancanza di un pieno ed esaustivo corredo di prove e di test tecnico scientifici. La scelta di campo dell’Unione europea per una versione “debole” del principio di precauzione, al cospetto di costruzioni più “forti” proposte dal diritto internazionale, sembra essere stata messa da parte e rimpiazzata da una più plausibile percezione della sua elasticità, nella sua intrinseca flessibilità e che, pertanto, la sua apparente debolezza possa in realtà risolversi in un vero e proprio valore aggiunto, in una forma aggiuntiva che finisce con il costituirne il più rilevante tratto di identificazione e di qualificazione. L’evoluzione dell’ordinamento e il conseguente abbandono della netta contrapposizione tra pubblico e privato ha recepito istanze di legalità sostanziale non più soddisfabili mediante il richiamo al solo principio di legalità. Il mutamento dei parametri dell’azione amministrativa, non più semplicemente agganciata ai filtri dell’imparzialità e del buon andamento, ritenuti oramai non sufficienti, ha comportato la sostituzione del “primato dell’autorità” con il “primato del consenso”1. L’interesse pubblico viene oggi individuato non con la legge, ma in itinere, mediante l’attività istruttoria 2 , vero e proprio strumento di partecipazione, prescindendo dal quale risulterebbe difficile giustificare l’esercizio di ampie potestà discrezionali da parte della p.a. La chiave di volta di questo cambiamento culturale è tutta nella “Deliberative Democracy”, che può conferire legittimità, equità e correttezza a procedure complesse, così come affermato dalla nuova direttiva 2014/52/UE. L’ordinamento francese può essere considerato, da questo punto di vista, come un buon esempio. Mediante l’enquete publique si è infatti realizzata la valorizzazione del momento partecipativo, andando oltre quella che è la logica della maggioranza, compiendo un passo in avanti importante verso la piena valorizzazione e applicazione del principio democratico. Questo modello riconosce l’importanza della formazione di un’opinione pubblica attenta in tema di procedimenti ambientali, in grado di controllare, 1 F. Bassi, Autorità e consenso, in Riv. Trim. Dir. Pubbl. 1992, pp. 744 e ss. 2 La Suprema Corte di Cassazione, con una pronuncia delle SS. UU. del 1 aprile 2000, n. 82, ha affermato il principio secondo cui la partecipazione al procedimento ha, come funzione, quella di contribuire all’accertamento dei “presupposti di fatto del provvedimento finale e l’interpretazione delle norme giuridiche che regolano il potere”. Un’attività della P.A. priva dell’apporto del cittadino finirebbe per risultare carente delle necessarie giustificazioni giuridiche. mediante un accesso agevole alle relative informazioni, la portata dell’impatto ambientale, le prospettive e gli esiti connessi alla realizzazione di un progetto. [edited by Author]
XIII n.s.

Lo scopo di questa tesi, sviluppata nel corso di una attività professionale, è quello di dimostrare che, attraverso l’utilizzo di un software previsionale ed il relativo modello di calcolo, basato su metodologie standardizzate e riconosciute a livello internazionale, è possibile analizzare il rumore generato da uno specifico sito (nel presente caso un allevamento avicolo) sia allo stato di fatto che allo stato di progetto a seguito di una modifica delle sorgenti sonore che lo caratterizzano. L'attività ha comportato sopralluoghi in campo, rilevazioni strumentali fonometriche e la creazione di un modello tridimensionale di calcolo. I risultati ottenuti indicano che il rumore generato, sia per lo stato di fatto che di progetto, è conforme dal punto di vista legislativo.

L'oggetto della seguente tesi riguarda la valutazione di impatto ambientale del ciclo di vita di un concentratore solare, mediante l'applicazione della metodologia LCA – Life Cycle Assessment. Il lavoro di tesi presenta una breve introduzione su tematiche ambientali e sociali, quali lo Sviluppo sostenibile e le energie rinnovabili, che conducono verso l'importanza della misurazione del così detto impatto ambientale, e soprattutto dell'aspetto fondamentale di una valutazione di questo tipo, vale a dire l'analisi dell'intero ciclo di vita legato ad un prodotto. Nella tesi viene presentata inizialmente la metodologia utilizzata per la valutazione, la Life Cycle Assessment, descrivendone le caratteristiche, le potenzialità, la normalizzazione in base a regolamenti internazionali ed analizzando una ad una le 4 fasi principali che la caratterizzano: Definizione dell'obiettivo e del campo di applicazione, Analisi di inventario, Valutazione degli impatti e Interpretazione dei risultati. Il secondo capitolo presenta una descrizione dettagliata dello strumento applicativo utilizzato per l'analisi, il SimaPro nella versione 7.1, descrivendone le caratteristiche principali, l'interfaccia utente, le modalità di inserimento dei dati, le varie rappresentazioni possibili dei risultati ottenuti. Sono descritti inoltre i principali database di cui è fornito il software, che contengono una moltitudine di dati necessari per l'analisi di inventario, ed i così detti metodi utilizzati per la valutazione, che vengono adoperati per “focalizzare” la valutazione su determinate categorie di impatto ambientale. Il terzo capitolo fornisce una descrizione dell'impianto oggetto della valutazione, il CHEAPSE, un concentratore solare ad inseguimento per la produzione di energia elettrica e termica. La descrizione viene focalizzata sui componenti valutati per questa analisi, che sono la Base e la struttura di sostegno, il Pannello parabolico in materiale plastico per convogliare i raggi solari ed il Fuoco composto da celle fotovoltaiche. Dopo aver analizzato i materiali ed i processi di lavorazione necessari, vengono descritte le caratteristiche tecniche, le possibili applicazioni ed i vantaggi del sistema. Il quarto ed ultimo capitolo riguarda la descrizione dell'analisi LCA applicata al concentratore solare. In base alle varie fasi dell'analisi, vengono descritti i vari passaggi effettuati, dalla valutazione e studio del progetto al reperimento ed inserimento dei dati, passando per la costruzione del modello rappresentativo all'interno del software. Vengono presentati i risultati ottenuti, sia quelli relativi alla valutazione di impatto ambientale dell'assemblaggio del concentratore e del suo intero ciclo di vita, considerando anche lo scenario di fine vita, sia i risultati relativi ad analisi comparative per valutare, dal punto di vista ambientale, modifiche progettuali e processuali. Per esempio, sono state comparate due modalità di assemblaggio, tramite saldatura e tramite bulloni, con una preferenza dal punto di vista ambientale per la seconda ipotesi, ed è stato confrontato l'impatto relativo all'utilizzo di celle in silicio policristallino e celle in silicio monocristallino, la cui conclusione è stata che l'impatto delle celle in silicio policristallino risulta essere minore. Queste analisi comparative sono state possibili grazie alle caratteristiche di adattabilità del modello realizzato in SimaPro, ottenute sfruttando le potenzialità del software, come l'utilizzo di dati “parametrizzati”, che ha permesso la creazione di un modello intuitivo e flessibile che può essere facilmente adoperato, per ottenere valutazioni su scenari differenti, anche da analisti “alle prime armi”.

Il presente lavoro ha come oggetto l’analisi di impatto ambientale, svolta mediante la metodologia Life Cycle Assessment (LCA) di un gruppo elettrogeno prodotto da COGEM s.r.l., azienda italiana situata a Castel d’Argile, nel bolognese, con l’obiettivo di supportare eventuali scelte di riprogettazione del prodotto anche in termini di Design for Disassembly. Dopo una prima analisi del contesto attuale in cui si colloca, la metodologia LCA è stata studiata nel dettaglio per poterla poi applicare al prodotto in oggetto. Esso è stato individuato mediante un’analisi delle vendite di COGEM, in seguito si è svolta una fase di raccolta dati e si sviluppata l’analisi LCA usando il software SimaPro 7.1. I risultati ottenuti hanno consentito di individuare le possibili aree di miglioramento dell’impatto ambientale dell’intero ciclo di vita del gruppo elettrogeno. In particolare si sono valutate due soluzioni innovative: un gruppo elettrogeno alimentato a olio vegetale e uno progettato in ottica DFD per consentire un corretto smaltimento dei rifiuti.

All’interno della Riserva Marina di Miramare, in particolare nella zona A, vengono svolte da sempre attività di balneazione a scopo educativo, didattico e di visita guidata, autorizzate dall’Ente Gestore. In questo studio, è stato scelto un set significativo di specie, su cui verificare un livello di efficacia di gestione rispetto al possibile impatto causato da attività svolte in snorkeling, in particolare seawatching e mini corsi di biologia marina per bambini. Per prima cosa, con l’utilizzo di un GPS, si è voluto caratterizzare l’itinerario svolto dalle attività, come un insieme di punti, e questa procedura è stata ripetuta più volte per avere una rappresentazione realistica del percorso. In seguito attraverso QGIS, è stato possibile creare delle Mappe di concentrazione dei punti, per individuare i siti in cui i turisti, che si apprestano a svolgere le attività, si soffermano maggiormente ad osservare gli organismi sottostanti, in questo modo sono state evidenziate delle aree lungo il percorso, caratterizzate da un maggiore impatto antropico. Il campionamento in acqua si è svolto in queste aree, attraverso l’ausilio di transetti, lungo i quali sono stati presi dati di presenza/assenza inerenti al set di specie preso in considerazione. A ciascuna specie, sono stati poi attribuiti dei criteri: Vulnerabilità, Valore eco-naturalistico, Diffusione, Valore estetico e Valore economico, per mezzo dei quali sono state individuate le specie che necessitano di maggiore attenzione, in quanto potrebbero subire danni a causa delle attività che si svolgono in Riserva.

L’attuale modo di produrre energia genera fortissimi impatti sull’ecosistema, causati dal prelievo indiscriminato di risorse non rinnovabili e dalla successiva immissione nell’ambiente dei loro residui, sotto forma di rifiuti e di emissioni che ne perturbano l’equilibrio in modo drammatico. L’energia è una componente importante di questa situazione, ma di certo non l’unica. L’uso efficiente delle risorse è un obiettivo cruciale da cogliere, ma oggi serve fare di più: bisogna limitare in assoluto gli impatti dovuti a tutte le attività umane e per farlo vanno sviluppati materiali, tecnologie e processi che generano meno effetti dannosi sull’ambiente. Il primo passo in questa direzione è misurare questi effetti, in modo da poter scegliere consapevolmente le soluzioni migliori e scartare quelle invece più impattanti. Il Life Cycle Assessment è un insieme di metodiche sviluppate per questo scopo, basate sulla misura analitica di tutti gli impatti associati ad un certo prodotto, lungo il suo intero ciclo di vita. Quindi dal prelievo delle risorse primarie di cui è costituito, fino al momento in cui viene dismesso e possibilmente riciclato alla fine del suo ciclo di utilizzo, considerando tutte le attività connesse, quali lavorazioni, trasporti, etc. Applicando la metodica LCA a un prodotto si ottiene il suo “profilo ambientale” definito tramite gli indicatori previsti dalla metodica stessa. Questo consente di confrontare i profili di due prodotti concorrenti, permettendo quindi di scegliere il meno impattante sulla base di una valutazione quantificata, analitica e obiettiva Quest’ultimo è stato il punto di partenza del seguente lavoro di tesi, in cui si sviluppa un’analisi di LCA per poter quantificare l’impatto ambientale relativo ad uno specifico ciclo produttivo. Il lavoro è stato condotto presso l’azienda Aliva S.r.l. di San Mauro Pascoli (FC), un’azienda leader nel campo della progettazione, sviluppo e realizzazione di sistemi per facciate ventilate.

Il presente elaborato propone una metodologia di valutazione della carbon footprint di un aeroporto e ne presenta un’applicazione per l’aeroporto “Guglielmo Marconi” di Bologna. Attraverso l'individuazione di macrocategorie di fonti di emissione, viene inoltre discussa l'efficacia di alcuni interventi di riduzione delle emissioni di anidride carbonica.

L’obiettivo del lavoro è stato quello di definire la filiera di smaltimento dei rifiuti di plastica di origine domestica. La modellazione della stessa ha preso come riferimento un insieme di informazioni rese disponibili dal CONAI, Consorzio Nazionale degli Imballaggi. Noti gli attori e le attività svolte al fine dell’avvio a recupero della frazione raccolta, è stato sviluppato un modello economico adeguato al fine di ripartire i costi delle attività in funzione della gestione del materiale. Tale modellazione non prende in esame le spese e gli introiti allocati al Consorzio, ma si focalizza sulle attività di raccolta, selezione e avvio a recupero. Ci si è poi concentrati sulla modellazione economica dell’avvio a recupero della frazione di plastica raccolta dal Comune di Bologna. Ripartendo la responsabilità di gestione tra il gestore del servizio (Hera), il Centro Comprensoriale (CC Akron Granarolo), i Centri di Selezione (CSS Argeco e Idealservice) e i riciclatori (tra quelli convenzionati al consorzio) si è definito il modello economico per il caso in esame. In particolare, si è adottato un approccio simulativo di allocazione del materiale selezionato in vista della modalità di vendita di alcuni prodotti tramite asta online. La quantificazione economica in sé risente di assunzioni definite per la determinazione di una componente di costo che possa essere il può possibile esaustiva delle operazioni svolte. Si è poi proceduto definendo una stima della quantità di diossido di carbonio prodotta in fase di combustione di carburante per la movimentazione dei flussi del caso di studio. I valori in esame sono stati desunti come prodotto tra la quantità di CO2 emessa per i chilometri percorsi a seconda della tipologia di mezzo adottata per la movimentazione dei flussi. I dati relativi alle quantità di anidrite carbonica prodotte sono stime in grammi di CO2 al chilometro realizzate da Arpa e distinte in funzione delle soluzioni tecnologiche da implementare secondo le disposizioni redatte dalla Comunità Europea. La nota metodologica adottata prevede di analizzare i risultati ottenuti in funzione della distanza percorsa, dei costi di trasporto e della quantità di CO2 generata per le attività.

Negli ultimi tre decenni la domanda globale di cibo, in particolare di proteine animali (carne, latte, uova), è aumentata in base alla crescita della popolazione che dovrebbe arrivare a 9 miliardi di persone entro il 2050. Questi alimenti rappresentano infatti un'importante fonte di energia, proteine di alta qualità, micronutrienti e vitamine. Pertanto, questo miglioramento potrebbe contribuire all'aumento della durata della vita e della domanda di cibo. Ciò ha costretto il settore agricolo ad un'ulteriore intensificazione che ha interessato anche la coltivazione di colture per l'alimentazione animale. Le produzioni agricole e zootecniche hanno un impatto ambientale rilevante, e questo argomento è oggetto di critiche e di indagini scientifiche anche per definire più accuratamente il loro contributo e le relative potenziali strategie di mitigazione, considerando anche che la fase agricola è il principale contributore dell'impatto ambientale della catena di produzione alimentare. Si riconosce infatti che il settore agricolo contribuisce direttamente al 21% delle emissioni totali di gas serra di origine antropica a livello mondiale e consiste per lo più di metano seguito da protossido di azoto e anidride carbonica. Queste emissioni sono per lo più associate alla produzione zootecnica, in particolare all'allevamento di ruminanti che contribuisce con le emissioni dirette di metano dovute alla fermentazione dei ruminanti e alla fermentazione del letame; la restante parte è composta da emissioni indirette dovute alla deforestazione, all'uso di energia e alla produzione di mangimi. Lo scopo di questa tesi è stato la valutazione dell'impronta ambientale nel settore zootecnico a diversi livelli di scala tematica. La filiera italiana della carne, gli allevamenti lattiero-caseari, un caseificio per la produzione di Grana Padano DOP e i singoli animali sono stati studiati per quantificare l'impronta ambientale. Nel primo lavoro è stata valutata la filiera italiana della carne con un approccio di analisi dei flussi di massa e di valutazione del ciclo di vita. In primo luogo, la quantificazione della carne è stata effettuata dalla macellazione al consumo domestico, partendo dal peso della carcassa fino alla carne realmente consumata. A questo livello si è tenuto conto della carne di bovini, suini, ovini e caprini, equidi e conigli. Durante la catena sono state quantificate anche le perdite di carne e i rifiuti. In particolare, i sottoprodotti di origine animale (SOA) sono stati quantificati per singole specie e classificati in base al rischio a livello sanitario secondo il regolamento (CE) 1069/2009. Secondo la categoria (Cat 1, Cat 2 o Cat 3), supponendo che tutti i SOA fossero destinati al processo di rendering, l'uso e lo smaltimento dei prodotti dopo rendering è stato identificato. L'analisi dei flussi di massa ha confermato come l'Italia sia un importatore netto di carne bovina e suina, mentre è autosufficiente per quanto la carne avicola. L'analisi dei flussi di massa rivela che nel 2013 sono stati consumati in Italia 2,86 Mt di carne. Questo valore equivale a 131 g/giorno/pro-capite e a 47,91 kg/anno/pro-capite di carne consumata. In percentuale la quantità totale di carne consumata è rappresentata dal 46% da carne suina, dal 28% di carne avicola, dal 23% di carne bovina e dal 3% di altre carni (coniglio, equini, ovini e caprini). Questo approccio ha permesso di quantificare anche sottoprodotti di origine animale (SOA) prodotti durante la fase di macellazione e gli scarti alimentari a livello di vendita al dettaglio e fase di consumo. La fase di macellazione è risultata essere la principale fonte di rifiuti, producendo il 48% di rifiuti originati nella filiera della carne. I risultati hanno evidenziato come i SOA siano già quasi completamente riutilizzati, compatibilmente con il loro rischio a livello sanitario, dimostrando la circolarità del sistema e permettendo di quantificare anche i prodotti evitati grazie al loro riutilizzo e le relative emissioni di gas serra evitate. Per quanto riguarda gli altri rifiuti alimentari, i risultati della presente valutazione possono essere considerati solo una stima per la mancanza di specifici coefficienti nazionali. Dopo la fase di quantificazione, è stato applicato l'approccio del Life Cycle Assessment (LCA) per valutare l'impronta ambientale, considerando anche il prodotto evitato grazie al riutilizzo dei sottoprodotti del rendering. I risultati dell'LCA rivelano che il consumo giornaliero di carne pro-capite emette 4,0 kg di CO2eq, con un contributo della care bovina pari al 30%, della carne suina pari al 9.6% e della carne avicola pari all’8%. Le emissioni relative ai SOA sono risultate essere pari al 60% di quelle totali e il loro riutilizzo ha permesso una riduzione di queste del 10%. Il secondo ed il terzo lavoro sono stati invece relativi al potenziale di riscaldamento globale (GWP) di latte bovino e Grana Padano DOP. Complessivamente sono stati valutate ventisette aziende zootecniche con bovine da latte, con latte destinato al formaggio Grana Padano DOP, e un caseificio, situato nella provincia di Piacenza. I dati primari sono stati raccolti utilizzando un questionario appositamente redatto. Questo ha incluso per le aziende agricole la richiesta di dati relativi alla composizione della mandria, la gestione dell'alimentazione, la produzione di latte e performance riproduttive, piani colturali e l'utilizzo delle risorse energetiche e dei materiali di lettime, mentre per il caseificio sono stati richiesti dati relativi all'utilizzo delle risorse energetiche e gli input richiesti dal processo di caseificazione. Nel secondo lavoro sono state valutate 10 aziende lattiere per valutare l'impronta di carbonio del latte (CF) e individuare le principali fonti di emissioni. Lo studio ha utilizzato un approccio dalla culla alla tomba considerando come unità funzionale un 1 kg di latte corretto per contenuto di grasso e proteine (FPCM). Il valore medio di CF di 1 kg di FPCM è risultato essere pari a 1,33 kg di CO2eq/kg FPCM con però un ampio range di variazione, da 1,02 a 1,62 kg di CO2eq/kg FPCM. Le emissioni dovute alle fermentazioni enteriche e alle fermentazioni da reflui rappresentano il 52% del totale, mentre le emissioni relative agli alimenti acquistati il 36%. L'autoproduzione e il consumo energetico rappresentano invece rispettivamente il 6% e il 6%. Nel terzo lavoro invece è stata presa in considerazione la produzione di Grana Padano DOP. In questo caso è stato utilizzato un approccio dalla culla al cancello del caseificio considerando come unità funzionali 1 kg di FPCM e 1 kg di Grana Padano DOP stagionato 9 mesi. Il latte destinato alla produzione del formaggio ha mostrato un valore medio di CF pari a 1,38 kg CO2eq/kg FPCM, con un valore minimo di 1,02 e uno massimo di 1,94 kg CO2eq/kg FPCM. Il valore medio di CF di 1 kg di formaggio Grana Padano DOP è stato invece pari a 9,99 kg di CO2eq, con un contributo della fase agricola pari al 94%. I risultati di questi lavori si sono mostrati in accordo con studi simili riportati in bibliografia e hanno inoltre permesso di evidenziare come gli allevamenti da latte mostrassero un maggior livello di sostenibilità ambientale ma con possibilità di miglioramento principalmente attraverso il miglioramento della gestione delle mandrie (prestazioni produttive e riproduttive). Il quarto lavoro ha riguardato invece lo sviluppo di proxy in grado di prevedere le emissioni di metano da singole bovine da latte. Questo focus è un punto caldo di ricerca, soprattutto perché di fondamentale importanza per individuare strategie di mitigazione efficaci per la riduzione delle emissioni di metano dovute a fermentazioni ruminali, gas ad effetto serra riconosciuto avere il maggior contributo sul totale delle emissioni. Le emissioni di metano dipendono principalmente dal quantitativo di concentrato assunto e dalla composizione generale della dieta, ma tuttavia nelle aziende agricole commerciali risulta difficile quantificare con precisione l’ingestione di alimenti. Lo studio ha quindi mirato a verificare la possibilità di utilizzare la tecnologia del vicino infrarosso (NIRS) utilizzando lo spettro di campioni di feci (NIRSf) e/o in combinazione con altri parametri fenotipici disponibili a livello aziendale per prevedere la produzione di metano (MP, g/giorno) dalle singole vacche da latte in lattazione. Il NIRSf da solo ha permesso una stima abbastanza buona della produzione di metano e le stime sono state migliorate in misura simile quando sono stati considerati il peso vivo o la produzione di latte tal quale o la produzione di latte corretta per il contenuto energetico, mentre la combinazione del NIRSf con più di un altro parametro ha migliorato le stime solo in misura molto limitata. Il metano può essere previsto utilizzando modelli che considerano l’ingestione di sostanza sezza, il peso vivo o la produzione di latte ma il limite principale è rappresentato dalla disponibilità dei dati a livello aziendale. La tecnica del vicino infrarosso applicata ai campioni fecali, in particolare se combinata con altri parametri fenotipici, può rappresentare una valida alternativa per misurazioni su larga scala in allevamenti da latte commerciali, quando l’ingestione di sostanza secca di solito non è disponibile, per la selezione genetica di vacche da latte a bassa emissione.
In the last three decades global demand of food, in particular animal proteins (meat, milk, and eggs), has increased according to the population growth, that is expected to go up to 9 billion by the 2050. These, in fact, represent an important source of energy, high-quality protein, micronutrients and vitamins. Therefore, this improvement could contribute to the lifespan increase and food demand. The latter forced the agricultural sector to a further intensification that affected also the cultivation of crops for animal feeding. Agricultural and livestock productions have a relevant environmental impact, and this topic is object of criticism and scientific investigation also to more accurately define its contribution and potential mitigation strategies, considering also that agricultural stage is the main contributor to the environmental impact of the food production chain. It is recognized, in fact, that agricultural sector directly contribute to the 21% of total global anthropogenic greenhouse gas emissions, mostly consisting of methane followed by nitrous oxide and carbon dioxide. These emissions are mainly associated with the livestock production, in particular with ruminants breeding that contributes directly to methane emissions due to ruminal and manure fermentation; the remaining part is composed by indirect emissions from deforestation, energy use and animal feed production. The scope of this thesis was the evaluation of environmental footprint in the livestock sector at different subject scale level. Italian meat supply chain, dairy farms, Grana Padano PDO cheese factory and single animals was investigated in order to quantify environmental footprint. In the first work, the Italian meat supply chain has been evaluated whit a mass flow analysis (MFA) approach and life cycle assessment (LCA) approach. Firstly, the quantification of meat had been made from slaughter to household consumption, starting form carcass weight to real meat consumed. At these levels, meat form cattle, pig, sheep and goat, equidae, and rabbit was taken in account. During the chain also meat losses and waste were quantified. In particular animal by-products (ABPs) were quantified for single species and categorized into heath level risk according to the Regulation (EC) 1069/2009. According to the category (Cat 1, Cat 2 or Cat3), assuming that all ABPs were destinated to rendering process, use and disposal of rendered products was identified. The MFA confirmed how Italy is a net importer of cattle and pork meat while it is self-sustaining for poultry meat. Mass flow analysis revealed that in 2013, 2.86 Mt of meat were consumed in Italy. It is equivalent to 131 g/day/pro-capita and to 47.91 kg/year/pro-capita of meat consumed. In percentage the total amount of consumed meat is represented by 46% of pig, 28% of poultry and 23% of cattle and 3% of other meat (rabbit, equidae, and sheep and goat). This approach quantified the ABPs produced at slaughtering level and food wastes at retail and consumer levels. Slaughter phase was the main source of waste, producing 0.80 Mt of ABPs, 48% of the total amount of waste originated in the meat supply chain. Results highlighted how the ABPs are already almost completely reused, compatibly with their health level risk, demonstrating the circularity of the system through the quantification of the avoided products and relative GHGs emissions. Concerning other food wastes, the results of the present evaluation could be considered only an estimate due to the lack of specific national coefficients. After quantification LCA was applied in order to evaluate environmental footprint, considering also avoided product due to the re-use of rendered ABPs. LCA results reveal that daily meat consumption pro-capita emits 4.0 kg CO2eq represented by 30% of cattle meat, 9.6% of pig meat and 8% of poultry meat. Emissions allocated to ABPs are the 60% and their re-use decrease the emissions about 10%. Second and third works focused the milk and PDO Grana Padano global warming potential (GWP). Overall, twenty-seven dairy farms, producing milk destinated to Grana Padano PDO cheese and one cheese factory, situated in the Piacenza province were evaluated. Primary data were collected by using a specific survey. This included for the farms the request of data regarding herd composition, feeding management, milk production, herd management and performace, crops cultivation and resource use, whereas for the cheese factory, the survey included energy resource use and input requested by cheese making process. In the second work, 10 dairy farms were evaluated in order to assess the milk Carbon Footprint (CF) and the main source of emissions. The system boundary was a cradle-to-farm-gate and functional unit is 1 kg of FPCM (Fat and Protein corrected milk). The CF of 1 kg of FPCM resulted equal to 1.33 kg CO2eq/kg FPCM with a wide range of variation from 1.02 to 1.62 kg CO2eq/kg FPCM. Emissions due to enteric fermentation and manure fermentation represented the 52% of the total, while acquired feed the 36%. Self-production and energetic consumption represented 6% and 6% respectively. In the third, Grana Padano PDO production was considered. The milk destinated to cheese processing showed an average value of CF equal to 1.38 kg CO2eq/kg FPCM, with a minimum value of 1.02 and a maximum one of 1.94 kg CO2eq/kg FPCM. Instead, the CF average value of 1 kg of PDO Grana Padano cheese was equal to 9.99 kg CO2eq, showing an agricultural stage contribution of 94%. Results of these works were in accord with similar studies reported in literature and had pointed out how dairy farms showed a greater level of environmental sustainability but with possibilities for improvement, mainly through herd management enhancement (productive and reproductive performances). Fourth work was about the development of proxies able to predict the methane emissions from individual cows. This focus is a hot research point in order to improve the mitigation strategies to reduce methane emissions because of the main GHG contributor. Methane emission is mainly driven by feed intake and diet composition, but it is difficult to measure intake in commercial farms. The study aimed to verify the possibility of using NIRS of faeces (NIRSf) alone and in combination with other phenotypic parameters available at a farm level to predict methane production (MP, g/d) from individual lactating dairy cows. NIRSf alone allowed a fairly good estimation of methane yield and the estimations were improved to a similar degree when BW, MY or ECM were considered, whereas combining NIRSf with more than one other parameters improved the estimations with a very little extent only. Methane can be predicted using models that consider the DMI, BW or MY but the main limitation is represented by the data availability. Near Infrared technique applied to faecal samples, in particular when combined with other phenotypic parameters, can represent a valid alternative for large-scale measurements in commercial dairy farms for genetic selection of low emitters dairy cows, when DMI measurement is usually not available.

Le biomasse hanno sempre rappresentato per l’umanità una fonte estremamente versatile e rinnovabile di risorse e tutt’oggi il loro impiego risulta vantaggioso in particolare per produrre energia termica ed elettrica attraverso processi di combustione, sistemi che tuttavia emettono sostanze dannose verso la salute umana e l’ecosistema. Queste pressioni ambientali hanno indotto alcune amministrazioni regionali (fra cui la Lombardia) a bandire temporaneamente l’installazione di nuovi impianti a biomasse, per prevenire e contenere le emissioni in atmosfera a tutela della salute e dell’ambiente. Il presente studio intende approfondire l’effetto ambientale di tali sistemi di riscaldamento domestico attraverso la tecnologia di analisi LCA (Life Cycle Assessment). Lo scopo dell’elaborato di Tesi consiste nell’eseguire un’analisi dell’intero ciclo di vita di due processi di riscaldamento domestico che utilizzino biomassa legnosa: una stufa innovativa a legna e una stufa a pellet. L’analisi ha quindi posto a confronto i due scenari con mezzi di riscaldamento domestico alternativi quali il boiler a gas, il pannello solare termico integrato con caldaia a gas e la pompa di calore elettrica. È emerso che tra i due scenari a biomassa quello a legna risulti decisamente più impattante verso le categorie salute umana e qualità dell’ecosistema , mentre per il pellet si è riscontrato un impatto maggiore del precedente nella categoria consumo di risorse. Dall’analisi di contributo è emerso che l’impatto percentuale maggiore per entrambi gli scenari sia legato allo smaltimento delle ceneri, pertanto si è ipotizzata una soluzione alternativa in cui esse vengano smaltite nell’inceneritore, riducendo così gli impatti. I risultati del punteggio singolo mostrano come lo scenario di riscaldamento a legna produca un quantitativo di particolato superiore rispetto al processo di riscaldamento a pellet, chiaramente dovuto alle caratteristiche chimico-fisiche dei combustibili ed alla efficienza di combustione. Dal confronto con gli scenari di riscaldamento alternativi è emerso che il sistema più impattante per le categorie salute umana e qualità dell’ecosistema rimane quello a legna, seguito dal pellet. I processi alternativi presentano impatti maggiori alla voce consumo di risorse. Per avvalorare i risultati ottenuti per i due metodi a biomassa è stata eseguita un’analisi di incertezza attraverso il metodo Monte Carlo, ad un livello di confidenza del 95%. In conclusione si può affermare che i sistemi di riscaldamento domestico che impiegano processi di combustione della biomassa legnosa sono certamente assai vantaggiosi, poiché pareggiano il quantitativo di CO2 emessa con quella assorbita durante il ciclo di vita, ma al tempo stesso possono causare maggiori danni alla salute umana e all’ecosistema rispetto a quelli tradizionali.

La presenza di una patina catalitica composta da Pt, Pd e Rh rende le marmitte catalitiche esauste interessanti nell’ambito dell’urban mining. Dei campioni rappresentativi sono stati caratterizzati tramite XRF e XRD per determinare la composizione chimica e mineralogica. Sono stati effettuati leaching test (a tempo e a pH controllato) e estrazioni sequenziali per valutare il comportamento ambientale; infine è stato indagato il potenziale di recupero di Pt attraverso idrometallurgia. In termini ambientali si evidenzia che il materiale tende ad essere acido in acqua mostrando un pH circa 5. Dai leaching test effettuati, si è osservato il rilascio di alcuni elementi in soluzione acquosa che, da un confronto con i limiti previsti dal D.M. 186/2006, eccedono le soglie di compatibilità ambientale. Dopo un pretrattamento (tal quale: “grezzo”, setacciati: “>2 mm” e “<2 mm”, separati per colore macinati “fine scura” e “fine chiara”), il processo idrometallurgico si è composto di due step. Nel 1° step è stato utilizzato HCl 0.1 M su tutte le frazioni. Definendo le 2 frazioni con rese maggiori (analizzando gli eluati ottenuti), è stato poi condotto il 2° step sul solido. quindi, le frazioni “> 2 mm” e “fine scura” sono state trattate con HCl 10 M + H₂O₂ o C₂H₂O₄ per esaminare l’influenza dei due agenti ossidanti. Le rese maggiori sono state osservate in presenza di H₂O₂. A partire dalla soluzione arricchita di metallo, Pt è stato precipitato con l’aggiunta di polvere di Zn elementare ed infine recuperato sciogliendo il solido con HNO₃ concentrato. Il processo idrometallurgico potrebbe essere ottimizzato soprattutto definendo dosaggi ottimali di concentrazione del reagente e la minima quantità necessaria di Zn elementare e acido nitrico per il recovery. Nel caso di questa tesi si è voluto indagare un metodo il più possibile eco-friendly, evitando l’utilizzo di acidi concentrati e potenzialmente tossici (come HCN) e basse temperature compatibili a scala industriale.

In un contesto di continuo sviluppo industriale e di mutamenti climatici e del territorio, interrogarsi sulla sostenibilità dello sfruttamento delle risorse ambientali diventa di primaria, nonché impriscindibile, importanza. In particolare, il consumo dell’acqua dolce, risorsa scarsa sempre più difficilmente accessibile, deve essere necessariamente rallentato non solo attraverso un utilizzo più consapevole e controllato da parte delle industrie e della popolazione, ma anche grazie al supporto di tecnologie avanzate ed innovative per il trattamento ed il recupero dell’acqua di scarico, nel rispetto dei vincoli vigenti in materia di salute e tutela del territorio. In questa cornice si inserisce il progetto Niagara, lanciato da ADUE S.p.A, in collaborazione con CVAR LTD, il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Bologna e co-fondato dall’Unione Europea tramite l’iniziativa Eco-Innovation. L’obiettivo è quello di integrare un classico impianto di riempimento dell’industria del Food & Beverage con un sistema integrato ed innovativo per il trattamento e recupero dell’acqua di scarico di processo prodotta e, normalmente, rigettata in ambiente. L’elaborato punta a sostenere il progetto Niagara proprio dal punto di vista dell’impatto ambientale, per comprovarne i considerevoli vantaggi derivabili rispetto allo scenario AS-IS attualmente adottato, di scarico diretto dei flussi d’acqua in ambiente. La quantificazione di tali vantaggi ambientali viene calcolata attraverso la metodologia di Life Cycle Assessment, dettata dalla norma ISO14040, che definisce gli stadi di valutazione dell’impatto del ciclo di vita di un qualcunque prodotto/servizio dalla fase di produzione ed assemblaggio, sino allo stadio di smaltimento, attraverso indicatori che stimano i danni apportati nei confronti dell’ambiente, delle risorse e dell’uomo.

La seguente tesi di laurea punta creare una procedura completa per la modellistica della dispersione degli inquinanti in atmosfera, derivanti dell’installazione o dalla modifica di impianti industriali, tramite modello Lapmod, in un territorio ed un periodo di riferimento di interesse. Questa procedura prenderà come riferimento una verifica di assoggettabilità a VIA (Valutazione di Impatto Ambientale) pubblicata sull’apposito sito di consultazione dell’Emilia Romagna, cercando inoltre di introdurre un criterio di significatività dell’impatto come richiesto dalla normativa vigente del testo unico ambientale. L'elaborato sarà pertanto suddiviso in tre parti: • la prima parte descrive i principali riferimenti normativi riguardo la qualità dell'aria e la regolamentazione in materia di inquinamento atmosferico. • La seconda parte, invece, consiste in un riassunto della procedura utilizzata per il reperimento dei dati utili ai modelli, considerando i migliori dati ottenibili al fine di una valutazione il più accurata possibile edun sunto sulla procedura utilizzata per i modelli di dispersione. Il processore principale di dispersione utilizzato per il caso di studio è Lapmod, un modello Lagrangiano a particelle, tridimensionale e non stazionario, adatto a simulare la dispersione in atmosfera su terreno complesso di sostanze inerti o radioattive, emesse sia in fase gassosa sia in forma di aerosol. Oltre alla dispersione degli inquinanti convenzionali, LAPMOD è in grado di simulare anche la dispersione in atmosfera di sostanze odorigene. • Infine, nella terza parte dell'elaborato, viene applicato il modello ad un caso di studio, ricalcando una valutazione d’impatto sulla parte applicativa della modellistica, per quando tecnicamente possibile.

La salvaguardia dell’ambiente e il risparmio delle risorse naturali non rinnovabili è divenuta una questione di grande interesse per tutti i settori della società. Nel campo dell’ingegneria civile ci si rivolge in generale all’impiego di materiali da costruzione ecocompatibili che generino un basso impatto ambientale in fase realizzativa e in esercizio. In questo studio è stata valutata e dimostrata scientificamente la possibilità, nel confezionamento di conglomerati bituminosi per uso stradale, di utilizzare, oltre agli aggregati estratti naturalmente da cava, aggregati riciclati convenzionali e non convenzionali, raggiungendo una percentuale medio – alta, pari al 50 % in peso per strato di usura e pari al 56 % in peso sul totale degli aggregati per strato di binder ed utilizzare filler di riciclo, derivanti da precedenti lavorazioni industriali di realtà prossime all’azienda imolese, da sostituire in parte o tutto al filler calcareo, tradizionalmente utilizzato come additivo. Dalla necessità di orientarsi verso scelte strategiche e sostenibili, la Cooperativa trasporti Imola Scrl Societa’ Cooperativa ha deciso di collaborare con l’Università di Bologna per: migliorare la progettazione di conglomerati bituminosi contenenti materiale di riciclo; diminuire ulteriormente il prelievo del capitale naturale e ridurre gli sprechi in sede di trasformazione delle risorse. Si è dimostrato che le miscele bituminose con materiale di riciclo rappresentino una efficace alternativa alle tradizionali e come la metodologia LCA – Life Cycle Assessment risulti essere un valido strumento da impiegare per valutarne gli impatti ambientali.

Questa tesi si pone l’obiettivo di condurre valutazioni di impatto ambientale in fase progettuale definitiva, per un edificio turistico ricettivo di 12 piani fuori terra che verrà costruito nella città di Bologna e che sarà certificato LEED. A tal proposito sono state condotte due analisi del ciclo di vita LCA a scale differenti: la singola soluzione tecnologica per 1 m2 di involucro verticale opaco, identificando differenti proposte progettuali di facciata; l’intero edificio considerando solo strutture e involucro come richiesto dalla verifica del relativo credito della certificazione LEED (“Building Life Cycle Impact Reduction”). Entrambi gli studi sono stati affrontati mediante l’utilizzo del Software One Click LCA e la relativa banca dati in conformità con le norme ISO 14044, ISO 21930 ed EN 15978, quindi presentano la valutazione delle medesime categorie di impatto ambientali e le stesse fasi del ciclo di vita (A1-A4, B4-B5, C1-C4) dalla culla alla tomba. La prima parte della ricerca ha quindi lo scopo di effettuare una valutazione comparativa del profilo ambientale e dei principali parametri prestazionali termici, di resistenza e reazione al fuoco, durabilità e circolarità dei materiali impiegati per soluzioni tecnologiche di involucro che si differenziano per i diversi materiali costruttivi, finiture e posa in opera. I risultati di questa prima comparazione vengono poi utilizzati per il confronto tra un edificio di riferimento paragonabile per localizzazione, forma e funzione con l’edificio di progetto, identificando la strategia e gli elementi costruttivi chiave da ottimizzare per ottenere una riduzione di almeno il 10% di tre delle cinque categorie di impatto ambientale considerate. Nonostante la complessità delle variabili in gioco lo studio propone un processo che possa tenere in considerazione i parametri di sostenibilità, guidando la progettazione verso la scelta di materiali con minor carbonio inglobato, sfruttando l’integrazione BIM e LCA.

Le produzioni zootecniche italiane giocano un ruolo importante nel settore agroalimentare, spaziando dagli aspetti sociali a quelli economici ed ambientali. L'Italia è leader nella produzione di latte vaccino di qualità per il consumo diretto ed è il principale paese europeo produttore di formaggi DOP. Tuttavia, la produzione di latte ha impatti sull'ambiente in quanto l'allevamento contribuisce ai gas serra presenti, principalmente dal processo digestivo degli animali, gestione degli effluenti e acquisto di alimenti, oltre alla potenziale immissione di sostanze inquinanti in acqua e suolo. L’analisi del ciclo di vita (Life Cycle Assessment, LCA) applicata in un’ottica di obiettivo di sviluppo agricolo ed agroalimentare sostenibile, permette di individuare le principali criticità legate al settore lattiero-caseario, e di predisporre azioni di mitigazione ambientale. A tal proposito, la Commissione Europea (CE) ha sviluppato la metodologia Product Environmental Footprint (PEF) e specifiche Category Rules (PEFCR) per armonizzare le scelte metodologiche di LCA e fornire criteri oggettivi di confronto dell'eco-compatibilità di prodotti. Il progetto LIFE TTGG (The Tough Get Going) applica la relativa PEFCR per il calcolo delle prestazioni ambientali nelle filiere Grana Padano e Comté DOP, ponendo le basi per trasformare le problematiche ambientali che scaturiscono dalle attività dei singoli produttori, in opportunità di miglioramento, nell’ottica della transizione ecologica del Paese.
The livestock breeding in Italy plays an important role in the agri-food sector, spanning from social to economic and to environmental aspects. Italy is a leader in the production of quality milk for direct consumption and is the main European country producing PDO cheeses. However, milk production carries impacts on the environment, as livestock farming contributes to greenhouse gas emissions, mainly resulting from animals’ digestion system, manure management and feed purchase, as well as pollutants. With the aim of a sustainable agricultural and agri-food development, it is important to identify, through Life Cycle Assessment (LCA), main criticalities related to the dairy sector, in order to adopt environmental mitigation actions. In this regard, the EC has developed the Product Environmental Footprint (PEF) methodology and specific Category Rules (PEFCR), harmonizing the methodological choices of LCA and providing objective criteria to compare the eco-compatibility of products. The LIFE TTGG (The Tough Get Going) project applies the PEFCR, calculating the environmental performance of the Grana Padano and Comté PDO supply chains and laying the bases for transforming the environmental problems arising from the activities of individual producers into opportunities for improvement, with a view to the Country's ecological transition.

Le produzioni zootecniche italiane giocano un ruolo importante nel settore agroalimentare, spaziando dagli aspetti sociali a quelli economici ed ambientali. L'Italia è leader nella produzione di latte vaccino di qualità per il consumo diretto ed è il principale paese europeo produttore di formaggi DOP. Tuttavia, la produzione di latte ha impatti sull'ambiente in quanto l'allevamento contribuisce ai gas serra presenti, principalmente dal processo digestivo degli animali, gestione degli effluenti e acquisto di alimenti, oltre alla potenziale immissione di sostanze inquinanti in acqua e suolo. L’analisi del ciclo di vita (Life Cycle Assessment, LCA) applicata in un’ottica di obiettivo di sviluppo agricolo ed agroalimentare sostenibile, permette di individuare le principali criticità legate al settore lattiero-caseario, e di predisporre azioni di mitigazione ambientale. A tal proposito, la Commissione Europea (CE) ha sviluppato la metodologia Product Environmental Footprint (PEF) e specifiche Category Rules (PEFCR) per armonizzare le scelte metodologiche di LCA e fornire criteri oggettivi di confronto dell'eco-compatibilità di prodotti. Il progetto LIFE TTGG (The Tough Get Going) applica la relativa PEFCR per il calcolo delle prestazioni ambientali nelle filiere Grana Padano e Comté DOP, ponendo le basi per trasformare le problematiche ambientali che scaturiscono dalle attività dei singoli produttori, in opportunità di miglioramento, nell’ottica della transizione ecologica del Paese.
The livestock breeding in Italy plays an important role in the agri-food sector, spanning from social to economic and to environmental aspects. Italy is a leader in the production of quality milk for direct consumption and is the main European country producing PDO cheeses. However, milk production carries impacts on the environment, as livestock farming contributes to greenhouse gas emissions, mainly resulting from animals’ digestion system, manure management and feed purchase, as well as pollutants. With the aim of a sustainable agricultural and agri-food development, it is important to identify, through Life Cycle Assessment (LCA), main criticalities related to the dairy sector, in order to adopt environmental mitigation actions. In this regard, the EC has developed the Product Environmental Footprint (PEF) methodology and specific Category Rules (PEFCR), harmonizing the methodological choices of LCA and providing objective criteria to compare the eco-compatibility of products. The LIFE TTGG (The Tough Get Going) project applies the PEFCR, calculating the environmental performance of the Grana Padano and Comté PDO supply chains and laying the bases for transforming the environmental problems arising from the activities of individual producers into opportunities for improvement, with a view to the Country's ecological transition.

L’emergenza climatica e ambientale dichiarata da centinaia di governi e dal Parlamento Europeo nel 2019 sta assumendo un peso sempre maggiore nelle scelte politiche ed economiche dei Paesi dell’UE. Nello stesso anno si sono mossi i primi passi verso il New Green Deal, con l’obiettivo di condurre l’UE verso la completa decarbonizzazione entro il 2050. Il settore delle costruzioni si caratterizza per la sua staticità: la sfida per il progettista è quella di innovare questo settore sviluppando un approccio circolare alla progettazione. In questa tesi è stato ampiamente analizzato il termine “circolarità”, cercando di fare emergere le sue molteplici sfaccettature e semplificando, per quanto possibile, la complessità delle interazioni tra gli aspetti coinvolti nel processo edilizio. Il lavoro svolto parte dall’analisi del caso studio irlandese individuato nel progetto europeo Horizon 2020 “DRIVE 0 - Driving decarbonization of the EU building stock by enhancing a consumer centred and locally based circular renovation process”. Tramite analisi semplificate si è giunti alla valutazione quantitativa del livello di circolarità di un edificio, in funzione della sua composizione costruttiva. Questa informazione è rappresentata da un indice numerico finale che sintetizza l’impatto ambientale del complesso edilizio in termini di energia e di CO2 inglobate. Si conferma la possibilità di utilizzare metodi speditivi per una corretta valutazione della circolarità degli interventi, per fornire a tutti i principali soggetti coinvolti nel processo decisionale strumenti snelli ed efficienti, che possano guidarli nelle scelte progettuali. Ulteriore obiettivo è quello di incentivare l’utilizzo di tecnologie plug&play, che risultino idonee agli interventi di riqualificazione sull’ambiente costruito e che rispettino il concetto di circolarità, rispondendo alla necessità di un nuovo approccio sostenibile e circolare alla progettazione.

Con l’ultimo rapporto dell’ IPCC e gli obiettivi che le nazioni del mondo si sono poste in seguito alla conferenza sul clima tenutasi a Parigi nel dicembre del 2015, sono sempre maggiori le soluzioni che si cercano al fine di rendere la società più sostenibile e resiliente per sopportare al meglio le conseguenze dei cambiamenti climatici. Le pareti verdi fanno parte di quelle infrastrutture che si pongono in quest’ottica di sostenibilità e riconciliazione con la natura. In questo elaborato si è cercato di classificare ed esaminare alcune delle tipologie più utilizzate di sistemi di inverdimento verticale, andando ad analizzare la letteratura presente sull’argomento. In particolare ci si è soffermati sugli aspetti di sostenibilità ambientale di tali infrastrutture, con riferimento alla valutazione del loro ciclo di vita e ai benefici da loro apportati, soprattutto quelli riguardanti microclima, diminuzione dell’isola di calore, aumento della biodiversità e miglioramento della qualità dell’aria. Si sono inoltre analizzati aspetti di natura economica e progettuale, mostrando l’utilità di uno strumento quale il “process tree” in quest’ultimo ambito. In seguito, si è preso in considerazione il lavoro del gruppo di ricerca “Terracini in Transizione”, un living-lab della sostenibilità che si svolge nella sede in via Terracini, 28 della facoltà di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna. Nello specifico si sono osservati alcuni dei progetti e delle analisi svolte dai vari gruppi “pareti verdi” che si sono susseguiti all’interno del corso di “Valorizzazione delle risorse primarie e secondarie” della professoressa Bonoli, tra cui l’analisi di fattibilità di una parete verde da installare nel plesso in via Terracini, l’analisi di substrati di crescita alternativi per pareti vegetate e lo studio, in collaborazione con la facoltà di Agraria, di un substrato innovativo composto da un mix di pannolini usati e fibra di cocco.

Questa tesi di dottorato analizza l’utilizzo del sorgo (Sorghum bicolour (L.) Moench) al fine di produrre energia elettrica, tramite combustione diretta della biomassa. Il focus della tesi è stato quello di sottolineare i benefici ed i rischi associati all’uso di tre genotipi di sorgo caratterizzati da diversa lunghezza del ciclo culturale (precoce, medio-tardivo e tardivo). La dinamica e la durata del processo di essicazione in campo sono state simulate attraverso un modello ad hoc (“sorghum haying model”), il quale integrato a CropSyst, è stato utilizzato per realizzare un’analisi del rischio produttivo stimando le perdite di biomassa (respirazione e meccanizzazione), ed i mancati affienamenti. Nell’analisi del rischio vengono stimati il numero di ettari necessari e la probabilità di eccedere la soglia di 64.000 ton ss anno-1 necessari per l’alimentazione di una centrale nell’Oltrepò pavese . Inoltre uno studio di Life Cycle Assessment è stato condotto per la valutazione dell’impatto ambientale dell’utilizzo del sorgo integrato a quello della paglia per il completamento del fabbisogno totale della centrale 94.000 ton ss anno-1. Particolare attenzione inoltre è stata data alla variazione del contenuto di C organico del suolo dovuto alla rimozione della paglia ed all’interramento dei mancati affienamenti di sorgo. Il genotipo precoce mostra le migliori performance produttive ed energetiche oltre che la più alta probabilità di eccedere la soglia di 64.000 ton ss anno-1. Lo studio di LCA non ha mostrato differenze significative tra i genotipi anche se il minor impatto ambientale, è stato evidenziato dal genotipo tardivo conseguenza dell’interramento della più alta quantità di mancati affienamenti.
This PhD thesis explores the use of sorghum (Sorghum bicolour (L.) Moench) as a dedicated bio-energy crop and highlights the benefits and risks associated with the use of early, medium-late and late sorghum genotypes to generate electricity by direct combustion in a biomass power plant. The dynamics and duration of the field drying process were simulated through the development of a specific model ("sorghum haying model"), which integrated with CropSyst, was used to perform a production risk assessment analysis estimating the biomass losses (respiration and mechanical), the haymaking failures and consequently to quantify the amount of dry baled biomass available for the power plant. In addition, the number of hectares needed to plant sorghum and the probability to exceed the threshold of 64000 Mg DM y-1, necessary to feed a biomass power plant in Oltrepò Pavese, were estimated. A complete Life Cycle Assessment (LCA) study was carried out in order to evaluate the environmental impact of the three sorghum genotypes involved in this study. The LCA study takes into consideration the use of winter wheat straw as an additional biomass source to satisfy the total biomass power plant needs (94000 Mg DM y-1). Particular attention was given to the soil organic C change (ΔSOC) due to straw removal and haymaking failures soil incorporation. Early genotype showed the best biomass production and energy performance as well as the highest probability to exceed the threshold of 64000 Mg DM y-1. The LCA results did not show significant differences between genotypes although the lower environmental impact, has been achieved by the late genotype due to the highest amount of haymaking failures incorporated in the soil.

Questa tesi di dottorato analizza l’utilizzo del sorgo (Sorghum bicolour (L.) Moench) al fine di produrre energia elettrica, tramite combustione diretta della biomassa. Il focus della tesi è stato quello di sottolineare i benefici ed i rischi associati all’uso di tre genotipi di sorgo caratterizzati da diversa lunghezza del ciclo culturale (precoce, medio-tardivo e tardivo). La dinamica e la durata del processo di essicazione in campo sono state simulate attraverso un modello ad hoc (“sorghum haying model”), il quale integrato a CropSyst, è stato utilizzato per realizzare un’analisi del rischio produttivo stimando le perdite di biomassa (respirazione e meccanizzazione), ed i mancati affienamenti. Nell’analisi del rischio vengono stimati il numero di ettari necessari e la probabilità di eccedere la soglia di 64.000 ton ss anno-1 necessari per l’alimentazione di una centrale nell’Oltrepò pavese . Inoltre uno studio di Life Cycle Assessment è stato condotto per la valutazione dell’impatto ambientale dell’utilizzo del sorgo integrato a quello della paglia per il completamento del fabbisogno totale della centrale 94.000 ton ss anno-1. Particolare attenzione inoltre è stata data alla variazione del contenuto di C organico del suolo dovuto alla rimozione della paglia ed all’interramento dei mancati affienamenti di sorgo. Il genotipo precoce mostra le migliori performance produttive ed energetiche oltre che la più alta probabilità di eccedere la soglia di 64.000 ton ss anno-1. Lo studio di LCA non ha mostrato differenze significative tra i genotipi anche se il minor impatto ambientale, è stato evidenziato dal genotipo tardivo conseguenza dell’interramento della più alta quantità di mancati affienamenti.
This PhD thesis explores the use of sorghum (Sorghum bicolour (L.) Moench) as a dedicated bio-energy crop and highlights the benefits and risks associated with the use of early, medium-late and late sorghum genotypes to generate electricity by direct combustion in a biomass power plant. The dynamics and duration of the field drying process were simulated through the development of a specific model ("sorghum haying model"), which integrated with CropSyst, was used to perform a production risk assessment analysis estimating the biomass losses (respiration and mechanical), the haymaking failures and consequently to quantify the amount of dry baled biomass available for the power plant. In addition, the number of hectares needed to plant sorghum and the probability to exceed the threshold of 64000 Mg DM y-1, necessary to feed a biomass power plant in Oltrepò Pavese, were estimated. A complete Life Cycle Assessment (LCA) study was carried out in order to evaluate the environmental impact of the three sorghum genotypes involved in this study. The LCA study takes into consideration the use of winter wheat straw as an additional biomass source to satisfy the total biomass power plant needs (94000 Mg DM y-1). Particular attention was given to the soil organic C change (ΔSOC) due to straw removal and haymaking failures soil incorporation. Early genotype showed the best biomass production and energy performance as well as the highest probability to exceed the threshold of 64000 Mg DM y-1. The LCA results did not show significant differences between genotypes although the lower environmental impact, has been achieved by the late genotype due to the highest amount of haymaking failures incorporated in the soil.

Lo scopo del progetto di tesi è stato quello di indagare come è variato nel tempo l’impatto dell’impianto di incenerimento situato a Coriano, in provincia di Rimini, a seguito dell’introduzione di soluzioni tecnologiche sempre più evolute al fine di una maggiore tutela ambientale. Lo studio è stata condotto utilizzando la tecnica del Valutazione del Ciclo di Vita (LCA, Life Cycle Assesment), che consente di quantificare gli impatti utilizzando indicatori precisi e di considerare il processo in tutti i suoi dettagli. I risultati evidenziano una progressiva diminuzione dell’impatto complessivo dell’impianto, dovuto sia alle operazioni di adeguamento relative alle attività di incenerimento, sia all’introduzione di un sistema sempre più efficiente di recupero energetico. I confini del sistema sono infatti stati ampliati per poter includere nello studio l’energia elettrica generata dal recupero del calore prodotto durante la combustione. Sono stati valutati rapporti causa-effetto tra i risultati ottenuti ed alcune informazioni correlate al processo, quali composizione dei rifiuti e variazione temporale del mix energetico in Italia. Sono infine state effettuate valutazioni relativamente alla comparazione dell’impianto studiato con altre realtà territoriali ed impiantistiche e sono state prese in esame alcune tra le tecnologie più innovative applicabili al processo, soprattutto per quel che riguarda la depurazione dei fumi.

Il trasporto di persone rappresenta una delle principali fonti di sostanze inquinanti e climalteranti: in l’Italia il settore dei trasporti è responsabile di oltre il 25% delle emissioni totali di CO2, oltre che di migliaia di tonnellate di altri inquinanti. Gli organismi di Governo ribadiscono da tempo la volontà di indirizzare il mercato automobilistico verso vetture meno inquinanti, tuttavia non è ancora chiaro quali tipologie di propulsioni siano più ecocompatibili. Questo studio di cerca di chiarire, basandosi sull’analisi del ciclo di vita dell’auto in contesto italiano, quali tra le vetture commercialmente disponibili (benzina, diesel, GPL, metano, elettriche ed ibride) abbiano l’impatto minore dal punto di vista ambientale.

Alla base di questo studio vi è l’analisi della filiera della plastica, in particolare nella regione Emilia-Romagna, con l’obiettivo di valutare gli impatti ambientali ad essa connessi. La prima parte dello studio di Tesi è rivolta alla descrizione del quadro normativo, così da mettere in luce le norme vigenti a livello europeo, nazionale e regionale. Particolare attenzione è data alle novità introdotte dalle direttive sull’economia circolare della Commissione Europea, evidenziando gli obiettivi che l’Unione Europea vuole raggiungere in ambito di prevenzione, recupero e smaltimento della plastica. Successivamente, al fine di inquadrare la filiera della plastica dal punto di vista regionale, nazionale e internazionale, è stata svolta un’analisi a partire dai principali impianti di gestione e trattamento dei rifiuti presenti in Emilia-Romagna. Ciò ha permesso di avere un’idea di quali siano le quantità di materiale plastico trattato preliminarmente in regione e in seguito inviato ad altri impianti per un successivo trattamento, questi ultimi situati in Emilia-Romagna o in altre regioni d’Italia o all’Estero. L’ultima parte della Tesi è l’applicazione di uno studio LCA all’attività dell’azienda Balboni Omero S.r.l., che si occupa di recupero, trattamento e riciclaggio di materiale plastico e rifiuti industriali, con produzione finale di materia prima seconda (MPS). L’analisi LCA è stata svolta avvalendosi del software SimaPro 8. A partire dai dati forniti, è stata sviluppata una valutazione del ciclo produttivo, considerando come confini del sistema l’impianto stesso. I risultati emersi sono stati opportunamente descritti, interpretati e valutati.

With respect to meat production in Italy, poultry meat production is among the main ones with a production of 1.25 million tonnes, 68% of which is broiler meat (Avec, 2015). Most of the broiler meat come from standard indoor system farms and they are located in the North-East regions (Unaitalia, 2014), often concentrated in specific areas, that frequently leads to criticism due to emissions, in particular ammonia (NH3), nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) produced and the difficulty to obtain a proper disposal of poultry manure. This is because the broiler farms in these areas are a lot and all are characterized by the absence of field where the poultry manure could be spread. The broiler standard indoor system is characterized by a standard production chain, which starts with the companies that produce the feed and closes with the companies that slaughter and prepare the finished product. However, the poultry chain has never given much importance to the co-product that inevitably forms, that is, the poultry manure. The poultry manure is a co-product, it has an excellent amounts of nitrogen and phosphorus (Chamblee and Todd, 2002). This situation leads to problems of the emissions of broiler farm and the correct management of the poultry manure and the consequent environmental impacts. For these reasons, the research follows three research lines: i) use mix of microorganisms (LW) in the broiler breeder phase (PM = poultry manure treatment, DW = drinking water treatment and CL = control or no treatments); ii) three utilization scenarios of poultry manure (direct field spread = DFS, production of organic fertilizers = POF and combustion plant = CP). The last two scenarios produce organic fertilizer, also (IFA, 2012); iii) application of a field simulation model and compare cultures with high (Hi) and low (Li) input, in particular respect nitrogen (N). The third line of research has been developed because, although not strictly related to the use of poultry manure, it concerns nitrogen (N) and its application to a crop. Since the poultry manure has a lot of nitrogen (N), it has been considered interesting to evaluate this element, considering the problems connected to it also and especially bound by the Nitrates Directive (91/676/CEE and DM 5046 of 25 February 2016). The first line, was evaluated using the methodology Life Cycle Assessment (LCA). The second with LCA and DeNitrification- DeComposition (DNDC) model approaches. Finally, the last with DNDC model. From the first line of research (i), it can be deduced that, except the greater environmental impact of feed that are 81% of CL, 79% of PM and DW, microorganism treatments have reduced emissions from broiler breeding farm and hence, environmental impacts. The environmental impacts of the two types of treatment (PM and DW) are compared to the CL both. The Terrestrial Acidification (TA) expressed as kg SO2 eq., in PM is less than 11.057% and in DW is 4.876%. In the Particular Matter Formation (PMF) expressed as kg PM10 eq., in PM is less than 9.076 and in DW is less than 2.727. In the Eutrophication Potential (EP) expressed as kg PO4 eq., in the PM is less than 5.212 and in DW is less than 0.101. On the other hand, there have not been significant results with a lower environmental impact as regards the Climate Change (CC) expressed as kg CO2 eq. Finally, with regard to housing emissions, especially with respect to NH3, Monte Carlo analysis showed a significant reduction in emissions between the different scenarios. In PM there were less emissions of 69% and 77% in DW, respectively compared to CL. Instead, from the second line of the research (ii), the environmental impacts of utilization scenarios of poultry manure (POF and CP) are both compared to the DFS. In Eutrophication (EP) expressed as kg PO4- eq., there is a lower environmental impact of 33% in the CP. Instead, it is higher of 16.2% in the POF, in agreement with other studies, also (González-García et al., 2014). Another important impact category to consider is the Acidification (AP) expressed as kg SO2 eq., that is higher in POF scenario of 2.5%, insteed it is less of 9.7% in CP. This becouse the N leach (nitrate), is 22.11, 20.17 and 16.43 kg N/ha/y in a time horizon of 100 years in production of POF, DFS and CP, respectivelly. The Photochemical Oxidation expressed as kg C2H4 eq., it is less of 5.2% in the POF and it is less of 28% in the CP. The Particular Matter Formation (PMF) expressed as PM10 eq., it is less of 18% in the CP. The Abiotic Depletion of Fossil Fuel (FD) expressed as MJ, it is less of 9.5% in the CP and insteed, it is higher of 5,4% in the POF. The Cumulative Energy Demand (CED) expressed as MJ, it is less of 8.1% in the POF and it is less of 4.9% in the CP. Regarding FD, and especially for the CED, values of higher environmental impact for POF, it is due to the high energy request. Finally, from the thrid line of the research (iii), despite of its positive applications, the use of active light crop canopy remote sensors for in-season site-specific nitrogen (N) management, has some drawbacks. The development of algorithms to estimate in-season N rates is based on data that relates canopy spectral data to potential yield and N uptake over multiple years and locations. Furthermore, canopy sensing-based N rate algorithms use in-season estimation of canopy N status to prescribe N rate need to reach yield potential, but is does not account for crop streses between sensing and harvest. The goal of this third study was to develop and test a methodology for combining normalized difference vegetation index data (NDVI) and simulating the assess spatial variability of corn N stress and in-season N rate. Using two season data (2008-2009) of five corn fields located in the Venice lagoon watershed, spatial model calibration and simulation were conducted using the CERES – Maize model in DSSAT in conjunction with the GeoSpatial Simulaton (GeoSim) tool in the Quantum GIS software. The model was first optimized to properly predict the yield, and subsequently to match the simulated and the NDVI-derived leaf area index (LAI). Model accuracy in yield estimation was reached by soil parameters optimization and was not negatively influenced by model optimization for LAI. In order to evaluate the advantages of coupling modelling and spectral data, N stress was simulated and optimum rates able to minimize it were evaluated. The incorporation of proximal sensed-derived data into the model guaranteed to increase the accuracy of Nitrogen stress simulation, due to the relationship between NDVI, LAI and N stress. Manage an inseason site-specific fertilization aiming to minimize N stress could N efficiency not guarantee to satisfy other criteria, such as the maximum achievable yield, the economic convenience or the environmental impact of the fertilization.
Per quanto riguarda la produzione di carne in Italia, la produzione di carne avicola è tra le principali con una produzione di 1,25 milioni di tonnellate, del quale il 68% sono polli da carne o broiler (Avec, 2015). La maggior parte della carne di broiler proviene da allevamenti intensivi e si trovano nelle regioni del Nord-Est (Unaitalia, 2014), spesso concentrate in aree specifiche, che frequentemente portano a criticismi dovuti alle emissioni, in particolare all'ammoniaca (NH3), all’ossido di diazoto (N2O) e al metano (CH4) prodotti e la difficoltà di ottenere un corretto smaltimento della lettiera. Questo perché gli allevamenti di polli da carne in queste aree sono molto numerosi e tutti sono caratterizzati dall'assenza di terreno in cui la lettiera potrebbe essere sparsa. L’allevamento intensivo del broiler è caratterizzato da una catena standard di produzione, che inizia con le aziende che producono il mangime e si chiude con le aziende che macellano e preparano il prodotto finito. Tuttavia, la catena di produzione non ha mai dato molta importanza al co-prodotto che inevitabilmente si produce, cioè la lettiera. La lettiera è un co-prodotto con una quantità eccellente di azoto e fosforo (Chamblee e Todd, 2002). Questa situazione porta a problemi dovuti alle emissioni prodotte negli allevamenti e alla corretta gestione della lettiera e di conseguenza agli impatti ambientali. Per questi motivi, la ricerca si sviluppa in tre linee: i) l’utilizzo di un pool di microrganismi (LW) nella fase di allevamento (PM = trattamento della lettiera, DW = trattamento dell'acqua di abbeveraggio e CL = controllo o nessun trattamento); ii) tre scenari di utilizzo della lettiera (spargimento diretto in campo = DFS, produzione di fertilizzanti organici = POF e impianto di combustione = CP). Gli ultimi due scenari producono anche fertilizzanti organici (IFA, 2012); iii) applicazione di un modello di simulazione sul campo e confronto di colture con elevato (Hi) e basso (Li) input, in particolare rispetto all'azoto (N). La terza linea di ricerca è stata sviluppata perché, sebbene non strettamente correlata all'utilizzo della lettiera, riguarda l'azoto (N) e la sua applicazione in campo. Poiché la lettiera ha molto azoto (N), si è stato considerato interessante valutare questo elemento, considerando i problemi ad essi connessi anche ed in particolarmente rispetto alla direttiva sui nitrati (91/676/CEE e DM 5046 del 25 febbraio 2016). La prima linea di ricerca, è stata valutata utilizzando la metodologia Life Cycle Assessment (LCA). Il seconda linea di ricerca con approccio metodologico LCA e DeNitrification- DeComposition (DNDC). Infine, l'ultima linea di ricerca con il modello DNDC. Dalla prima linea di ricerca (i), si può dedurre che, ad eccezione del maggiore impatto ambientale dei mangimi che sono l'81% nel CL, il 79% nel PM e nel DW, i trattamenti con i microrganismi hanno ridotto le emissioni nell’allevamento dei broiler e quindi, gli ambientale impatti. Gli impatti ambientali dei due tipi di trattamento (PM e DW) sono stati entrambi confrontati con il CL. L'acidificazione terrestre (TA) espressa in kg di SO2 eq., nel PM è inferiore dell'11,057% e nel DW del 4,876% rispettivamente. Nella formazione del particolato (PMF) espressa come kg PM10 eq., nel PM è inferiore a 9.076 e nel DW è inferiore a 2.727. L’eutrofizzazione potenziale (EP) espressa come kg PO4 eq., nel PM è inferiore a 5.212 e nel DW è inferiore a 0.101. Non ci sono stati risultati significativi riguardo ad un minore impatto ambientale per quanto concerne il cambiamento climatico (CC) espresso in kg di CO2 eq. Infine, per quanto riguarda le emissioni dagli allevamenti, in particolare rispetto all'NH3, l'analisi Monte Carlo ha mostrato una significativa riduzione delle emissioni tra i diversi scenari. Nel PM ci sono state meno emissioni del 69% e nel DW meno emissioni del 77%, rispettivamente rispetto al CL. Invece, riguardo la seconda linea di ricerca (ii), gli impatti ambientali dei diversi scenari di utilizzo ella lettiera (POF e CP) sono stati entrambi confrontati con il DFS. L’eutrofizzazione potenziale (EP) espressa in kg PO4- eq., ha mostrato un impatto ambientale inferiore del 33% nel CP. Invece, è superiore al 16,2% nel POF, in accordo con altri studi (González-García et al., 2014). Un'altra importante categoria di impatto ambientale considerata è l'acidificazione (AP) espressa in kg di SO2 eq., che è maggiore nel POF del 2,5%, mentre è inferiore al 9,7% in CP. Questo perché l’N lisciviato (nitrato) è 22.11, 20.17 e 16.43 kg N/ha/y in un orizzonte temporale di 100 anni nei rispettivi scenari POF, DFS e CP. L'ossidazione fotochimica espressa in kg C2H4eq., è inferiore al 5,2% nel POF ed è inferiore al 28% nel CP. La formazione di particolato (PMF) espressa come PM10 eq. è inferiore al 18% nel CP. L’esaurimento abiotico del combustibile fossile (FD) espresso come MJ, è inferiore al 9,5% nel CP ed invece è superiore al 5,4% nel POF. La domanda cumulativa di energia (CED) espressa come MJ, è inferiore all'8,1% nel POF e al 4,9% nel CP, rispettivamente. Per quanto riguarda il FD, e in particolare per il CED, i valori di maggiore di impatto ambientale per lo scenario POF, è dovuta ad una maggiore richiesta di alta energia. Infine, per quanto concerne la terza linea di ricerca (iii), nonostante le sue applicazioni positive, l'uso di sensori remoti per la gestione dell'azoto (N) dipendente dall’andamento della stagione e da siti specifici per colture erbacee, presentano alcuni inconvenienti. Lo sviluppo di algoritmi per stimare le quantità di N durante la stagione si basa su dati che mettono in relazione i dati spettrali della chioma con la resa potenziale e l'assorbimento di N in più anni e luoghi. Inoltre, gli algoritmi dell’andamento dell’N usano la stima stagionale dell’N nella pianta per definire quanto N bisogna raggiungere per massimizzare il rendimento, ma non tiene in considerazione lo stress delle colture tra il rilevamento e il raccolto. L'obiettivo di questo terzo studio era di sviluppare e testare una metodologia per combinare i dati dell'indice di vegetazione normalizzata (NDVI) e simulare la variabilità spaziale di valutazione dello stress e del tasso di N nel mais durante la stagione. Utilizzando dati stagionali (2008-2009) di cinque campi di mais situati nella zona lagunare di Venezia, la calibrazione e la simulazione del modello spaziale sono state condotte utilizzando il modello CERES-Maize in DSSAT, in combinazione con lo strumento GeoSpatial Simulaton (GeoSim) del software Quantum GIS. Il modello è stato inizialmente ottimizzato per prevedere correttamente la resa e successivamente per abbinare il dato simulato con l'indice di area fogliare derivante da NDVI (LAI). L'accuratezza del modello nella stima della resa è stata raggiunta ottimizzando i parametri del suolo e non è stata influenzata negativamente ottimizzando il modello che considera il LAI. Per valutare eventuali vantaggi della modellazione accoppiata e dei dati spettrali, sono stati simulati gli stress N e sono stati valutati i tassi ottimali in grado di minimizzarli. L'incorporazione di dati prossimali derivanti dai sensori nel modello ha garantito un aumento dell'accuratezza della simulazione dello stress di azoto, dovuta alla relazione tra NDVI, LAI e stress N. Gestire una concimazione sito specifica e che varia durante la stagione al fine di ridurre al minimo lo stress N potrebbe non garantire il soddisfacimento di altri criteri, come la massima resa ottenibile, la convenienza economica o l'impatto ambientale della fertilizzazione.

Lo scopo dell'elaborato è quello di valutare gli impatti ambientali determinati dalle filiere di produzione di bioetanolo e FT-Diesel, ottenuti da tre diverse tipologie di biomasse lignocellulosiche di cui due residuali (paglia di frumento tenero; stocchi di mais) ed una marginale (pioppo). Dopo aver introdotto approfonditamente il tema delle biomasse, quello dei biocombustibili e nello specifico il bioetanolo e il FT-Diesel, vengono presentati tutti i processi unitari che costituiscono le due filiere di produzione. Di questi si considerano i consumi in termini di energia elettrica, combustibile o energia termica e se ne esegue la valutazione ambientale. Tale valutazione è stata sviluppata utilizzando come strumento il metodo "Life cycle assessment", attraverso cui sono state calcolate le categorie di impatto: human toxicity, acidification, eutrophication, climate change, dell'indicatore CML 2002. Infine sono stati confrontati i risultati ottenuti per le tre diverse tipologie di biomasse, in entrambe le filiere, concludendo che la biomassa marginale rappresentata dal pioppo è quella che determina in generale, gli impatti maggiori.

Il crescente impiego di tecnologie inerenti al campo dell’additive manufacturing nel settore della produzione industriale necessita di testimonianze scientifiche su quelli che possono essere gli impatti ambientali connessi all’utilizzo di questo tipo di processi. Questo documento si propone di analizzare attraverso lo strumento di Life Cycle Assessment (LCA) la tecnologia additiva Arburg Plastic Freeforming (APF) con un approccio del tipo “Craddle to Gate”. Tale studio vuole fornire un modello di riferimento in grado di valutare gli impatti ambientali legati ad una lavorazione additiva che fonda i suoi meccanismi sulle dinamiche dello stampaggio ad iniezione. Il modello proposto va interpretato come uno strumento di supporto per le fasi di progettazione di un nuovo processo/prodotto, indirizzando le scelte operative nella direzione della sostenibilità. Il sistema viene mappato nel suo insieme in funzione di tutte le fasi connesse al ciclo di vita del prodotto. L'unità funzionale rispetto cui rapportare gli impatti ambientali è l’oggetto costruito attraverso lavorazione additiva: per quantificare efficacemente gli impatti, lo studio introduce come parametri di allocazione la massa del prodotto da realizzare ed il tempo di costruzione. Il modello è stato applicato coerentemente alla fabbricazione di un oggetto, presentando gli impatti ambientali attraverso due step procedurali: visualizzazione dei MidPoint (MP) ed EndPoint (EP), calcolati mediante ReCiPe v.1.1 in una prospettiva gerarchica. Vengono poi riportati i risultati ottenuti rispetto i quali è possibile individuare i contributi maggiormente influenti del processo in termini ambientali. Vengono proposti quelli che sono i parametri maggiormente impattanti della lavorazione. Sono presentate inoltre le dinamiche relative ad analisi comparative che modellano il confronto tra due materiali costitutivi sottoposti alla stessa lavorazione, di cui se ne riportano i risultati.

L’utilizzo di biomasse come fonte di chemicals nell’industria chimica mira a rendere più sostenibili i processi industriali e i materiali prodotti. In particolare, l’acido crotonico (AC), impiegato come building block nella produzione di vernici e rivestimenti, è prodotto tradizionalmente da fonti fossili. La domanda globale ammonta a circa 1000 tonnellate ed è in continuo aumento, rendendo prioritaria l’individuazione di una sintesi alternativa e sostenibile. In questo studio, l’analisi del ciclo di vita (life cycle assessment, LCA) è stata applicata per stimare la carbon footprint e la domanda cumulativa di energia relative ad una sintesi innovativa dell’AC, basata sulla conversione termica di un precursore derivato da biomasse di scarto. In particolare, il processo prevede l’applicazione di un trattamento termochimico a poli-idrossi-butirrati (PHB) prodotti da colture batteriche miste a valle del processo B-PLAS. Sono stati modellati due scenari comparativi con l’obiettivo di (i) valutare la sostenibilità ambientale della sintesi alternativa nella tecnologia B-PLAS, considerando una condizione “base” di processo (con un contenuto di PHB pari al 30% nello slurry in ingresso al processo) e una “ottimale” (con un contenuto di PHB pari al 60%); (ii) confrontare gli impatti ambientali del processo di sintesi alternativo per entrambi gli scenari con quelli di sintesi dell’AC da fonti fossili. I risultati dell’LCA mostrano che nel processo B-PLAS, giunti alla produzione dello slurry (fango) arricchito in PHB, si possono avere due strade equivalenti estraendo i PHB o convertendoli in AC con una lieve preferenza per il processo estrattivo (0.71MJ/kgslurry vs 1.11MJ/kgslurry) nella condizione di base e (0.69MJ/kgslurry vs 1.17MJ/kgslurry) in quella ottimale. Estendendo la comparazione alla produzione dell’AC da fonti fossili, quello bioderivato comporta un impatto ambientale ampiamente inferiore, stimato in 159.6 MJ/kgAC e 204.6 MJ/kgAC per gli scenari “base” e “ottimale”.

In questa tesi, si è cercato di correlare la pericolosità territoriale (schede di rischio) all’entità del degrado della pietra d’Istria in un arco di tempo antecedente a quello odierno, utilizzando diverse tecniche analitiche quali analisi FT-IR in ATR, SEM-EDS, valutazione del livello di erosione e i dati ambientali. Inoltre si è cercato di valutare la capacità descrittiva del modello individuato per la stima della Pericolosità territoriale creato per il SIT, in questo caso applicato in un’area territorialmente particolare, come quello della laguna veneziana che presenta caratteristiche differenti rispetto a quelle delle città utilizzate come campione per lo sviluppo del sistema. Lavorando su dati ambientali a ritroso ed individuando il rapporto degrado-ambiente si ritiene che in un futuro si possa risalire anche all’indice di vulnerabilità del materiale ampiamente usato in città, ovvero la Pietra d’Istria. Lo studio è stato condotto su edifici di proprietà dell’Università Cà Foscari, ubicati in sestieri diversi di Venezia ed esposti a condizioni ambientali comparabili tra loro.

Un'altissima percentuale delle risorse non rinnovabili del nostro pianeta viene utilizzata nell’industria delle costruzioni. Per questo motivo essa viene considerata come la meno sostenibile tra le industrie al mondo, e sempre per questo rappresenta una destinazione prioritaria per la formulazione di modelli di valutazione di sostenibilità ambientale che vengono attualmente utilizzati ed implementati in diversi altri ambiti. In questa tesi vengono definite le metodologie per la valutazione degli impatti ambientali esistenti più largamente utilizzate e le conseguenti misure di controllo ed incentivo all’utilizzo di tecnologie maggiormente sostenibili per l’ambiente che derivano dalle considerazioni da esse ottenute. In un contesto come quello attuale, in cui è necessaria una continua spinta in direzione dell’innovazione ecosostenibile, una leva fondamentale può essere rappresentata dalle Pubbliche Amministrazioni, cui dobbiamo il 19% del prodotto interno lordo mondiale. Esse infatti, se dotate di strumenti rivolti al verificare ed incentivare la sostenibilità ambientale, sono in grado di innescare un circolo virtuoso per permettere alle imprese coinvolte nell’industria delle costruzioni di adeguarsi alle nuove richieste, rendendole in questo modo più accessibili anche nel contesto privato. In particolare in questa tesi viene posta l’attenzione al caso della città di Bologna relativamente al settore dei cantieri stradali, settore in cui gli enti pubblici hanno una decisiva influenza e conseguentemente le loro scelte in materia hanno maggiore peso. Si esamina il Capitolato Speciale d’Appalto e la sua attenzione alle nuove tecnologie maggiormente eco sostenibili, indicando alcune possibili modifiche apportabili per adeguarlo alle precedenti considerazioni, in attesa ed in vista dell’uscita dei CAM (Criteri Ambientali Minimi) nazionali ed alla loro prossima notevole influenza nella stesura dei bandi di concorso da parte della pubblica amministrazione.

In questo lavoro di tesi si è cercato di andare a valutare gli impatti ambientali associati ai trattamenti della plastica a fine vita. La produzione di plastica vergine è in costante aumento nel mondo, e questo causa per forza di cose un aumento anche dei rifiuti da post consumo. L'economia lineare tanto utilizzata fino ad oggi, risulta essere ormai obsoleta e poco sostenibile dal punto di vista ambientale, in confronto all'economia circolare. Sono stati valutati i flussi di raccolta differenziata in Italia, come può essere implementata ed ottimizzata, al fine di ottenere flussi in ingresso al processo di riciclo o recupero sempre più puri. Sono stati presi in considerazione e descritti i principali metodi di riciclo e recupero attualmente nell'industria dei rifiuti plastici, e valutati i flussi della plastica a fine vita in Italia. Su questi sono stati stimati gli impatti evitati ed evitabili in futuro, associati ai differenti trattamenti che permettono di dare ancora valore alla plastica a fine vita, utilizzando il metodo di Life Cycle Assessment (LCA).

Lo scopo di questa tesi è creare un sistema organico di gestione che, prendendo come vademecum questo elaborato in quanto a linee guida e approccio a cui si è aderito in riferimento al carrello X540R, permetta di stimare verosimilmente l'impatto ambientale dei restanti carrelli attualmente in produzione e di quelli in stato di progettazione. In una prima parte si toccherà direttamente il tema della sostenibilità ambientale, delle azioni politiche atte all’ammortamento dei soprusi sulle risorse naturali. Seguirà l’introduzione al caso specifico di analisi, si parlerà della politica del Gruppo Toyota in merito alle tematiche ambientali, della suddivisione settoriale interna all’azienda, si passerà in rassegna per ciascun settore l’attuale impatto ambientale e, dove possibile alcune soluzioni per il suo abbattimento. Nei capitoli terzo e quarto, si presterà infatti attenzione al contenuto di sostanze chimiche pericolose nelle materie prime, ma anche al contenuto di materiali disassemblabili e riciclabili oppure riutilizzabili in accordo con l’iniziativa europea di economia circolare. Nel capitolo quinto si analizzeranno i consumi della linea produttiva con un focus sulla quantificazione della attività energivore occorrenti alla produzione del carrello X540R; si racconteranno le soluzioni adottate da TMHMI per la riduzione del fabbisogno energetico e delle emissioni di gas a effetto serra per singole unità di prodotto. Infine, si descriveranno gli standard europei che regolano il controllo dei consumi e l'impatto ambientale dei carrelli elevatori, con applicazione sperimentale ad un carrello elevatore prototipale alimentato da due alternative in alimentazione al motore elettrico; dopo un'attenta analisi dei test effettuati su macchina, si passa a considerazioni che potrebbero migliorare l’impronta di un veicolo durante il durante un ciclo di lavoro in magazzino , e quindi che potrebbero ridurne l'impatto ambientale.

Il risparmio energetico è un problema sentito sia in ambito europeo, che in ambito internazionale, poiché ad esso sono collegati i livelli di emissioni di gas serra. Con l’approvazione del pacchetto “Clima ed Energia”, il nostro Paese si è impegnato a conseguire gli obiettivi di riduzione previsti per il 2020, target che dovranno ridursi entro il 2050. Tra gli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica, spicca la progressiva eliminazione di tutte le sorgenti luminose più energivore e l’installazione di lampade a basso consumo (CFL). L’obiettivo di questo studio è di mettere a confronto le prestazioni ambientali di una lampadina fluorescente compatta (identificata dal legislatore con l’acronimo AEE, ossia “Apparecchiatura Elettrica ed Elettronica” e con RAEE, il rifiuto derivante da essa) rispetto alla sorgente luminosa tradizionale ad incandescenza, tramite la metodologia della valutazione del ciclo vita (LCA), al fine di identificare, quantificare ed interpretare gli impatti ambientali di questi prodotti. Attraverso un approfondimento normativo è stato descritto l’attuale sistema RAEE, definendo gli attori del sistema in Italia, al fine di capire come questa categoria di rifiuto deve essere trattata. In questo elaborato si presenta una review che evidenzia lo stato dell’arte relativo agli studi LCA delle lampadine messe a confronto, definendo quali siano le fasi più impattanti, i consumi energetici e l’uso delle risorse. Si esamina poi una delle realtà italiane che si occupa del trattamento di questa tipologia di RAEE e si svolge una overview sugli attuali processi di trattamento delle PCB e polveri fluorescenti. L’adozione da parte dell’UE di un’economia che si discosta dal tradizionale approccio “prendere-trasformare-consumare-buttare” nel sistema RAEE, secondo il principio degli “All actors”, si traduce sostanzialmente nel trasformare le CFL esauste in risorsa, con un cambiamento nella considerazione dello status delle AEE a fine vita.

il sistema di trasporto pubblico locale. In quanto servizio pubblico deve favorire la riduzione dell’utilizzo dei veicoli, invogliando gli utenti ad utilizzare il sistema di trasporto, puntando su mezzi che assicurino un comfort adeguati e che soprattutto siano mezzi alternativi che riducono al minimo i consumi e le emissioni. Sviluppando questo discorso e contestualizzandolo alla Regione Emilia-Romagna, L’elaborato di questa tesi è volto ad analizzare il parco autobus della Regione, analizzando il rinnovo del parco mezzi su gomma per i servizi di trasporto pubblico locale, utilizzando metodi di alimentazioni alternativi nell’ottica del miglioramento della qualità dell’aria e della riduzione dell’età media complessiva. Il lavoro inizialmente illustrerà quello che è lo stato dell’arte della Regione Emilia-Romagna, comprensiva di quello che è lo stato attuale del servizio di Trasporto Pubblico Locale, le politiche attuate tra piani urbani per la mobilità sostenibile e investimenti atti a rinnovare il parco autobus e migliorare le utenze. Successivamente verranno analizzati vari metodi di alimentazione dei mezzi di trasporto. Lo studio vero e proprio si baserà su quello che è lo stato del parco veicolare al 31/12/2017. Partendo da qui si andranno a studiare quelle che sono le prospettive future, attraverso una serie di scenari. Un primo scenario considerato sarà quello senza alcun tipo di modifica. Il secondo sarà uno scenario volto ad un rinnovo basato su quelli che sono stati gli investimenti stanziati nel corso di questi ultimi 5 anni, atti a modificare la flotta e a migliorarne le emissioni. Il terzo scenario considerato è uno scenario ipotizzato, atto a prevedere quali potrebbero essere le mosse da eseguire per migliorare notevolmente il parco autobus in modo da mettersi al pari con le grandi nazioni europee. Successivamente verranno tratte le conclusioni in base ai risultati ottenuti

Ormai da tempo si è a conoscenza del forte impatto ambientale ed economico provocato dal settore edilizio e del legame che intercorre tra il consumo energetico e la coibentazione degli edifici. Perciò già da molti anni si ricorre a particolari materiali, solitamente di origine minerale e sintetica, dalle ottime caratteristiche d’isolamento termico-acustico, che tuttavia presentano numerosi svantaggi soprattutto legati alla loro origine non rinnovabile e al loro smaltimento spesso difficoltoso. Pertanto, negli ultimi anni si sta cercando di sostituirli con alternative di origine vegetale più ecosostenibili, ma altrettanto efficienti, come canapa, paglia, pula di farro, unite a matrici leganti al fine di ottenere i biocompositi eccezionali. L’obiettivo della presente tesi è di valutare i danni ambientali originati dalla realizzazione, uso e fine vita di 1 m2 di parete composta di biomattoni in matrice legante e pula di farro, in rapporto 2:1. Tale produzione alternativa è stata oggetto di un’esperienza svolta in laboratorio presso il Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” dell’Università di Modena e Reggio Emilia, durante la quale è stata appresa la procedura prevista per la realizzazione di un biomattone in matrice legante e pula di farro. È stata poi effettuata la valutazione di sostenibilità ambientale del m2 di parete in biomattoni mediante la metodologia Life Cycle Assessment (LCA) condotta con l’utilizzo del software SimaPro 8.5 e il metodo di valutazione IMPACT2002+ modificato dal gruppo di lavoro. I risultati ottenuti sono stati successivamente confrontati con quelli derivanti dalla procedura attualmente più in uso, che prevede l’impiego di laterizi e generalmente un rivestimento a cappotto, e con un’ulteriore alternativa che rappresenta una variante dell’impiego della miscela in calce e pula di farro, in altre parole la realizzazione di una parete composta da un’unica colata piuttosto che da singoli biomattoni.

Nel settore delle costruzioni il tema della sostenibilità ambientale non riguarda più solo l'efficienza e il risparmio energetico ma sta investendo anche tutti gli altri impatti collegati alla produzione e all'utilizzo degli edifici. Le recenti politiche europee, infatti, hanno promosso in maniera importante il contenimento dei consumi e una maggiore efficienza nell'utilizzo delle risorse tramite il concetto di "economia circolare", ovvero l'utilizzo di prodotti poco impattanti a livello ambientale e facili da riutilizzare. In tema di riduzione degli impatti ambientali, l'attenzione va posta sulla scelta di prodotti con un'elevata ecosostenibilità. L'approccio Life Cycle Thinking attraverso la metodologia Life Cycle Assessment consente di valutare gli impatti ambientali di prodotti o processi durante l'intero ciclo di vita. L'altro strumento operativo dell'approccio LCT, è rappresentato dal Life Cycle Costing che consente invece una valutazione delle scelte progettuali dal punto di vista economico. Attraverso la metodologia Life Cycle Assessment è stata eseguita una valutazione comparativa del profilo ambientale di due sistemi a facciata ventilata sviluppati dalla ditta Aliva S.r.l. I sistemi analizzati sono il sistema Alucovering e un nuovo sistema di facciata prefabbricato denominato Plug&Play che si differenziano principalmente per la fase di realizzazione e posa in opera. Il sistema Alucovering viene assemblato e montato direttamente in opera in cantiere, mentre nel caso del sistema Plug&Play grandi porzioni di facciata vengono preassemblate in officina e successivamente trasportate e installate in cantiere. I risultati di impatto ambientale saranno riferiti alle singole fasi del ciclo di vita considerate per l'analisi, per consentire di quantificare quale processo presenta le caratteristiche peggiori dal punto di vista ambientale e quali interventi possono essere adottati per diminuire l'impatto ambientale globale dei sistemi analizzati.

La ricerca di una produzione sostenibile passa attraverso la comprensione dell'intero ciclo di vita del prodotto/servizio oggetto di analisi. In questo contesto, il presente elaborato mostra due metodi utili alla valutazione degli impatti ambientali di un sistema produttivo: la Sustainable Value Stream Mapping e il Life Cycle Assessment. Il framework proposto è in grado di visualizzare e valutare le prestazioni del processo di produzione/servizio dal punto di vista della sostenibilità, andando ad indagare su più aspetti (ambientali e sociali). l contributo chiave è l'integrazione fra i due metodi sopra citati. Il quadro proposto è esplicitato attraverso un caso studio presso l'azienda Arcese Trasporti S.p.a., in cui si è analizzato il servizio logistico che l'azienda offre ai suoi clienti. Si è svolta una mappatura del flusso delle merci e una modellazione di tale situazione attraverso il software Simapro 7.3.3, al fine di estrapolare indici ambientali da attribuirli ad ogni fase del processo. I risultati di tale modellazione si sono concentrati principalmente sulla categoria Climate Change, sull'impatto dei diversi materiali, sull'utilizzo di energia e infine sull'impatto che politiche di riuso hanno sulle emissioni.

In un periodo storico caratterizzato da una maggiore consapevolezza, a livello mondiale, del rischio e delle problematiche causate dall’azione dell’uomo sulla salute del nostro Pianeta, sono molte le iniziative che stanno prendendo piede per evitare la minaccia di un cataclisma ambientale. Gli obiettivi che vengono fissati dai vertici mondiali riguardano principalmente la riduzione delle emissioni inquinanti in atmosfera, nelle acque e nel suolo. Tuttavia, è ormai noto che diminuire le emissioni comporta un aumento dei costi di produzione che, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, molte aziende non sono disposte a sostenere. D’altro canto, una maggiore attenzione ai problemi dell’ambiente può portare ad un effetto benefico per la reputazione di un’azienda, considerato il grande interesse di tali tematiche presso i consumatori. L’obiettivo di questo elaborato è fornire alle aziende un utile strumento di gestione sostenibile dell’impresa, ispirato ai modelli di analisi LCA (Life cycle assessment) ed LCC (Life cycle costing), di cui vi sarà un breve capitolo dedicato. Unendo queste due tipologie di analisi sarà possibile valutare un’azienda sia da un punto di vista economico, sia per quanto riguarda l’aspetto ambientale arrivando al concetto di modello ELCC (environmental life cycle costing). L’oggetto dell’analisi saranno uno o più prodotti di una determinata azienda, considerati nell’arco del loro ciclo di vita utile. Si seguiranno quattro fasi principali, che potranno essere modificate a piacimento in base all’azienda e al prodotto preso in esame: 1) Fase di ricevimento e acquisizione materie prime e costi R&D; 2) Fase d’uso o operativa; 3) Fase di manutenzione/riparazione; 4) Fase di dismissione o smaltimento. Per ogni fase saranno calcolati i rispettivi costi economici e, in aggiunta, verranno misurate le emissioni di agenti inquinanti nell’ambiente. Si è scelto di limitare il numero degli indicatori ambientali da prendere in considerazione (elettricità, consumo idrico, consumo termico e rifiuti) per ragioni di semplicità, ma in futuro sarà possibile aumentare tale numero e allargare l’analisi ad altri agenti inquinanti. Dopo aver misurato le emissioni, bisognerà “monetizzare” tali valori per permettere all’azienda di avere degli utili indicatori ambientali da un punto di vista economico e, per far questo, sarà utilizzato un database, ExternE, che permetterà tale procedura o, in alternativa, tali costi ambientali saranno stimati mediante una procedura che comprenderà le sanzioni amministrative e pecuniarie calcolate in base alla pericolosità dell’agente inquinante.

The subject of my thesis is to develop an assessment of minimum environmental criteria of the Plan National Action of Green Public Procurement for the cleaning service in the Conegliano’s hospital, used as case of study, through the Life Cycle Assessment methodology, to improve the hospital cleaning service.

The research work addresses the topic of the assessment of environmental impact related to the nitrogen cycle. Starting from an analysis of the environmental effects derived from the alteration of the nitrogen cycle caused by human intervention and of the tools currently available to evaluate these effects, the objective of the research is to develop a new impact assessment methodology, based on an whole Life Cycle Assessment (LCA) approach and to verify its effectiveness in accounting and detailing the environmental impacts caused by a product system and by the related processes. The proposed methodology overcomes some of the weaknesses identified in existing assessment tools, in particular by proposing a comprehensive LCA approach, applied at both methodological and operational level, and an orientation to the identification and accounting of environmental impacts. In particular, the methodology provides for a multistep approach that, starting from the identification of the nitrogen-containing substances of a product systems, first allows to account for reactive nitrogen and then, through specific characterization models, to assess the environmental effects for different impact categories to finally calculate, after normalization and weighting, a single stand-alone impact indicator. This approach allows identifying and accounting the environmental impacts related to the nitrogen cycle for a product system, quantifying also the contribution of the different processes and activities in the life cycle. After the design phase, the methodology has been successfully tested in four different application cases, two based on database and two on real data collected on the field, demonstrating the validity and applicability of the proposed model and obtaining results consistent with the targets set for each application. The proposed methodology has been defined and applied in all its phases and steps, with some computational shortcuts specially modeled on the application cases addressed in the research work: some further adaptations may therefore be required for applications in fields different from those proposed.
Il lavoro di ricerca affronta il tema della valutazione degli impatti ambientali collegati al ciclo dell'azoto. A partire dall'analisi degli effetti sull'ambiente derivanti dalle alterazioni del ciclo dell'azoto provocate dall'intervento umano e dagli strumenti attualmente disponibili per la loro valutazione, l'obiettivo della ricerca è quello di sviluppare una nuova metodologia per la valutazione degli impatti, basata su un approccio LCA (Life Cycle Assessment) e verificarne l'efficacia per identificare e valutare gli impatti ambientali sul ciclo dell'azoto causati da un sistema prodotto e dai processi collegati. La metodologia proposta intende superare alcuni dei punti di debolezza degli attuali strumenti di valutazione, proponendo in particolare un completo approccio di tipo LCA, applicato sia a livello metodologico sia a livello operativo, e un orientamento all'identificazione e valutazione degli impatti ambientali. Nello specifico, la metodologia prevede un approccio multifase che, partendo dall'identificazione delle sostanze contenenti azoto riconducibili ad un sistema prodotto, permette in primo luogo di quantificare l'azoto reattivio emesso e successivamente, attraverso l'applicazione di modelli di caratterizzazione, di valutare gli impatti ambientali per diverse categorie di impatto e di calcolare un indicatore finale attraverso operazioni di normalizzazione e pesatura. Dopo la fase di progettazione, la metodologia è stata testata con esito positivo in quattro applicazioni, due basate su database e due basate su dati reali raccolti sul campo, dimostrando la validità e l'applicabilità del modello proposto e ottenendo risultati consistenti con gli obiettivi fissati per ogni applicazione. La metodologia proposta è stata definita e applicata in tutte le singole fasi con alcune semplificazioni di calcolo specificamente adottate per ciascuno dei casi applicativi proposti: ulteriori adattamenti potrebbero pertanto essere necessari per applicazioni in ambiti differenti da quelli proposti.

La tesi si basa sui principi della sostenibilità ambientale applicati al settore della viticultura. I principali obiettivi sono: i) analisi della letteratura riguardante gli indicatori agro-ambientali, ii) sviluppo di una metodologia innovativa per valutare l’impatto ambientale della viticultura e, iii) applicazione della metodologia in casi pratici. La parte introduttiva è dedicata all’analisi degli indicatori agro-ambientali e delle relative politiche europee, alle tematiche inerenti il vino sostenibile e i sistemi di supporto alle decisioni per una viticultura sostenibile. Nella seconda parte è presentata una rigorosa e completa metodologia per valutare il livello di sostenibilità in tutte le fasi della produzione di uva, usando sia indicatori agronomici sia l’approccio della valutazione del ciclo di vita (Life Cycle Assessment). Sono state identificate sei categorie di impatto: salute umana, aria, suolo, biodiversità, consumi energetici e uso dell’acqua. Ogni categoria è composta da sotto-indicatori, per un totale di 21 sotto-indicatori, ognuno dei quali avente un punteggio (da 0 a 5) e un peso relativo nel punteggio complessivo di sostenibilità (da 0 a 5). La terza parte riguarda l’applicazione della metodologia in casi studio all’interno del progetto europeo “InnoVine”. Il lavoro di ricerca è stato realizzato seguendo le linee guida di standard internazionali e documentate fonti di letteratura per la valutazione della prestazione ambientale ed elaborando metodologie originali per la raccolta dei dati, la quantificazione degli impatti e l’interpretazione dei risultati. Infine, i risultati ottenuti confermano: i) la validità della metodologia nel calcolare gli impatti delle differenti pratiche viticole sull’ambiente e, ii) la possibilità di implementare la metodologia in un sistema di supporto alle decisioni per una viticultura sostenibile.
The thesis focuses on environmental sustainability principles applied to the viticultural sector. The main goals are: (i) analysis of the literature background on agri-environmental indicators, (ii) development of an innovative methodology to assess environmental impacts of viticulture, and (iii) testing of the methodology in practical cases. The introduction is dedicated to the analysis of the agri-environmental indicators and the related EU policies, sustainable wine issues, and decision support systems for a sustainable viticulture. In the second part, a rigorous and complete methodology is developed to assess the sustainability level of viticulture in all the phases of the grape growing using both agronomic indicators and the Life Cycle Assessment approach. Six impact categories were identified: human health, air, soil, biodiversity conservation, energetic consumptions, and water use. Each category is composed by sub-indicators, for a total of 21 sub-indicators, each of them having a score (between 0 and 5) and a defined weight on the overall sustainability score (between 0 and 5). In the third part, the methodology was tested in practical cases within the European project “InnoVine”. The study is carried out following the guidelines from international standards and from documented literature sources for the assessment of the environmental performance and elaborating original methodologies for the input data collection, the quantification of the impacts, and the interpretation of the results. Finally, the results obtained confirm: i) the methodology validity in quantifying the impacts of different grape production practices on the environment, and ii) the possibility to implement the methodology in a decision support system for a sustainable viticulture.

La tesi si basa sui principi della sostenibilità ambientale applicati al settore della viticultura. I principali obiettivi sono: i) analisi della letteratura riguardante gli indicatori agro-ambientali, ii) sviluppo di una metodologia innovativa per valutare l’impatto ambientale della viticultura e, iii) applicazione della metodologia in casi pratici. La parte introduttiva è dedicata all’analisi degli indicatori agro-ambientali e delle relative politiche europee, alle tematiche inerenti il vino sostenibile e i sistemi di supporto alle decisioni per una viticultura sostenibile. Nella seconda parte è presentata una rigorosa e completa metodologia per valutare il livello di sostenibilità in tutte le fasi della produzione di uva, usando sia indicatori agronomici sia l’approccio della valutazione del ciclo di vita (Life Cycle Assessment). Sono state identificate sei categorie di impatto: salute umana, aria, suolo, biodiversità, consumi energetici e uso dell’acqua. Ogni categoria è composta da sotto-indicatori, per un totale di 21 sotto-indicatori, ognuno dei quali avente un punteggio (da 0 a 5) e un peso relativo nel punteggio complessivo di sostenibilità (da 0 a 5). La terza parte riguarda l’applicazione della metodologia in casi studio all’interno del progetto europeo “InnoVine”. Il lavoro di ricerca è stato realizzato seguendo le linee guida di standard internazionali e documentate fonti di letteratura per la valutazione della prestazione ambientale ed elaborando metodologie originali per la raccolta dei dati, la quantificazione degli impatti e l’interpretazione dei risultati. Infine, i risultati ottenuti confermano: i) la validità della metodologia nel calcolare gli impatti delle differenti pratiche viticole sull’ambiente e, ii) la possibilità di implementare la metodologia in un sistema di supporto alle decisioni per una viticultura sostenibile.
The thesis focuses on environmental sustainability principles applied to the viticultural sector. The main goals are: (i) analysis of the literature background on agri-environmental indicators, (ii) development of an innovative methodology to assess environmental impacts of viticulture, and (iii) testing of the methodology in practical cases. The introduction is dedicated to the analysis of the agri-environmental indicators and the related EU policies, sustainable wine issues, and decision support systems for a sustainable viticulture. In the second part, a rigorous and complete methodology is developed to assess the sustainability level of viticulture in all the phases of the grape growing using both agronomic indicators and the Life Cycle Assessment approach. Six impact categories were identified: human health, air, soil, biodiversity conservation, energetic consumptions, and water use. Each category is composed by sub-indicators, for a total of 21 sub-indicators, each of them having a score (between 0 and 5) and a defined weight on the overall sustainability score (between 0 and 5). In the third part, the methodology was tested in practical cases within the European project “InnoVine”. The study is carried out following the guidelines from international standards and from documented literature sources for the assessment of the environmental performance and elaborating original methodologies for the input data collection, the quantification of the impacts, and the interpretation of the results. Finally, the results obtained confirm: i) the methodology validity in quantifying the impacts of different grape production practices on the environment, and ii) the possibility to implement the methodology in a decision support system for a sustainable viticulture.

La tesi, svolta a seguito di un tirocinio presso ENEA, ha come scopo quello di sviluppare uno studio LCA sul mix nazionale di produzione e consumo di energia elettrica al fine di individuare quantitativamente i potenziali impatti ambientali che ne derivano per poter creare successivamente i dataset da inserire nella banca dati nazionale LCA sviluppata nel progetto europeo Arcadia - Approccio ciclo di vita nei contratti pubblici e banca dati italiana LCA per l’uso efficiente delle risorse, in collaborazione con ENEA. Si è scelto di iniziare l’elaborato fornendo un quadro generale sulla metodologia di Life Cycle Assessment (LCA), ponendo l’attenzione sulle principali fasi che lo costituiscono e sull’importanza che assumono i dataset, secondo la ISO 14048. Successivamente, sono state valutate le caratteristiche dei sistemi di generazione elettrica in merito al mix di fonti utilizzate, all’utilizzo dei combustibili nel settore termoelettrico e alle diverse tecnologie rinnovabili, focalizzandosi sul panorama elettrico italiano al fine di valutarne gli impatti ambientali. Una volta individuata la composizione del mix elettrico nazionale, si è dunque creato un modello di calcolo da implementare nel Software GaBi per poter procedere allo studio di LCA, in modo da crearne i dataset. Seguendo il modello, è stato necessario creare 5 Dataset: 2 di Elettricità di Produzione in Alta Tensione (AT) e Bassa Tensione (BT), rispettivamente, e 3 di Elettricità al Consumo in Alta, Media e Bassa Tensione. Per l’analisi degli impatti relativi ai differenti dataset si farà riferimento alla metodologia CML – 2001, aggiornata al 2016. Il presente lavoro di tesi si concluderà con la visualizzazione dei Dataset in formato ILCD, ovvero un formato XML riconosciuto dalla Commissione Europea come formato ufficiale per lo scambio dei dati lca.

In questo lavoro si analizza la soluzione individuata per la gestione dei RSU del Distretto (Caza) di Baalbek. Il progetto “Integrated Waste Management in Baalbek Caza” rientra nell'ambito del programma comunitario ENPI-Med, mirato a diffondere tecnologie ambientali pulite e innovative nelle regioni del Medio Oriente. In un’area rurale a circa 3 km dalla città di Baalbek è previsto l’insediamento di un complesso di tre impianti strettamente interconnessi, attualmente dimensionati per servire esclusivamente l’Unione Comunale del distretto di Baalbek. I tre impianti sono un Impianto per il Trattamento Meccanico Biologico dei RSU indifferenziati, una Discarica Sanitaria e un impianto pilota per la Produzione di Biogas, che insieme prendono il nome di Waste Compound. La valutazione che si svolge in questo documento mantiene un assetto multidisciplinare e multisettoriale, realizzando un’analisi economico-finanziaria sulla gestione, affiancata da una valutazione ambientale del sistema, mediante l’analisi del ciclo di vita (LCA) ed integrata infine con delle considerazioni di natura legislativa, istituzionale, politica, culturale e sociale. Inoltre una quantizzazione dei vantaggi sociali legati alla realizzazione del progetto è stata introdotta nello studio LCA inserendo alcuni indicatori sociali costruiti ad hoc.

The internationalization of commercial and productive activities of industrial companies is a phenomenon which characterized, in the last decades, the economic development of many countries. Also Italian companies have been actively involved in such processes, especially regarding the "made in Italy" traditional sectors, with wood processing and furniture production among these. Direct foreign investments (especially to the Eastern European country) and the delocalisation of some productive stages of the sectors mentioned above imply a number of impacts both on Italian and the foreign territory. These impacts concern the way and intensity in harvesting of local forests, the spatial and productive organization of the local industrial systems (also called industrial districts), the quantitative and qualitative adjustment in employment and the change in trading channels of wood products. Significant impacts have also been measured in the development and economic competitiveness of the sectors referred above. In this paper we present the theoretical paradygms and the instruments for the economic evaluation of internationalization processes. A list of indicators is proposed to assess the impacts, both at macro (impacts on the territory) and at micro scale (impacts of single enterprises through the appraisal of the implemented social responsibility level).

Questa Tesi studia le pericolosità connesse ai mozziconi di sigaretta, indagandone le possibili modalità di recupero affinché tale rifiuto, considerato “pericoloso” per l’ambiente e per la vita umana, possa essere valorizzato sotto forma di nuova risorsa seguendo un modello di economia circolare. La gravità del problema non è solo legata alla pericolosità intrinseca delle sigarette, già nota, ma quanto più al fenomeno del littering associato ai mozziconi. Per littering si intende l’abitudine a gettare piccoli rifiuti nell'ambiente piuttosto che negli appositi cestini. I filtri dei mozziconi sono composti in acetato di cellulosa: una plastica “organica” quindi non biodegradabile ma fotodegradabile. Essa, sotto l’azione dei raggi solari, si disgrega in particelle piccolissime, le cosiddette microplastiche (ϕ < 5 mm), pericolose in quanto comodamente edibili dagli animali marini e, da essi, raggiungere gli esseri umani attraverso la catena alimentare. Per questi motivi, sono state studiate le possibili modalità di trattamento, con l’obiettivo di progettare un impianto sostenibile dal punto di vista ambientale ed economico. Il primo passo nell'analisi è stato la scomposizione del mozzicone di sigaretta nei suoi componenti. La carta, una volta separata dal filtro, può essere avviata agli specifici trattamenti della filiera di recupero e riciclo. I filtri in acetato di cellulosa, una volta bonificati dai macro inquinanti presenti, possono essere riutilizzati per le medesime applicazioni del polimero vergine. La cenere mista a tabacco può, invece, essere inviata a compostaggio. La ricerca si conclude con l’ipotesi di un impianto di trattamento industriale adatto a processare i mozziconi di sigaretta prodotti in Emilia Romagna cui segue una valutazione economica.

Despite significant efforts have been directed toward reducing waste generation and encouraging alternative waste management strategies, landfills still remain the main option for Municipal Solid Waste (MSW) disposal in many countries. Hence, landfills and related impacts on the surroundings are still current issues throughout the world. Actually, the major concerns are related to the potential emissions of leachate and landfill gas into the environment, that pose a threat to public health, surface and groundwater pollution, soil contamination and global warming effects. To ensure environmental protection and enhance landfill sustainability, modern sanitary landfills are equipped with several engineered systems with different functions. For instance, the installation of containment systems, such as bottom liner and multi-layers capping systems, is aimed at reducing leachate seepage and water infiltration into the landfill body as well as gas migration, while eventually mitigating methane emissions through the placement of active oxidation layers (biocovers). Leachate collection and removal systems are designed to minimize water head forming on the bottom section of the landfill and consequent seepages through the liner system. Finally, gas extraction and utilization systems, allow to recover energy from landfill gas while reducing explosion and fire risks associated with methane accumulation, even though much depends on gas collection efficiency achieved in the field (range: 60-90% Spokas et al., 2006; Huitric and Kong, 2006). Hence, impacts on the surrounding environment caused by the polluting substances released from the deposited waste through liquid and gas emissions can be potentially mitigated by a proper design of technical barriers and collection/extraction systems at the landfill site. Nevertheless, the long-term performance of containment systems to limit the landfill emissions is highly uncertain and is strongly dependent on site-specific conditions such as climate, vegetative covers, containment systems, leachate quality and applied stress. Furthermore, the design and operation of leachate collection and treatment systems, of landfill gas extraction and utilization projects, as well as the assessment of appropriate methane reduction strategies (biocovers), require reliable emission forecasts for the assessment of system feasibility and to ensure environmental compliance. To this end, landfill simulation models can represent an useful supporting tool for a better design of leachate/gas collection and treatment systems and can provide valuable information for the evaluation of best options for containment systems depending on their performances under the site-specific conditions. The capability in predicting future emissions levels at a landfill site can also be improved by combining simulation models with field observations at full-scale landfills and/or with experimental studies resembling landfill conditions. Indeed, this kind of data may allow to identify the main parameters and processes governing leachate and gas generation and can provide useful information for model refinement. In view of such need, the present research study was initially addressed to develop a new landfill screening model that, based on simplified mathematical and empirical equations, provides quantitative estimation of leachate and gas production over time, taking into account for site-specific conditions, waste properties and main landfill characteristics and processes. In order to evaluate the applicability of the developed model and the accuracy of emissions forecast, several simulations on four full-scale landfills, currently in operative management stage, were carried out. The results of these case studies showed a good correspondence of leachate estimations with monthly trend observed in the field and revealed that the reliability of model predictions is strongly influenced by the quality of input data. In particular, the initial waste moisture content and the waste compression index, which are usually data not available from a standard characterisation, were identified as the key unknown parameters affecting leachate production. Furthermore, the applicability of the model to closed landfills was evaluated by simulating different alternative capping systems and by comparing the results with those returned by the Hydrological Evaluation of Landfill Performance (HELP), which is the most worldwide used model for comparative analysis of composite liner systems. Despite the simplified approach of the developed model, simulated values of infiltration and leakage rates through the analysed cover systems were in line with those of HELP. However, it should be highlighted that the developed model provides an assessment of leachate and biogas production only from a quantitative point of view. The leachate and biogas composition was indeed not included in the forecast model, as strongly linked to the type of waste that makes the prediction in a screening phase poorly representative of what could be expected in the field. Hence, for a qualitative analysis of leachate and gas emissions over time, a laboratory methodology including different type of lab-scale tests was applied to a particular waste material. Specifically, the research was focused on mechanically biologically treated (MBT) wastes which, after the introduction of the European Landfill Directive 1999/31/EC (European Commission, 1999) that imposes member states to dispose of in landfills only wastes that have been preliminary subjected to treatment, are becoming the main flow waste landfilled in new Italian facilities. However, due to the relatively recent introduction of the MBT plants within the waste management system, very few data on leachate and gas emissions from MBT waste in landfills are available and, hence, the current knowledge mainly results from laboratory studies. Nevertheless, the assessment of the leaching characteristics of MBT materials and the evaluation of how the environmental conditions may affect the heavy metals mobility are still poorly investigated in literature. To gain deeper insight on the fundamental mechanisms governing the constituents release from MBT wastes, several leaching experiments were performed on MBT samples collected from an Italian MBT plant and the experimental results were modelled to obtain information on the long-term leachate emissions. Namely, a combination of experimental leaching tests were performed on fully-characterized MBT waste samples and the effect of different parameters, mainly pH and liquid to solid ratio (L/S,) on the compounds release was investigated by combining pH static-batch test, pH dependent tests and dynamic up-flow column percolation experiments. The obtained results showed that, even though MBT wastes were characterized by relatively high heavy metals content, only a limited amount was actually soluble and thus bioavailable. Furthermore, the information provided by the different tests highlighted the existence of a strong linear correlation between the release pattern of dissolved organic carbon (DOC) and several metals (Co, Cr, Cu, Ni, V, Zn), suggesting that complexation to DOC is the leaching controlling mechanism of these elements. Thus, combining the results of batch and up-flow column percolation tests, partition coefficients between DOC and metals concentration were derived. These data, coupled with a simplified screening model for DOC release, allowed to get a very good prediction of metal release during the experiments and may provide useful indications for the evaluation of long-term emissions from this type of waste in a landfill disposal scenario. In order to complete the study on the MBT waste environmental behaviour, gas emissions from MBT waste were examined by performing different anaerobic tests. The main purpose of this study was to evaluate the potential gas generation capacity of wastes and to assess possible implications on gas generation resulting from the different environmental conditions expected in the field. To this end, anaerobic batch tests were performed at a wide range of water contents (26-43 %w/w up to 75 %w/w on wet weight) and temperatures (from 20-25 °C up to 55 °C) in order to simulate different landfill management options (dry tomb or bioreactor landfills). In nearly all test conditions, a quite long lag-phase was observed (several months) due to the inhibition effects resulting from high concentrations of volatile fatty acids (VFAs) and ammonia that highlighted a poor stability degree of the analysed material. Furthermore, experimental results showed that the initial waste water content is the key factor limiting the anaerobic biological process. Indeed, when the waste moisture was lower than 32 %w/w the methanogenic microbial activity was completely inhibited. Overall, the obtained results indicated that the operative conditions drastically affect the gas generation from MBT waste, in terms of both gas yield and generation rate. This suggests that particular caution should be paid when using the results of lab-scale tests for the evaluation of long-term behaviour expected in the field, where the boundary conditions change continuously and vary significantly depending on the climate, the landfill operative management strategies in place (e.g. leachate recirculation, waste disposal methods), the hydraulic characteristics of buried waste, the presence and type of temporary and final cover systems.