Thèses sur le sujet « Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment) »

In questa tesi si propone di implementare una metodologia di valutazione del rischio occupazionale con lo scopo di fornire uno strumento di supporto alle politiche di sostenibilità. Nello specifico, si tratta di integrare le tradizionali analisi LCA con un nuovo indicatore strutturato similmente a quello proposto dal metodo WE-CF ma con le dovute modifiche per renderlo applicabile nel contesto europeo. Tale decisione implica l’utilizzo di informazioni così come proposte dal database Eurostat. Gli aspetti più cruciali in fase di sviluppo teorico sono stati la scelta dei fattori di peso e dell’unità funzionale. Per dare solidità alla procedura di calcolo presentata si è poi quantificato il fattore di caratterizzazione per tutte le attività economiche di primo livello. Questo ha permesso di commentare sia quanto la categorizzazione degli infortuni condizionasse i risultati sia per visualizzare le differenze tra le varie scelte di unità funzionale. Viene inoltre mostrato un esempio di applicazione. A partire da un caso di studio disponibile in letteratura, sono stati estratti i risultati in termini di LCA tradizionale, con l’aggiunta del sistema di indicatori Ecoindicator99 poiché include il calcolo del rischio sulla salute umana. Si è successivamente individuato il pericolo a cui sono esposti i lavoratori lungo l’intero ciclo produttivo applicando la metodologia di questa tesi. Tutto ciò ha permesso interessanti confronti: i risultati sembrano giustificare l’interesse per la salute dei lavoratori per evitare lo spostamento del danno dai comparti ambientali a quelli interni alla zona di produzione. Nella sezione dedicata alle conclusioni vengono riassunte le osservazioni riguardanti l’intero percorso di ricerca e le possibili nuove applicazioni in questo campo.

La sostenibilità, un tema sempre più discusso a livello mondiale, e l’Additive Manufacturing, una tecnologia in via di sviluppo e dalle potenzialità produttive acclarate, sono i principali argomenti oggetto di studio di questa tesi, trattati nei primi due capitoli dell'elaborato. Nel terzo capitolo si sviluppa uno studio che ha come obiettivo individuare una metodologia che consenta di intervenire sul miglioramento degli impatti ambientali in relazione alla specifica geometria e orientamento dei pezzi realizzati con tecnica stereolitografica; un'ulteriore obiettivo della tesi è stato quello di evidenziare che già nella fase preliminare di progettazione è possibile integrare la sostenibilità nel processo decisionale. Infine vengono riportati i risultati e le interpretazioni del modello realizato.

Una delle metodologie che negli ultimi tempi viene utilizzata più frequentemente per la valutazione ambientale di prodotti, processi e servizi è detta LCA, Life Cycle Assessment: essa valuta l’impatto ambientale associato ad un processo o ad un prodotto considerando tutto il suo ciclo di vita. Nel presente elaborato di tesi la metodologia è applicata ad un processo chimico industriale in fase di studio su scala di laboratorio presso il Dipartimento di Chimica Industriale dell’Università di Bologna, che prevede la sintesi di syngas a partire da biogas tramite le reazioni di dry reformng (DR) e steam refroming (SR). Tale processo è stato studiato poiché a livello teorico presenta i seguenti vantaggi: l’utilizzo di biogas come materia prima (derivante dalla digestione anaerobica dei rifiuti), lo sfruttamento dell’anidride carbonica presente nel biogas e l’utilizzo di un solo reattore anziché due. Il processo viene analizzato attraverso due diversi confronti: in primo luogo è comparato con processi con tecnologie differenti che producono il medesimo prodotto (syngas); in secondo luogo è paragonato a processi che impiegano la stessa materia prima (biogas), ottenendo prodotti differenti. Nel primo confronto i processi confrontati sono uno scenario di Autothermal reforming (ATR) e uno scenario che prevede DR e SR in due reattori separati; nel secondo confronto i prodotti che si ottengono sono: energia termica ed elettrica attraverso un sistema CHP, biometano con un sistema di upgrading del biogas, energia e biometano (CHP + upgrading) ed infine metanolo prodotto da syngas (generato dal processo studiato). Per il primo confronto è risultato che lo scenario che porta ad un minore impatto ambientale è il processo studiato dall'università di Bologna, seguito dallo Scenario con DR e SR in reattori separati ed infine dal processo di ATR. Per quanto concerne il secondo confronto lo scenario migliore è quello che produce biometano, mentre quello che produce metanolo è al terzo posto.

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.

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.

Il presente studio si inserisce nell’ambito del progetto VALSOVIT - Valorizzazione sostenibile degli scarti della filiera vitivinicola per l'industria chimica e salutistica - finanziato dal programma POR FESR della regione Emilia-Romagna, il cui obiettivo è la valorizzazione degli scarti vitivinicoli per la produzione di sostanze ad alto valore aggiunto. Obiettivo dello studio è la valutazione della sostenibilità di un processo innovativo di produzione di polimeri a base biologica e biodegradabili (poliidrossialcanoati, PHA) da vinacce e fanghi, utilizzando una coltura microbica mista in grado di accumulare granuli di PHA come riserva di carbonio ed energia, sviluppato dal CIRI Energia e Ambiente dell’Università di Bologna. Le prestazioni ambientali, calcolate secondo la metodologia LCA, sono state confrontate con quelle di altre plastiche sia a base fossile sia bio-based. Innanzitutto è stata svolta una ricerca bibliografica per analizzare lo stato dell’arte delle valutazioni di sostenibilità applicate al processo di produzione dei PHA. In seguito, si è proceduto alla raccolta dei dati a scala di laboratorio, costruendo un inventario comprendente tutti i flussi di materia ed energia in input e in output rientranti nei confini del sistema del processo analizzato. Successivamente, tramite calcoli ingegneristici è stato effettuato un upscaling a livello industriale di ogni fase del processo, e con il software GaBi si sono effettuate la modellazione ed il calcolo degli impatti ambientali. Dallo studio è emerso che le prestazioni ambientali dei PHA per le diverse categorie di impatto sono in genere peggiori di quelle delle altre plastiche analizzate. Gli impatti derivano principalmente dalla fase di produzione della biomassa e dal processo di produzione dei nutrienti. Bisogna però sottolineare che con un'analisi LCA non è possibile tenere in considerazione l'ottima biodegradabilità dei PHA, caratteristica estremamente importante dal punto di vista ambientale.

La green chemistry può essere definita come l’applicazione dei principi fondamentali di sviluppo sostenibile, al fine di ridurre al minimo l’impiego o la formazione di sostanze pericolose nella progettazione, produzione e applicazione di prodotti chimici. È in questo contesto che si inserisce la metodologia LCA (Life Cycle Assessment), come strumento di analisi e di valutazione. Il presente lavoro di tesi è stato condotto con l’intenzione di offrire una valutazione degli impatti ambientali associati al settore dei processi chimici di interesse industriale in una prospettiva di ciclo di vita. In particolare, è stato studiato il processo di produzione di acroleina ponendo a confronto due vie di sintesi alternative: la via tradizionale che impiega propilene come materia prima, e l’alternativa da glicerolo ottenuto come sottoprodotto rinnovabile di processi industriali. Il lavoro si articola in due livelli di studio: un primo, parziale, in cui si va ad esaminare esclusivamente il processo di produzione di acroleina, non considerando gli stadi a monte per l’ottenimento delle materie prime di partenza; un secondo, più dettagliato, in cui i confini di sistema vengono ampliati all’intero ciclo produttivo. I risultati sono stati confrontati ed interpretati attraverso tre tipologie di analisi: Valutazione del danno, Analisi di contributo ed Analisi di incertezza. Dal confronto tra i due scenari parziali di produzione di acroleina, emerge come il processo da glicerolo abbia impatti globalmente maggiori rispetto al tradizionale. Tale andamento è ascrivibile ai diversi consumi energetici ed in massa del processo per l’ottenimento dell’acroleina. Successivamente, per avere una visione completa di ciascuno scenario, l’analisi è stata estesa includendo le fasi a monte di produzione delle due materie prime. Da tale confronto emerge come lo scenario più impattante risulta essere quello di produzione di acroleina partendo da glicerolo ottenuto dalla trans-esterificazione di olio di colza. Al contrario, lo scenario che impiega glicerolo prodotto come scarto della lavorazione di sego sembra essere il modello con i maggiori vantaggi ambientali. Con l’obiettivo di individuare le fasi di processo maggiormente incidenti sul carico totale e quindi sulle varie categorie d’impatto intermedie, è stata eseguita un’analisi di contributo suddividendo ciascuno scenario nei sotto-processi che lo compongono. È stata infine eseguita un’analisi di incertezza tramite il metodo Monte Carlo, verificando la riproducibilità dei risultati.

Il presente lavoro di tesi è stato svolto in collaborazione con la società di consulenza SMA S.r.l. e fa parte di uno studio per la valutazione dell’impatto di processi di produzione di piastrelle ceramiche su alcuni temi ambientali. In particolare, la tesi concerne il confronto tra gli impatti prima e dopo l’implementazione di alcune migliorie di processo e impiantistiche. La tesi analizza, attraverso il metodo Life Cycle Assessment (LCA), gli impatti di quattro scenari di gestione del materiale di scarto “polveri da ceramica cotta” (denominato “polverino”), generato in fase di squadratura delle piastrelle. Gli scenari sono: recupero interno (scenari ante e post-operam), smaltimento in discarica e recupero presso un'azienda ceramica terza. Su otto dei nove temi ambientali analizzati, i risultati mostrano che i tre scenari di recupero del polverino hanno impatti di almeno un ordine di grandezza inferiore rispetto allo scenario di smaltimento. Confermando ancora una volta la correttezza dell’approccio dell’economia circolare, lo studio evidenzia come il recupero della materia prima-seconda e l’evitato sfruttamento di materia prima vergine comporti una significativa riduzione del carico ambientale. Unica eccezione a questo risultato è il potenziale di emissione di particolato in atmosfera in cui lo scenario di smaltimento presenta un impatto inferiore ai tre scenari di recupero. Siccome l’LCA non prevede il confronto con soglie di accettabilità, si è effettuata una valutazione della dispersione in atmosfera del polverino per verificare eventuali superamenti dei valori soglia di esposizione con il software WinDimula 3.0, messo a disposizione dalla società SERVIN S.r.l. In merito alla dispersione delle polveri, i miglioramenti impiantistici dello scenario post-operam permettono il rispetto delle soglie al contrario dello scenario ante-operam, dove è stato invece riscontrato un superamento dei limiti di esposizione occupazionale raccomandati a livello internazionale.

Questa tesi mira a valutare la sostenibilità ambientale ed economica di una scuola di tre classi, costruita in mattoni di terra cruda compressa a Dougourakoro, in Mali, seguendo i principi della progettazione bioclimatica. A questo scopo, è stata condotto uno studio LCA che compara due diversi casi di studio: l’edificio bioclimatico in mattoni compressi di terra cruda ed un edificio in mattoni forati di cemento, che rispecchia la tipologia costruttiva maggiormente diffusa localmente. L’utilizzo della terra cruda come materiale da costruzione, infatti, è stato localmente soppiantato negli ultimi decenni da mattoni in cemento che necessitano di una minore manutenzione. I risultati dell’analisi LCA indicano un minore impatto ambientale dell’edificio in terra cruda, che si crede possa essere ulteriormente accentuato da una futura inclusione nell’analisi della fase di uso. I maggiori costi che è necessario sostenere durante la costruzione corrispondono ad una maggiore quantità dei materiali utilizzati e ad una superiore complessità delle lavorazioni durante la costruzione. Sintetizzando i risultati, si conclude che, nonostante l’edificio in terra cruda abbia un minore impatto ambientale, il potenziale inespresso di questo materiale è ancora altissimo, potendo manifestarsi appieno, però, solo dopo una rinnovata accettazione sociale, stimolata attraverso attività formative in loco che potrebbero portare ad una maggiore diffusione di conoscenze, conoscenze e macchinari legati a questo materiale, abbattendone così, i costi di produzione e costruzione.

In un periodo storico in cui il tema della sostenibilità ambientale è baricentrico per tutte le attività di sviluppo, anche l’edilizia, settore responsabile del maggiore consumo di energia primaria, si trova ad affrontare la grande sfida dello sviluppo sostenibile. Analizzando l’attuale situazione dell’edilizia italiana risulta che oltre il 65% degli edifici sia stato costruito in assenza delle normative antisismiche (1974) e dei criteri per il risparmio energetico (1976). Inoltre le recenti direttive ambientali “Europa2050” considerano il suolo come una risorsa limitata e non rinnovabile, per questo è stato posto l’obiettivo del consumo zero di suolo. Queste tematiche hanno portato i nuovi interventi edilizi italiani a confrontarsi con l’esistente, diventando sempre più frequenti quelli di recupero e di demolizione/ricostruzione. In ciascuno dei due casi è necessario affinare le valutazioni circa il limite di convenienza economica, tenendo conto dei diversi impatti ambientali associati. In particolare, nel caso della demolizione e ricostruzione, occorre considerare non solo le problematiche tecniche ed ambientali di un nuovo edificio, ma anche quelle associate allo smaltimento dei materiali da demolizione. Nell’intervento di recupero risultano più rilevanti le problematiche riferite al degrado dell’esistente, alla vita nominale residua e al livello prestazionale richiesto. Sulla base dell’analisi di tre casi di studio individuati nell’ambito della ricostruzione post sisma2012, utilizzando il ciclo di vita come parametro della sostenibilità ambientale, mediante simulazioni eseguite con il software OneClickLCA vengono esaminati i fattori critici e proposti criteri utili alla definizione di un indice di convenienza per un supporto alla scelta dell’intervento più appropriato.

Il presente studio si propone dopo un'attenta descrizione del miele analizzandone accuratamente le proprietà fisiche, chimiche, il processo di produzione e l'analisi sensoriale, di effettuare la procedura di Life Cycle Assessment del processo di lavorazione del miele che avviene all'interno dell'Apicoltura Piana di Castel San Pietro Terme; qui la materia prima ovvero il miele arriva da fornitori sia italiani che esteri e attraverso una serie di processi tra cui trattamento in camera calda, filtrazione e confezionamento il prodotto viene reso commerciabile e trasportato all'ingrosso (CEDI, industrie). Nell'analisi sono stati considerati tutti i macchinari ovvero i loro materiali, le emissioni, i rifiuti e la vita media di questi. E' stata altresì presa in esame la distanza fornitore-azienda e azienda-consumatore. La fase che risulta più impattante con oltre il 90% del danno è l'imballaggio del miele, a testimonianza dell'elevata efficienza dei macchinari posseduti dall'azienda e delle numerose certificazioni in campo ambientale ottenuti da quest'ultima.

Per il presente lavoro di tesi sono stati analizzati attraverso la metodologia del ciclo di vita (Life Cycle Assessment, LCA) diversi sistemi di recupero di due rifiuti industriali, ossia pneumatici fuori uso (PFU) e compositi polimerici rinforzati con fibre di carbonio (CFRC), con lo scopo di individuare quelli più virtuosi. Per quanto concerne i PFU, sono stati studiati quattro pretrattamenti (single cut, grinding, crushing e pulverisation), il processo di pirolisi dell’azienda Curti S.p.A, la termovalorizzazione, la co-combustione in cementificio e tre scenari di recupero di polverino da PFU. Dalla valutazione degli impatti dei pretrattamenti è emerso che il single cut è la tecnologia con il minor carico ambientale, mentre tra i processi termici quello più vantaggioso è la pirolisi. Il confronto tra la pirolisi e i tre scenari di recupero di materia ha invece evidenziato i punti di forza del riciclo del ferro e del polverino, quest’ultimo sempre più apprezzato sul mercato per la sua versatilità di utilizzo (può sostituire la sabbia, la gomma sintetica e naturale nelle superfici antitrauma o il bitume negli asfalti bituminosi). Per quanto riguarda invece i CFRC, sono stati messi a confronto tre scenari: la pirogassificazione dell’azienda Curti S.p.A, la termovalorizzazione e lo smaltimento in discarica (adottato fino all’emanazione del D.lgs 36/2003). Dall’analisi è emerso che il primo processo è quello più virtuoso, mentre presenta un impatto quasi nullo la discarica (vietata per questo rifiuto dal 2007). Lo scenario meno favorevole è risultato essere invece la termovalorizzazione. Per testare la robustezza del metodo e confermare i risultati ottenuti, sono stati sottoposti all’analisi di sensibilità gli scenari con i carichi ambientali più simili. Tale analisi, effettuata attraverso il metodo Monte Carlo, ha confermato quanto ottenuto durante la valutazione degli impatti, avvalorando lo studio LCA effettuato per il presente lavoro di tesi.

Per lo svolgimento della tesi ci si è rivolti ad un'azienda particolarmente conosciuta per la sua attenzione alle tematiche ambientali: la Mengozzi Rifiuti Sanitari S.p.A.. L'impianto, sito a Forlì, comprende una sezione dedicata alla gestione di contenitori in materiale plastico per rifiuti sanitari e una sezione per la termovalorizzazione di questi. Si è incentrato lo studio sulla prima parte dell'impianto che si occupa della produzione, del trasporto verso la struttura in cui è utilizzato, del ritorno in azienda e del riuso per più cicli previa sanificazione fino al riciclo per lo stampaggio di nuovi contenitori. Si è pensato di prendere in considerazione i bidoni che sono gestiti dalla Mengozzi S.p.A. e se ne è svolta un'analisi LCA comparativa tra il contenitore effettivamente in carico all'azienda e un altro ipotetico con le medesime caratteristiche strutturali ma gestito diversamente (incenerito dopo un solo utilizzo). Essendo il contenitore di plastica si è inoltre svolta una comparazione tra 2 materiali termoplastici di massa aventi caratteristiche molto simili, quali sono il polietilene ad alta densità (HDPE) e il polipropilene (PP). Il software che è stato utilizzato per condurre l'analisi è SimaPro 7.3 e il metodo lo svizzero IMPACT 2002+. Nello svolgimento si sono considerati 12 bidoni monouso che hanno in pratica la stessa funzione dell'unico bidone sanificato dopo ogni utilizzo e infine riciclato. Dall'analisi è emerso (come facilmente ipotizzabile) che il bidone riusato genera un impatto ambientale nettamente minore rispetto a quello monouso mentre non vi è apprezzabile differenza tra differente tipologia di materiale termoplastico costituente il bidone stesso: L'importanza della scelta della più adeguata modalità di gestione del fine vita e del materiale di composizione in termini ambientali è più marcata a causa di un'attenzione sempre crescente verso le tematiche di sostenibilità.

Il presente elaborato di Tesi consiste in una analisi LCA (Life Cycle Assessment) su cinque differenti processi di produzione di acido tereftalico da fonti rinnovabili: GEVO®, BioForming®, da DMF+acroleina, da HMF+etilene e una via alternativa da p-cimene. Vengono messi a confronto due processi già avviati industrialmente con altri tre ancora in via di sviluppo al fine di individuare quello che su scala industriale possa garantire il minor carico ambientale. La LCA è uno strumento d’analisi in grado di valutare gli impatti legati a tutto il ciclo di vita di un prodotto o processo: dall’estrazione delle materie prime, alla loro lavorazione, fino alle fasi di uso e smaltimento (o recupero). Con tale metodologia è possibile valutare il reale impatto dei processi sull’ambiente e, in un’ottica di continuo miglioramento, individuare i punti in cui intervenire per ridurre le emissioni degli stessi. Sono stati quindi modellati gli scenari necessari a costruire le vie di sintesi che, a partire da biomassa, portassero alla produzione di acido tereftalico. Tra quelle indagate quattro vie prevedono la formazione di p-xilene, successivamente ossidato ad acido tereftalico, mentre l’ultima è proposta come alternativa poiché utilizza p-cimene come precursore per l’ottenimento della molecola d’interesse. I risultati ottenuti mostrano che per tutti i processi indagati il fattore di occupazione di suolo gioca un ruolo di primaria importanza, è infatti ascrivibile ad esso la maggior parte dell’impatto calcolato. Tra gli scenari indagati quello da DMF e acroleina è quello che presenta i risultati peggiori in termini ambientali per tutti i confronti effettuati e ciò è associabile alla grande quantità di colza necessaria per ottenere il glicerolo da trasformare in acroleina. Gli altri processi mostrano risultati molto più bassi, ma in tutti gli scenari è emerso che gli impatti dei processi derivano principalmente dalle fasi di coltivazione e lavorazione delle materie prime.

L’obiettivo di questo lavoro di tesi è l’analisi dell’applicabilità della norma UNI 11698:2017 intitolata “Stima, dichiarazione e utilizzo dell’incertezza dei risultati di una Valutazione di Ciclo di Vita”. La norma si è resa necessaria per rispondere ad esigenze di comunicazione con il pubblico e per fornire un supporto durante la comparazione di prodotti con simili prestazioni ambientali. Il caso studio prescelto per l’applicazione della norma riguarda l’analisi del ciclo di vita di un processo di produzione di piastrelle ceramiche. Attraverso tale analisi si sono ottenuti i dati sui quali calcolare l’incertezza come previsto dalla norma UNI. Uno studio LCA necessita di una significativa mole di dati di inventario sia primari, ossia forniti direttamente dall’azienda, sia secondari, ossia ottenibili da apposite banche dati. Grazie ad un continuo confronto con l’ente UNI, che ha permesso di superare i molteplici problemi riscontrati durante l’applicazione della norma, è stato possibile calcolare l’incertezza da associare ai risultati ottenuti per le quattro categorie di impatto scelte: riscaldamento globale, eutrofizzazione, acidificazione e distruzione di ozono stratosferico. Lo studio condotto ha permesso di valutare le principali criticità della norma, evidenziando una serie di problemi. I problemi maggiori sono sorti sulla scelta del percorso più idoneo da seguire. Sono, infatti, stati seguiti solamente due tra i quattro percorsi proposti: uno per i dati primari e uno per i secondari, gli altri due non sono risultati applicabili. Anche tramite l’utilizzo di questi ultimi sono sorte numerose difficoltà. Il presente lavoro, comunque, ha proposto soluzioni ai problemi riscontrati in parte già presentate all’ente UNI tramite documento tecnico realizzato in collaborazione con thinkstep.

La tesi di laurea ha lo scopo di applicare la metodologia dell'analisi del ciclo di vita (LCA) ad una tipologia di finiture molto usate nell’ambito del restauro architettonico e del recupero edilizio: gli intonaci e le relative tinte. Con “ciclo di vita” si intende l’intero processo, “dalla culla alla tomba” dell’oggetto di studio, esaminando quindi il processo di estrazione, lavorazione, assemblaggio ed imballaggio delle materie prime; il loro trasporto dal luogo di estrazione o produzione al luogo di lavorazione, la distribuzione ed il raggiungimento del cantiere; il processo di posa in opera ed il suo impatto durante il periodo in opera; infine la sua dismissione, riciclo o riuso. L'LCA valuta l’interazione che ognuno di questi passaggi ha con l’ambiente nei confronti della salute umana e dell’ecosistema, considerando anche l’impoverimento delle risorse. Lo scopo dell'analisi è dare a chi di competenza le informazioni necessarie per effettuare scelte sui comportamenti da tenere e identificare limitazioni da applicare ad ogni attività, individuando le opportunità di miglioramento al fine di raggiungere le migliori soluzioni possibili in termini di impatto ambientale. Il lavoro di tesi si sviluppa in quattro capitoli. Nei primi tre si analizzano nel dettaglio, rispettivamente, la metodologia LCA (Life Cycle Assessment), la formulazione delle malte (in particolare quelle da intonaco) e un caso di studio relativo a intonaci bioedili. Il quarto capitolo costituisce il vero e proprio corpo della trattazione, presentando i risultati di un’analisi effettuata su quattro differenti ricette, due per intonaci di finitura, uno di fondo e uno per malta da allettamento, con le relative tinte. Si è ritenuto opportuno analizzare distintamente malte confezionate a piè d’opera e malte premiscelate, per comprendere l’incidenza della differente tipologia di produzione ed evidenziarne le peculiarità.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Questa tesi consiste nella realizzazione di un sistema automatico per la caratterizzazione del ciclo di vita di una cella agli ioni di litio attraverso la misurazione di un parametro prestazionale fondamentale: l’impedenza interna. Si parte con uno studio preliminare sulla struttura chimica e sul funzionamento delle batterie agli ioni di litio, in quanto sono una tecnologia di batterie che presenta un’elevata densità energetica e ottime prestazioni in termini di durata. Grazie a queste proprietà le celle agli ioni di litio vengono utilizzate nel settore automobilistico per la realizzazione di veicoli elettrici. Per ottimizzarne l’efficienza è importante stimare lo State Of Charge. Ci sono diversi metodi per valutare questo parametro, in particolare, attraverso la tecnica di spettroscopia d’impedenza elettrochimica (EIS). Sulla base dello standard internazionale IEC 62660, che descrive e specifica prove di valutazione dei parametri prestazionali e test di durata delle batterie, si propone un protocollo che mira a valutare l’invecchiamento e il deterioramento delle celle attraverso le misure d’impedenza in varie condizioni che dipendono da diversi livelli di SoC e dal numero di cicli a cui vengono sottoposte le celle. Per mettere in pratica questo protocollo è necessario allestire un set up di misura che permetta di eseguire dei cicli di carica e scarica e di misurare l’impedenza interna della cella. Questo banco di misura è costituito da due strumenti principali che sono il Source Meter Unit e il Chemical Impedance Analyzer che vengono programmati da remoto presso il dipartimento DEI dell’Università di Bologna (Campus di Cesena).

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).

La ricerca presentata si inserisce nell'ambito dell'orientamento universitario quale studio di nuove metodologie in tema di orientamento richieste dalla riforma universitaria (a partire dalla Legge delega 127 del 1997). Con il nuovo sistema universitario, l'orientamento acquista un rilievo di primo piano, infatti, il D.M. 509/99, in attuazione alla delega (Legge 127/97), include l'orientamento tra le attività formative che devono essere obbligatoriamente previste nei regolamenti didattici d'ateneo. Il suddetto scenario ha motivato la presente ricerca tale da prevedere all'interno dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano un intervento di accoglienza orientativa anticipata ed integrata che si inserisce nelle attività insite nei Progetti ponte con l'obiettivo di sostenere le nuove matricole alla presa di decisione orientativa, per accogliere adeguatamente gli studenti in università e favorirne l'inserimento nel nuovo contesto di studi. Si tratta, pertanto, di una ricerca applicata con la finalità di valutare il servizio di accoglienza erogato. Questa riflessione su nuove metodologie di azione orientativa ha delineato nuove collaborazioni del CROSS (Centro di Ricerche sull'Orientamento Scolastico-professionale e sullo Sviluppo delle organizzazioni dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano) sia con i servizi alla persona interni all'università sia con enti esterni al fine di garantire servizi orientativi adeguati ai bisogni della persona.
The introduced search becomes part in the University Guideline which study of new methodologies in topic of guideline demanded from the University Reform (the Law delegation 127 of 1997). With the new university system, the guideline acquires an important relief, as a matter of fact, the D.M. 509/99, in performance to the law 127/97, includes the guideline between the formative activities that must obligatorily be previewed in the didactic regulations of athenaeum. The aforesaid scene has motivated the present such search to inside preview of the Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano as an participation of orientativa acceptance anticipated and integrated that becomes part in the activities inborn in the Progetti ponte to support the new matriculations to the taken one of orientativa decision, in order to receive adequately the students in university and to favor of the insertion in the new context of studies. This is, therefore, a search applied with the purpose to estimate the distributed service of acceptance. This reflection on new methodologies of orientativa action has delineated new collaborations of the CROSS (Centro di Ricerche sull'Orientamento Scolastico-professionale e sullo Sviluppo delle organizzazioni dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano) with the inner services to the person to this university and with external agencies to the aim to guarantee services oriented adapts to the needs of the person.

La ricerca presentata si inserisce nell'ambito dell'orientamento universitario quale studio di nuove metodologie in tema di orientamento richieste dalla riforma universitaria (a partire dalla Legge delega 127 del 1997). Con il nuovo sistema universitario, l'orientamento acquista un rilievo di primo piano, infatti, il D.M. 509/99, in attuazione alla delega (Legge 127/97), include l'orientamento tra le attività formative che devono essere obbligatoriamente previste nei regolamenti didattici d'ateneo. Il suddetto scenario ha motivato la presente ricerca tale da prevedere all'interno dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano un intervento di accoglienza orientativa anticipata ed integrata che si inserisce nelle attività insite nei Progetti ponte con l'obiettivo di sostenere le nuove matricole alla presa di decisione orientativa, per accogliere adeguatamente gli studenti in università e favorirne l'inserimento nel nuovo contesto di studi. Si tratta, pertanto, di una ricerca applicata con la finalità di valutare il servizio di accoglienza erogato. Questa riflessione su nuove metodologie di azione orientativa ha delineato nuove collaborazioni del CROSS (Centro di Ricerche sull'Orientamento Scolastico-professionale e sullo Sviluppo delle organizzazioni dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano) sia con i servizi alla persona interni all'università sia con enti esterni al fine di garantire servizi orientativi adeguati ai bisogni della persona.
The introduced search becomes part in the University Guideline which study of new methodologies in topic of guideline demanded from the University Reform (the Law delegation 127 of 1997). With the new university system, the guideline acquires an important relief, as a matter of fact, the D.M. 509/99, in performance to the law 127/97, includes the guideline between the formative activities that must obligatorily be previewed in the didactic regulations of athenaeum. The aforesaid scene has motivated the present such search to inside preview of the Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano as an participation of orientativa acceptance anticipated and integrated that becomes part in the activities inborn in the Progetti ponte to support the new matriculations to the taken one of orientativa decision, in order to receive adequately the students in university and to favor of the insertion in the new context of studies. This is, therefore, a search applied with the purpose to estimate the distributed service of acceptance. This reflection on new methodologies of orientativa action has delineated new collaborations of the CROSS (Centro di Ricerche sull'Orientamento Scolastico-professionale e sullo Sviluppo delle organizzazioni dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano) with the inner services to the person to this university and with external agencies to the aim to guarantee services oriented adapts to the needs of the person.

EXECUTIVE SUMMARY Problem Often, when the characteristics of a bituminous mixture are analised, there are major differences between in-lab and in-situ results. This is due to the fact that the procedures and techniques implemented during the design phase (in lab) may be different from those used on site. Then, is very important to be able to predict the main properties of a mixture particularly when innovative materials are used. For example, when crumb rubber is used, phisical and volumetric properties of mixes may change over time, in particular due to the swelling phenomenon that it alters different properties of the mixture (e.g., viscosity). This study aims to investigate the main aspects of road pavement design in order to improve the performance of innovative mixes. Objectives and scopes The main objectives of this thesis are: • Ob. 1 – To set up models for the prediction of surface characteristics of conventional and innovative road pavements. • Ob. 2 – To design innovative bituminous mixtures with crumb rubber. • Ob. 3 – To analyse the consequences related to Life Cycle Cost Analysis deriving from the application of different pavement design methods. Description This thesis intends to investigate the superficial and mechanical properties of conventional and innovative road pavements. The thesis contains a collection of experiments related to: i) laboratory-based study of the surface properties of road pavement; ii) laboratory-based study of the mechanical properties of road pavement and; iii) determination of expected life and pay adjustment. Conclusions The main conclusions of this thesis are: • Macro- and microtexture test can be explained and predicted based on simple physical and geometric models. In lab- measures can be related to the corresponding measures on real pavements. • The variation of viscosity over time is linked to the swelling process of the rubber. The order of components in the asphalt plant does not have significant effects on viscosity. • Short-time oven aging (STOA) and interrupted compaction process entail a worse compaction of mixes. • CRT2 mixes are usually easier to compact and are the most resistant to permanent deformation. • STOA effects are more evident than interrupted compaction effects in terms of compactability, workability, stiffness and rutting. • Rubberised mixes are easier to compact, when STOA process is applied. They have higher stiffness and a better resistance to permanent deformation. • Regard to the variables under investigation (e.g., AV), AASHTO, KenPave, MnPAVE and, M-EPDG have a similar trend in terms of expected lives.

ABSTRACT. La ricerca di tesi dottorale propone lo studio di strumenti di valutazione ambientale nella loro applicazione a prodotti del settore lapideo nel campo delle costruzioni, al fine di valorizzarne i punti di forza e stimarne i punti di debolezza. Come caso studio è stata scelta la produzione della pietra leccese. La ricerca ha sviluppato la valutazione ambientale di prodotti lapidei leccesi facendo riferimento al metodo LCA, secondo la norma europea UNI EN 15804:2014 “Sostenibilità delle costruzioni - Dichiarazioni ambientali di prodotto - Regole chiave di sviluppo per categoria di prodotto”, nei moduli relativi alle fasi di produzione, LCA “dalla culla ai cancelli”. Si è fatto riferimento nello specifico anche alle PCR (Product Category Rules) Marble or other calcareous stone, granite, sandstone and monumental or building stone – 2009, sviluppate da CET SERVIZI R&S di Isea (TN). La analisi LCA ha portato alla elaborazione di indicatori di impatto a scala globale riconosciuti a livello internazionale: Global warming (GWP100a), Ozone layer depletion (ODP), Photochemical oxidation, Acidification, Eutrophication, Uso di Energia non rinnovabile. Al fine di includere nella valutazione aspetti di impatto “locale” non compresi fra gli indicatori LCA secondo UNI EN 15804, in modo da ottenere una valutazione più efficace, si è fatto riferimento, rielaborandoli, anche ad altri indicatori inclusi nel metodo ECOLABEL e in particolare nello “Ecolabel Europeo per Coperture dure, per pavimenti e pareti”, indicatori riferiti all’uso del suolo, di acqua, alla qualità dell’aria, al rumore. Per la raccolta dei dati dell’inventario è stato scelto un interlocutore, un’azienda del settore lapideo di pietra Leccese. Fin dove è stato possibile, i dati per l’inventario sono stati rilevati in maniera diretta, limitando al massimo il ricorso a dati generici da database. L’Unità di riferimento degli indicatori LCA è rappresentata da 1 tonnellata o da 1m3 di prodotto finito e questo ha messo in evidenza l’incidenza degli scarti e i conseguenti impatti in relazione alle quantità di prodotto effettivamente cavata. I dati sono stati confrontati con studi condotti con lo stesso metodo e riferimento normativo per altri tipi di pietra italiana (la pietra Serena di Firenzuola e il marmo di Custonaci). L’analisi ambientale ha permesso di individuare diversi punti critici del processo, tra questi l’attenzione si è concentrata sugli scarti in fase di produzione e il possibile utilizzo degli stessi, quali materie prime seconde nella produzione di agglomerati lapidei e di intonaco di finitura. Tramite la valutazione SWOT, svolta sulle due proposte di recupero degli scarti, si è definita la proposta di lastre in agglomerato lapideo prodotto in stampi e si sono condotte presso l’Università del Salento prove fisiche-meccaniche per verificarne l’idoneità all’uso come rivestimento. Infine si è valutato come l’impiego degli scarti in un co-prodotto (le lastre in agglomerato) affiancato alla produzione principale, determini conseguenze sulla riduzione dell’impatto attribuibile al processo di produzione nel suo complesso.

Il campo di indagine di questa ricerca è lo spazio tra nella modificazione del manufatto architettonico. La ricerca ipotizza la possibilità del nuovo intervento di interagire con il manufatto preesistente conformando uno spazio che -come un’interfaccia- sia un dispositivo tramite il quale si possano stabilire delle connessioni con l’intorno, ma anche con mondi lontani, irrazionali e invisibili. Come interfaccia, lo spazio tra risponde ai principi caratteristici del conglomerate ordering, tale per cui è capace di creare -nell’esperienza- associazioni di senso piuttosto che separazioni, mettendo in luce la natura esperienziale ed intenzionale della sua progettazione. Per questo la sua forma non corrisponde necessariamente all’interstizio -ovvero alla distanza residuale che separa i due corpi- quanto piuttosto allo spazio stesso del nuovo intervento e del manufatto preesistente.