PREPARATO DA
Progetto di Ricerca per il
Centro di Informazione sul PVC
Confronto tra condotte per fognatura in PVC, Gres e Polietilene Corrugato mediante l’Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
PREPARATO DA
Life Cycle Engineering - Studio Xxxxxxxxx Associati (Studio LCE) c/o Environment Park – Xxx Xxxxxxx, 00
00000 XXXXXX - Italy
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Final Report, 16 Aprile 2008
Main Contributors
Xxxxxxxx Xxxxxx
Approved by
Xxxx Xxxx Xxxxx (Legal Representative) Date
16 Aprile 2008
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Sommario
1 PREMESSA E PRESENTAZIONE DELLA RICERCA 4
1.1 Approccio metodologico adottato 5
2 DEFINIZIONE DELL’OBIETTIVO E CAMPO DI APPLICAZIONE DELLO STUDIO 6
2.1 Scopi e obiettivi dello studio 6
2.2 Definizione del campo di applicazione dello studio 6
2.2.1 Funzioni e unità funzionale 6
2.2.2 Confini del sistema 7
2.2.3 Categorie di dati 8
2.2.4 Requisiti di qualità dei dati 8
2.2.5 Categorie di impatto 10
2.2.6 Revisione critica 10
3 ANALISI DELL’INVENTARIO 11
3.1 Risultati dell’Inventario 16
3.2.1 Risultati energetici 16
3.2.2 Risultati ambientali 18
4 VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI 19
4.1.1 I risultati della classificazione e caratterizzazione 19
4.2 Raggruppamento e pesatura 20
5 INTERPRETAZIONE E MIGLIORAMENTO 21
5.1 Analisi dei risultati energetici 21
5.2 Analisi dei risultati ambientali 24
6 OSSERVAZIONI CONCLUSIVE E FOLLOW UP 28
7 BIBLIOGRAFIA 38
1 Premessa e presentazione della ricerca
Oggetto del presente progetto di ricerca, commissionato dal Centro di Informazione sul PVC (“Centro PVC” o “Committente” da ora in poi), è quello di stabilire il xxxxxx ambientale di ciclo di vita di alcune tipologie di condotte per fognatura realizzate in materiali diversi. La metodologia utilizzata è quella dell’analisi LCA (Life Cycle Assessment), standardizzata a livello internazionale dalle Norme UNI EN ISO 14040 e UNI EN ISO 14044. Rimandando al seguito la descrizione dell’approccio metodologico xx xxxx in esame, xxxx xxxx applicata principalmente a tre tipologie di tubazioni per fognatura, riassunte xxxxx Xxxxxxx 1.1, con l’obiettivo di evidenziare i carichi ambientali della filiera di produzione, dall’estrazione delle materie prime sino alla produzione ed xxxx xxxxx in opera dei manufatti. Lo studio xxxx completato da considerazioni di tipo qualitativo sul fine vita di tali prodotti nonché allargato a considerazioni aggiuntive di tipo preliminare su altre tipologie di condotte che via via sono state aggiunte dal Committente.
I risultati della presente ricerca sono da considerare rappresentativi delle categorie di condotte considerate ma non specifici, in quanto ottenuti essenzialmente a partire da informazioni di tipo secondario, xxxxx xx xxxxxx dati e da studi precedentemente svolti e pubblicati. In altri termini, in accordo con le esigenze del Committente, non sono state coinvolte direttamente aziende produttrici/trasformatrici.
Il termine xxxxxx ambientale xxxx utilizzato per sintetizzare l’oggetto dell’analisi, comprendendo sia gli aspetti energetici sia quelli ambientali.
Tabella 1.1 – Categorie di tubazioni oggetto dello studio
CATEGORIE DI CONDOTTE PER FOGNATURA ANALIZZATE PER IL CONFRONTO |
TUBI IN PVC-U |
TUBI IN GRES |
TUBI IN POLIETILENE (PE) CORRUGATO |
ALTRI MATERIALI CONSIDERATI SOLO PER CONFRONTO PRELIMINARE |
PE COMPATTO |
Per comodità, alcune tra le figure più significative della relazione saranno in inglese con didascalia in italiano.
1.1 Approccio metodologico adottato
Da un punto di vista organizzativo, le varie xxxx xxxxx metodologia adottata per l’analisi sono presentate secondo lo schema proposto dalle Norme UNI EN ISO sopra citate.
Xxxxx Xxxxxx 1.1 è riportato lo schema operativo di una LCA secondo quanto indicato xxxxx Xxxxx UNI EN ISO 14040; sono di seguito brevemente illustrate le principali fasi in cui la stessa LCA è stata suddivisa.
1 - Definizione degli scopi e degli obiettivi (Goal and Scope Definition): è la fase preliminare in cui sono definiti le applicazioni e le finalità dello studio, l’unità funzionale, i confini del sistema analizzato, il fabbisogno di dati e la loro qualità, le categorie di impatto scelte e la metodologia utilizzata per valutarle, le assunzioni ed i limiti.
2 - Inventario (Inventory Analysis): è la parte del lavoro dedicata allo studio del ciclo di vita del processo o attività. Lo scopo principale è quello di ricostruire la via attraverso cui il fluire dell'energia e dei materiali permette il funzionamento del sistema produttivo in esame tramite tutti i processi di trasformazione e di trasporto (modello analogico del sistema in esame).
3 - Analisi degli impatti (Impact Assessment): è lo studio dell'impatto ambientale provocato dal processo o attività, che ha lo scopo di evidenziare l’entità delle modificazioni generate a seguito dei rilasci xxxx’ambiente e dei consumi di risorse calcolati xxxx’Inventario.
4 - Interpretazione e Miglioramento (Interpretation): è la parte conclusiva di una LCA, che ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l'impatto ambientale dei processi o delle attività considerati, valutandoli in maniera iterativa con la stessa metodologia LCA, in maniera tale da non attuare azioni tali da peggiorare lo stato di fatto.
Struttura di una LCA
Valutazione degli impatti
Inventario
Obiettivo
I N T E R P R E T A Z I O N
E
Figura 1.1 – La struttura di una LCA così come proposta dalla UNI EN ISO 14040
2
Definizione dell’obiettivo e campo di
APPLICAZIONE DELLO STUDIO
2.1 Scopi e obiettivi dello studio
Come premesso, il presente studio consiste xxxx’applicazione della metodologia dell’analisi del ciclo di vita (LCA) ai sistemi di produzione di condotte per fognatura. In particolare, l’analisi prende in considerazione ogni operazione necessaria alla produzione dei prodotti indicati xxxxx xxxxxxx 1.1, a partire dalla produzione delle materie prime sino alla realizzazione dei manufatti ed xxxx xxxx xxxx in opera.
Scopo dell’analisi è dunque valutare e confrontare il xxxxxx ambientale associato alla produzione di condotte per fognatura in PVC-U, Gres e Polietilene corrugato in un’ottica ciclo-vita, al fine di fornire una misura dell’eco-efficienza dei processi indagati. Come anticipato, il capitolo 6 conterrà anche alcuni risultati (preliminari, da intendersi come follow up delle attività qui svolte) relativi a condotte in “PVC non compatto” e in “PE compatto” (caso da prendere unicamente come riferimento).
La relazione è ad uso interno del Centro di Informazione sul PVC ed è garantita la riservatezza sui dati utilizzati e sui risultati ottenuti. Come xxxx specificato nel seguito, il dettaglio e l’affidabilità delle informazioni utilizzate è coerente con il campo di applicazione dell’analisi.
2.2 Definizione del campo di applicazione dello studio
2.2.1 Funzioni e unità funzionale
La funzione esercitata dal sistema oggetto di questo studio consiste nella produzione e xxxxx xxxx in opera di condotte per fognatura, in particolare realizzate in PVC-U, Gres e Polietilene corrugato. Xxxxx specifico, la portata idraulica rappresenta l’effettiva funzione dei sistemi descritti.
Per quanto riguarda la definizione dell’unità funzionale, si è scelto di adottare l’unità di lunghezza del sistema-condotta: si fa quindi riferimento alla produzione ed xxxx xxxx in opera di
60 metri (m) di tubazione per fognatura in PVC-U, Gres e Polietilene corrugato.
Per tenere in debita considerazione le differenze che i tre sistemi presentano in termini di resistenza (rigidità anulare nominale SN – kN/m2), portata d’acqua (Q – l/s)1, velocità media dell’acqua (V – m/s)1 e per poter esprimere i risultati non in forma puntuale, saranno presi in considerazione sistemi con differente diametro, come specificato nel capitolo dedicato all’Analisi dell’Inventario. Nel capitolo conclusivo viene inoltre fornito il valore di consumo complessivo di energia (scelto come uno dei parametri xx xxxxxx ambientale più significativi) in funzione della portata specifica dei tre sistemi.
A partire da informazioni disponibili sui cataloghi delle principali aziende italiane che operano in questo settore, per ogni sistema sono stati presi in considerazione gli accessori (giunti) necessari per configurare condotte della lunghezza prefissata. Per semplicità, si è adottato un sistema lineare, senza curve.
2.2.2 Confini del sistema
REFLUI
Per quanto riguarda la produzione di un’unità funzionale di condotte per fognatura, uno schema di massima del sistema considerato è riprodotto in Figura 2.1.
TRASPORTI INTERMEDI
ENERGIA
MATERIE PRIME
POSA IN OPERA
PROCESSO DI FORMATURA DI CONDOTTE PER FOGNATURA
OUTPUT
60 m di tubazione
Figura 2.1 – Dettaglio dei confini del sistema analizzato
1 In condizioni di deflusso a sezione piena.
Per i sistemi in esame sono stati considerati i flussi di materie prime e di energia in entrata ed in uscita, tutti i contributi indiretti (es.: produzione e trasporto dei vettori energetici utilizzati, manutenzione dei mezzi, ecc.), i trasporti intermedi (ipotizzati con distanze ragionevoli) necessari all’approvvigionamento delle materie prime stesse, nonché tutti i tipi di reflui direttamente o indirettamente generati.
2.2.3 Categorie di dati
I dati che generalmente si utilizzano in uno studio di tipo LCA possono essere suddivisi in dati primari e dati secondari. Anche se questa modalità di suddivisione appare sorpassata2, vale xx xxxx citare la differenza:
❑ con la dicitura “primari” si intendono i dati raccolti direttamente sul campo (sia a seguito di visita tecnica e/o a seguito di compilazione di un apposito questionario da parte dell’azienda) e che, di conseguenza, garantiscono il xxxxxxxx grado di accuratezza per il sistema analizzato;
❑ per “secondari”, invece, si intendono quei dati reperiti da banche dati o da studi precedentemente svolti e pubblicati.
Come precedentemente specificato, in accordo con le esigenze del Committente, Il presente studio è stato condotto a partire esclusivamente da dati secondari.
2.2.4 Requisiti di qualità dei dati
Di seguito, per ciascuno dei sistemi analizzati, si riportano le categorie di dati utilizzati e le rispettive xxxxx (Tabella 2.1).
2 A livello EPD (Environmental Product Declarations) si parla infatti di dati specifici e di dati generici: specific data - data gathered from the manufacturing sites where product-specific processes are carried out, and data from other parts of the life cycle specific to the product under study, e.g. transportation.
Tabella 2.1 – Xxxxx e tipologia di dati utilizzati xxxxx studio
PRODOTTO | MATERIE PRIME ED ENERGIA | PROCESSO DI FORMATURA | POSA IN OPERA |
Tubazioni per fognatura in PVC - U | Dati PlasticsEurope (analisi IFEU-INSTITUT) elaborati sul Boustead Model (Secondario) | Dati PlasticsEurope (analisi IFEU- INSTITUT) elaborati sul Boustead Model (Secondario) | LCE (Secondario) |
Tubazioni per fognatura in Xxxx | Xxxxxxxx Model (Secondario) | 1. “Exemplary Investigation into the State of Practical Realisation of Integrated Environmental Protection within the Ceramics Industry under Observance of the IPPC-Directive and the Development of BAT Reference Documents” Prof. Xx. Xxxx Xxxxx; French- German Institute for Environmental Research University of Karlsruhe 2. ”Kumulative Energieverbräuche von Abwasserrohren” Jeschar R., Xxxxxx, E., Xxxxxxxxxx A., Ziegelindustrie International, n°4, p. 245 - 254, Bauverlag, Wiesbaden und Berlin (1995) 3. “Okobilanzen fur die Herstellung von Abwasserrohren“ Jeschar R., Xxxxxx, E., Xxxxxxxxxx A., Ziegelindustrie International, n°4, p. 224 - 230, Bauverlag, Wiesbaden und Berlin (1996) (Secondario) | LCE (Secondario) |
Tubazioni per fognatura in Polietilene corrugato | Dati PlasticsEurope elaborati sul Boustead Model (Secondario) | Dati PlasticsEurope elaborati sul Boustead Model (Secondario)* | LCE (Secondario) |
*E’ importante sottolineare che i dati relativi al processo di formatura del Polietilene si riferiscono all’estrusione di tubi lisci e non alla co-estrusione di tubi corrugati. I risultati relativi a tali prodotti potrebbero pertanto essere sottostimati. Si ritiene comunque tale ipotesi congruente con gli
obiettivi dello studio, che, basandosi su dati secondari, non coinvolge direttamente aziende trasformatrici in grado di fornire informazioni xx xxxxxxxx accuratezza.
Gli altri dati secondari, che riguardano principalmente la produzione dei vettori energetici ed i trasporti utilizzati (consumi, manutenzione, ecc), provengono dalla letteratura specifica, dalle informazioni già in possesso di LCE, dalle informazioni presenti nella Banca Dati del modello di calcolo Boustead Model™, dalla Banca Dati Italiana I-LCA e dalla Banca Dati dell’ANPA (xxx XXXX) sulle emissioni in atmosfera da trasporto stradale in Italia (Saija S., Xxxxxxxx M., De Lauretis R., Xxxxxxx M., Xxxxxxx R. (2000) – Le emissioni in atmosfera da trasporto stradale – ANPA). Per quanto riguarda quest’ultima, si farà riferimento ai dati aggiornati disponibili sul sito xxx.xxxxxxx.xxxx.xx.
2.2.5 Categorie di impatto
Nella presente ricerca, per la caratterizzazione dei risultati di Inventario, si adotteranno le seguenti categorie di impatto: fabbisogno energetico complessivo (GER – Gross Energy Requirement), contributo all’effetto serra (GWP – Global Warming Potential), acidificazione (AP – Acidification Potential), formazione di ossidanti fotochimici (POCP – Photochemical Ozone Creation Potential), eutrofizzazione (EP – Eutriphication Potential), distruzione dell’ozono stratosferico (ODP – Ozone Depletion Potential)3.
2.2.6 Revisione critica
Non è al momento prevista una revisione critica in quanto lo studio non vuole essere reso di pubblico dominio.
3 Per approfondimenti riguardo a quanto sinora detto si rimanda al Capitolo 4.
3 Analisi dell’Inventario
La seconda fase di uno studio LCA è rappresentata dall’analisi di Inventario (LCI), xxxxx xxxxx si implementano le ipotesi utilizzate e le informazioni raccolte allo scopo di costruire il modello analogico dei processi reali oggetto dello studio.
I prodotti analizzati sono utilizzati nella costruzione di fognature per acque di rifiuto civili ed industriali non in pressione (acque bianche, nere e miste). Trovano inoltre applicazione negli scarichi agricoli e di acque di rifiuto in genere, nei limiti della resistenza chimica dei materiali.
In generale, le tubazioni per reti fognarie si dividono in rigide e flessibili.
Si definiscono rigide le tubazioni in cui una deformazione orizzontale o verticale della sezione circonferenziale può provocare un danneggiamento irreversibile del prodotto. In particolare, l’associazione AWWA (American Water Works Association) classifica come rigidi i tubi in cui una deformazione dello 0,1% può causare danni, e come semirigidi quelli che accettano deformazioni fino al 3%. Sono classificati rigidi i tubi in Gres, Cemento, Fibrocemento e Ghisa.
Sono definite invece flessibili le tubazioni per le quali i mutamenti di forma della sezione circonferenziale provocati da sollecitazioni esterne non provocano danni irreversibili al manufatto (secondo AWWA anche per deformazioni superiori al 3%). Sono classificati come flessibili i tubi in materiale polimerico, ossia PVC-U, Polietilene e Polipropilene.
Con il fine di esemplificare la trattazione, si riporta nel seguito un breve glossario con i termini correntemente utilizzati:
• DN (dimensione nominale): designazione numerica per la dimensione di un componente, diversa xx xxxxxx identificata dalla dimensione della filettatura, che è un numero arrotondato approssimativamente uguale alla dimensione costruttiva in mm;
• e (spessore xx xxxxxx): xxxxxx dello spessore xxxxx xxxxxx in un punto qualsiasi della circonferenza di un componente;
• SN (rigidità anulare nominale): designazione numerica della rigidità anulare, data da un conveniente numero arrotondato, che si riferisce alla rigidità in kilo-Xxxxxx al metro quadrato, indicante la rigidità anulare minima richiesta per un tubo o raccordo;
• SDR (rapporto dimensionale normalizzato): designazione numerica di una serie di tubi, data da un conveniente numero arrotondato approssimativamente uguale al rapporto dimensionale tra il diametro esterno e lo spessore xx xxxxxx.
Entrando nel dettaglio dell’analisi, il presente studio prenderà in considerazione le seguenti tipologie di manufatti, includendo il sistema di giunzione e xx xxxx in opera (Tabella 3.1):
Tabella 3.1 – Tipologie di condotte analizzate xxxxx studio.
Tubi PVC-U | Tubi Gres | Tubi PE corrugato | |
Tipologia | PVC-U SDR 41 SN 4 kN/m2 DN 250 massa = 7,6 kg/m | Gres SN 160 kN/m2 DN 250 massa = 51,0 kg/m | PE corrugato SN 4 kN/m2 DN 250 massa = 2,9 kg/m |
PVC-U SDR 41 SN 4 kN/m2 DN 630 massa = 47,1 kg/m | Gres SN 95 kN/m2 DN 600 massa = 220,0 kg/m | PE corrugato SN 4 kN/m2 DN 630 massa = 17,7 kg/m |
Come è evidente, quindi, lo scopo è quello di confrontare tre tipologie di condotte fognarie effettivamente disponibili sul mercato, nella fattispecie due flessibili ed una rigida, caratterizzate da due classi di diametri differenti: 250 mm e 630 mm (nel caso del Gres, poiché non esiste in commercio la tubazione da 630 mm, è stata considerata quella da 600 mm).
Xx Xxxxxx 3.1 riporta le caratteristiche principali delle tubazioni per fognatura analizzate. Sono in particolare evidenziati:
• le classi di rigidità dei manufatti;
• le portate e le velocità medie dei fluidi in condizioni di deflusso a sezione piena. Nel caso del PVC e del Gres, tali grandezze sono state calcolate con la formula di Colebrook, mentre, per quanto riguarda il Polietilene corrugato, con la relazione di Gauckler-Xxxxxxxx. I dati, che si riferiscono alle pendenze indicate, sono stati estrapolati dalla letteratura tecnica di settore;
• i diametri nominali dei tubi. Nel caso del Polietilene corrugato, si è fatto riferimento a condotte normalizzate sul diametro esterno;
• xx xxxxx di un metro di tubazione. Tale dato si riferisce esclusivamente al tubo nel caso del PVC e del PE corrugato, mentre è comprensivo degli elementi xx xxxxxx in Poliuretano (giunzione) nel caso del Gres;
• la lunghezza nominale di una tubazione.
Tipologia | Classe di rigidità | Pendenza (J) | Portata (Q) | Velocità (V) | Diametro XX | Xxxxx | Lunghezza N |
m/km | l/s | m/s | mm | kg/m | mm | ||
PVC-U | SN 4 kN/m2 | 2 | 28,65 | 0,64 | 250 | 7,6 | 6000 |
SN 4 kN/m2 | 5 | 46,08 | 1,04 | 250 | 7,6 | 6000 | |
SN 4 kN/m2 | 2 | 328,61 | 1,17 | 630 | 47,1 | 6000 | |
SN 4 kN/m2 | 5 | 525,06 | 1,87 | 630 | 47,1 | 6000 | |
GRES | 160 kN/m2 | 2 | 32,78 | 0,67 | 000 | 00 | 0000 |
160 kN/m2 | 5 | 52,64 | 1,07 | 000 | 00 | 0000 | |
95 kN/m2 | 2 | 329,91 | 1,17 | 600 | 220 | 2500 | |
95 kN/m2 | 5 | 526,83 | 1,86 | 600 | 220 | 2500 | |
PE corrugato | SN 4 kN/m2 | 2 | 20,13 | 0,56 | 250 | 2,9 | 6000 |
SN 4 kN/m2 | 5 | 31,82 | 0,88 | 250 | 2,9 | 6000 | |
SN 4 kN/m2 | 2 | 226,02 | 1,02 | 630 | 17,7 | 6000 | |
SN 4 kN/m2 | 5 | 357,37 | 1,62 | 630 | 17,7 | 6000 |
Figura 3.1 – Principali caratteristiche delle tubazioni per fognatura comparate
Per quanto riguarda i sistemi di giunzione, si è deciso di adottare quelli elencati xxxxx Xxxxxxx 3.2. E’ importante sottolineare che lo studio ipotizza la produzione e xx xxxxx in opera di 60 m di condotta lineare, inclusi gli elementi di giunzione, ma senza l’utilizzo di elementi complementari (raccordi, curve, pozzetti, ecc.).
Tabella 3.2 – Tipologie di giunzioni adottate xxxx’analisi
Tubo PVC-U | Tubo Gres | Tubo PE corrugato | |
Giunzione | Giunto a manicotto di tipo elastico ottenuto con guarnizione elastomerica | Sistema di tipo “C”, avente due elementi xx xxxxxx in Poliuretano | Manicotto in HDPE ad innesto e guarnizione a labbro in EPDM |
Xx Xxxxxx 3.2 riporta il dettaglio dei dati utilizzati nel modello LCA, ossia le tipologie di elementi, il loro numero e le rispettive masse costituenti 1 unità funzionale di prodotto (60 m di condotta). In particolare, nel caso del PVC e del PE corrugato, il sistema “manicotto + guarnizione” rappresenta il sistema di giunzione, mentre, per quanto riguarda il Gres, esso è costituito dagli elementi xx xxxxxx in Poliuretano (PU).
I dati sono stati calcolati a partire dalle proprietà fisico-chimiche e geometriche riportate nella letteratura tecnica di settore.
DN250 | DN630 | ||
Massa 60 m | 454,3 | 2828,8 | kg |
Pezzi | 10 | 10 | Tubi |
Pezzi | 20 | 20 | Guarn. |
Pezzi | 11 | 11 | Manicot. |
Massa tubo PVC | 454,3 | 2828,8 | kg |
Massa Guarnizioni | 2,6 | 35,5 | kg |
Massa Manicotti | 9,1 | 114,2 | kg |
PVC - U
DN250 | DN600 | ||
Massa 60 m | 3060,0 | 13200,0 | kg |
Pezzi | 30 | 24 | |
Massa PU | 47,3 | 197,1 | kg |
Massa tubo Gres | 3012,7 | 13002,9 | kg |
Gres
DN250 | DN630 | ||
Massa 60 m | 174,0 | 1062,0 | kg |
Pezzi | 10 | 10 | Tubi |
Pezzi | 20 | 20 | Guarn. |
Pezzi | 11 | 11 | Manicot. |
Massa tubo PE | 174,0 | 1062,0 | kg |
Massa Guarnizioni | 3,0 | 45,4 | kg |
Massa Manicotti | 3,6 | 35,5 | kg |
PE corrugato
Figura 3.2 – Masse e numero di elementi costituenti le condotte oggetto dello studio (tubi, manicotti e guarnizioni). I dati si riferiscono a 60 m di condotta. Nel caso del PVC e del PE corrugato, il sistema “manicotto + guarnizione” rappresenta l’apparato di giunzione
In sostanza, le tre tipologie di condotte analizzate si riferiscono alle seguenti voci di capitolato:
• PVC-U: tubazioni in PVC-U per condotte di scarico interrate non in pressione, prodotte in conformità alla UNI EN 1401, certificate xxx xxxxxxx IIP UNI, codice area di applicazione U, dimensioni nominali 250 mm e 630 mm, SDR 41, SN 4 kN/m2, in barre da 6 metri, con giunzione mediante giunto elastico a manicotto in PVC-X x xxxxxxx IIP UNI e guarnizione di tipo elastomerico.
• Gres: tubazioni in Gres ceramico, ottenuti da impasto omogeneo, verniciati esternamente ed internamente, con giunto a bicchiere in conformità alle norme UNI EN 295 parti 1-2-3, sistema C. La giunzione è composta da elementi xx xxxxxx in Poliuretano applicati sulla punta ed all’interno del bicchiere che, sottoposti alle prove di xxx xxxx UNI EN 295/3 punto 15, soddisfano i limiti riportati nel prospetto VII della UNI EN 295/1 e garantiscono gli aspetti xx xxxxxx idraulica indicati nella xxxxx UNI EN 295/1 punto 3.2. Diametri 250 mm e 600 mm, resistenza allo schiacciamento classi 160 kN/m2 e 95 kN/m2 rispettivamente.
• Polietilene corrugato: tubo strutturato in PE ad alta densità co-estruso a doppia parete, liscia internamente di colore xxxxxx e corrugata esternamente di colore nero, per condotte di scarico interrate non in pressione, prodotto in conformità al prEN 13476-1 ed alla xxxxx italiana UNI 10968-1, certificato xxx xxxxxxx IIP UNI, con classe di rigidità pari a SN 4 kN/m2, in barre da 6 metri, con giunzione mediante manicotto in HDPE ad innesto a xxxxxxx PIIP/a e IIP UNI e guarnizione a labbro in EPDM. Diametri nominali esterni pari a 250 mm e 630 mm.
Per quanto riguarda infine il modello relativo xxxx xxxxx in opera delle condotte, esso prende in considerazione tutte le attività associate xxxx xxxx xxxx, xxx taglio dell’asfalto, alla creazione della trincea sino al suo corretto riempimento ed al ripristino della sede stradale. E’ importante evidenziare che tale modello è stato utilizzato indifferentemente per le tre tipologie di condotte analizzate e non tiene conto dei materiali utilizzati, ma solo dei consumi di carburante e delle rispettive emissioni. Si ritiene tale ipotesi congruente con gli obiettivi dello studio, che, basandosi su dati secondari, non coinvolge direttamente imprese del settore civile/edile in grado di fornire informazioni xx xxxxxxxx accuratezza. Tutte le ipotesi di dettaglio di questa fase sono riportate xxxxx Xxxxxxx 3.3.
Tabella 3.3 – Dettaglio sulle principali ipotesi relative xxxx xxxxx in opera delle condotte.
POSA IN OPERA | |
FASE | CARATTERISTICHE |
Taglio asfalto, scarifica e fresatura | Profondità = 0,18 m |
Scavo ed armatura | Larghezza trincea = 1 m Profondità trincea = 2 m |
Trasporto e scarico ghiaia per letto xx xxxx | Distanza = 20 km |
Formazione letto xx xxxx | Profondità = 0,15 m |
Posa xxxxx xxxxxxxx | |
Formazione rinfianco | Dipendente dal DN della tubazione |
Riempimento della trincea | Dipendente dal DN della tubazione |
Trasporto e scarico misto stabilizzato e conglomerato bituminoso per ripristino sede stradale | Distanza = 20 km |
Ripristino sede stradale | |
3.1 Risultati dell’Inventario
I risultati presentati sono relativi al sistema analizzato nel suo complesso (gross data) che, nel presente studio, ha inizio con le operazioni che attengono alla produzione delle materie prime e termina con la produzione e xx xxxx in opera di condotte per fognatura in PVC-U, Gres e Polietilene corrugato (a tal proposito, si veda il dettaglio dei confini del sistema al paragrafo 2.2.2).
Una seconda osservazione riguarda la suddivisione dei risultati di uno studio LCA, che è normalmente attuata come riportato nel seguito:
- risultati energetici, presentati in termini di energia per unità funzionale prodotta;
- risultati ambientali, che riguardano il consumo di risorse naturali, le emissioni in aria, le emissioni in acqua e i rifiuti solidi prodotti, normalizzati anch’essi rispetto all’unità funzionale generata.
La presentazione dei risultati è stata impostata in modo dettagliato e schematico al fine di rendere agevole un’eventuale ricerca puntuale di informazioni.
3.2.1 Risultati energetici
Per quanto riguarda i risultati energetici l’informazione più interessante riguarda l’energia complessivamente spesa dal sistema. Generalmente essa è espressa in termini xx Xxxxx Energy Requirement (GER) che rappresenta xx xxxxx, sempre in ottica di ciclo di vita, delle seguenti grandezze:
- energia diretta, che rappresenta quella quota di energia direttamente consumata dagli operatori finali per alimentare i processi in oggetto (come ad esempio l’energia elettrica consumata in stabilimento);
- energia indiretta, che rappresenta la quota di energia necessaria per produrre l’energia diretta e l’energia feedstock;
- energia feedstock, che è l’energia contenuta in quei materiali utilizzati nei processi come tali e non come combustibili;
- energia dei trasporti, che rappresenta la quota di energia associata al combustibile utilizzato direttamente dai trasporti coinvolti.
Xxxxx Xxxxxxx 3.4, a titolo introduttivo, sono riportati il GER ed il GWP relativi alla produzione di 1 kg di tubazione in PVC-U, Gres e Polietilene (HDPE). E’ importante specificare xxx xxxx si riferiscono alla mera produzione delle condotte e sono espressi in forma puntuale come risultato dell’elaborazione del modello analogico relativo al loro sistema di produzione.
Tabella 3.4 – GER e GWP associati alla produzione di 1 kg di tubazione
Prodotto | GER (MJ/kg) | GWP (kg CO2-eq./kg) |
Gres | 9,5 | 0,6 |
PVC-U | 65,4 | 2,8 |
HDPE | 84,5 | 2,3 |
Un primo e fondamentale commento riguarda dunque i xxxxxx xx xxxxxx energetico di partenza, espressi in maniera puntuale xxxxx xxxxxxx 3.4: xxx xxxx dei due prodotti polimerici, questi derivano dai dati PlasticsEurope, su cui è possibile esprimere giudizio di affidabilità e rappresentatività. Per il Gres, studi condotti da LCE dimostrano l’affidabilità dei dati qui utilizzati e le xxx xxxxx sono riportate xxxxx xxxxxxx 2.1.
Xxxxx successive Tabelle 3.5 e 3.6 sono invece riportati i valori del GER relativi alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di condotta, inclusi gli elementi di giunzione (1 unità funzionale). Dati gli obiettivi dello studio, essi sono presentati sottoforma di range numerico, ossia con un valore di indicatore minimo ed uno massimo per tenere xxxxx xxxxx variabilità dovuta xxxx xxxx xx xxxx in opera.
Sempre nel caso delle condotte di tipo polimerico, è rilevante sottolineare che tale indicatore (il GER) comprende, per definizione, l’energia feedstock del sistema (che, come xxxx, rappresenta una quota di energia “congelata” nel polimero e potenzialmente recuperabile a fine vita): nel caso in cui si ipotizzi una sostituzione di queste condotte nel tempo, i risultati potrebbero variare in funzione della gestione a fine vita dei manufatti, ossia in funzione del xxxxxxxx o meno di tale quota parte di energia (si veda il Capitolo 5 per apprezzare il xxxxxx xxxxx feedstock e la sua ipotetica influenza nel caso di sostituzione xxxxx xxxxxxxx).
Tabella 3.5 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione
DN250
Prodotto | GER – Gross Energy (GJ/60 m) |
PE corrugato (DN250) | 40,5 – 44,7 |
PVC-U (DN250) | 55,0 – 60,8 |
Gres (DN250) | 58,2 – 64,4 |
Tabella 3.6 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione
DN630 (DN600 nel caso del Gres)
Prodotto | GER – Gross Energy (GJ/60 m) |
PE corrugato (DN630) | 118,3 – 130,7 |
Gres (DN600) | 164,6 – 182,0 |
PVC-U (DN630) | 212,1 – 234,5 |
3.2.2 Risultati ambientali
I risultati ambientali quantificano il consumo di risorse naturali, aventi contenuto energetico e non, le emissioni in atmosfera ed in acqua nonché la produzione di rifiuti solidi. In accordo con gli obiettivi dello studio, i risultati ambientali non saranno esplicitati, ma xxxx xxxxxxxx direttamente la valutazione degli impatti, riconducendo cioè i singoli valori alle categorie di effetti ambientali standard (caratterizzazione secondo le categorie indicate nel paragrafo 2.2.5).
4 Valutazione degli Impatti
Le fasi di classificazione e caratterizzazione prevedono di identificare una serie standard di effetti ambientali potenziali e, in seguito, determinare in xxx xxxxxx i xxxxxx di emissioni individuati xxxxx xxxx di Analisi di Inventario contribuiscono ad un determinato effetto.
A titolo di esempio, si può citare come CO2, CO e idrocarburi contribuiscano all’effetto serra (classificazione), ognuno in misura diversa in dipendenza del loro potenziale rispetto alla CO2 equivalente xxxxxxx come rappresentativa della classe di effetto (caratterizzazione).
In questo studio, come già anticipato nel paragrafo 2.2.5, si è scelto di valutare i seguenti effetti ambientali:
-
-
-
-
-
effetto serra (GWP); acidificazione (AP);
formazione di ossidanti fotochimici (POCP); eutrofizzazione (EP);
distruzione dell’ozono stratosferico (ODP).
Come sempre fatto e, per altro, ora anche raccomandato dalla UNI EN ISO 14044 (2006), non si procede ad alcuna normalizzazione dei risultati in eco-indicatori.
4.1.1 I risultati della classificazione e caratterizzazione
I risultati xxxxx xxxx di classificazione e caratterizzazione relativi alle operazioni necessarie alla produzione di 1 unità funzionale dei prodotti elencati xxxxx xxxxxxx 1.1 sono riportati nelle successive Tabelle 4.1 e 4.2. Dati gli obiettivi dello studio, essi sono presentati sottoforma di range numerico, ossia con un valore di indicatore minimo ed uno massimo.
Tabella 4.1 – Risultati della caratterizzazione associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione DN250
Prodotto | GWP (kg CO2-eq.) | AP (mol H+-eq.) | EP (kg O2-eq.) | POCP (kg C2H4-eq.) | ODP (kg CFC11-eq.) |
PVC-U (DN250) | 3264 - 3608 | 860 - 950 | 142 - 156 | 5,2 – 5,8 | Trasc. |
Gres (DN250) | 3983 - 4403 | 1007 - 1113 | 161 - 177 | 5,7 – 6,3 | Trasc. |
PE corrugato (DN250) | 2415 - 2669 | 700 - 774 | 128 - 142 | 4,9 – 5,5 | Trasc. |
Tabella 4.2 – Risultati della caratterizzazione associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione DN630 (DN600 nel caso del Gres)
Prodotto | GWP (kg CO2-eq.) | AP (mol H+-eq.) | EP (kg O2-eq.) | POCP (kg C2H4-eq.) | ODP (kg CFC11-eq.) |
PVC-U (DN630) | 9993 - 11045 | 2065 - 2283 | 243 - 269 | 8,2 – 9,0 | Trasc. |
Gres (DN600) | 10478 - 11580 | 2226 - 2460 | 282 - 312 | 9,2 – 10,2 | Trasc. |
PE corrugato (DN630) | 4555 - 5035 | 1051 - 1161 | 155 - 171 | 6,6 – 7,2 | Trasc. |
4.2 Raggruppamento e pesatura
Anche in questo caso non si entra xxxxx specifico della metodologia, ma si può ricordare che a causa del non completo accordo scientifico a livello internazionale e della complessità di queste fasi, la stessa UNI EN ISO 14040 la ritiene non obbligatoria (la UNI EN ISO 14044 edizione 2006, come prima anticipato, ne sconsiglia l’applicazione).
Queste sono le ragioni per cui xxxx xxxx non sono state incluse xxxxx studio.
5 Interpretazione e miglioramento
5.1 Analisi dei risultati energetici
Xx Xxxxxx 5.1 mostra il consumo complessivo di energia (GER) relativo alla produzione di 1 kg di tubazione in PVC-U, Gres e Polietilene (HDPE), evidenziando in particolare il contributo dell’energia feedstock. Il contributo “GER – feedstock” (indicato in colore arancione nei grafici) rappresenta l’energia effettivamente e irrimediabilmente spesa “dalla culla xx xxxxxxxx”.
E’ importante specificare che tali risultati si riferiscono alla mera produzione delle condotte.
80
60
23,2
54,7
MJ 40
20
42,2
29,8
0
PVC
9,5
Gres
PE
Irreparably lost energy Feedstock
TOT = 84,5
TOT = 9,5
TOT = 65,4
Figura 5.1 – Risultati energetici associati alla mera produzione di 1 kg di tubazioni. I risultati sono espressi in MJ ed il contributo dell’energia feedstock è evidenziato in colore blu.
Le Figure 5.2 e 5.3 riportano invece i GER relativi alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di condotta (suddivisi nei due casi), inclusi gli elementi di giunzione e xx xxxxx in opera (1 unità funzionale). Anche in questo caso il contributo dell’energia feedstock è stato indicato in colore blu. Per comodità di lettura, i risultati sono espressi in funzione del valore centrale dei range numerici indicati nel Capitolo 3.
DN250 TOT = 57,9 TOT = 61,3 TOT = 42,6 | |
2 60 50 10,9 40 9,9 GJ 30 59,3 20 47 32,7 10 0 PVC Gres PE | |
Irreparably lost energy Feedstock | |
Figura 5.2 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in GJ ed il contributo dell’energia feedstock è evidenziato in colore blu.
210
180
150
GJ 120
90
60
30
0
70,1
8,4
153,2
164,9
62,2
62,3
PVC Gres PE
DN630 (DN600 - Gres)
TOT = 223,3
TOT = 173,3
TOT = 124,5
Irreparably lost energy Feedstock
Figura 5.3 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm nel caso del Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in GJ ed il contributo dell’energia feedstock è evidenziato in colore blu.
Le Figure seguenti (5.4 e 5.5) riportano invece gli specifici contributi al GER delle fasi di produzione delle tubazioni, dei sistemi di giunzione e xx xxxxx in opera dei differenti manufatti.
DN250 TOT = 57,9 TOT = 61,3 TOT = 42,6 | |
60 27,3 27,3 GJ 40 5,3 0,9 27,3 20 29,7 28,7 0,6 14,7 0 PVC Gres PE | |
Pipe production Pipe connection system Installation phase | |
Figura 5.4 – Contributi delle fasi di produzione delle tubazioni e delle giunzioni e xx xxxxx in opera di 60 m di condotta avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in GJ.
DN630 (DN600 - Gres) TOT = 223,3 TOT = 173,3 TOT = 124,5 | |
200 27,3 10,9 150 27,3 22 GJ 100 185,1 27,3 7,5 124 50 89,7 0 PVC Gres PE | |
Pipe production Pipe connection system Installation phase | |
Figura 5.5 – Contributi delle fasi di produzione delle tubazioni e delle giunzioni e xx xxxxx in opera di 60 m di condotta avente DN 630 mm (DN 600 mm nel caso del Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in GJ.
5.2 Analisi dei risultati ambientali
Le figure seguenti riportano invece i contributi all’effetto serra (GWP), all’acidificazione (AP), all’eutrofizzazione (EP) ed alla creazione di smog fotochimico (POCP) associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di condotta, inclusi gli elementi di giunzione e xx xxxxx in opera (1 unità funzionale). Anche in questo paragrafo, per comodità di lettura, i risultati sono espressi in funzione del valore centrale dei range numerici indicati nel Capitolo 4.
5000
4193
4000
3436
3000
2542
2000
1000
0
PVC
Gres
PE
kg CO2 - eq.
Figura 5.6 – Contributo all’effetto serra associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in kg CO2-eq.
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
10519
11029
4795
PVC Gres PE
kg CO2 - eq.
Figura 5.7 – Contributo all’effetto serra associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm per il Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in kg CO2-eq.
1200
1060
1000
905
800
737
600
400
200
0
PVC
Gres
PE
mol H+ - eq.
Figura 5.8 – Contributo all’acidificazione associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in mol H+-eq.
2800
2174
2343
2100
1400
1106
700
0
PVC
Gres
PE
mol H+ - eq.
Figura 5.9 – Contributo all’acidificazione associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm per il Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in mol H+-eq.
200
175
150
125
100
75
50
25
0
149
169
135
PVC Gres PE
kg O2 - eq.
Figura 5.10 – Contributo all’eutrofizzazione associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in kg O2-eq.
300
297
256
225
163
150
75
0
PVC
Gres
PE
kg O2 - eq.
Figura 5.11 – Contributo all’eutrofizzazione associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm per il Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in kg O2-eq.
8
6
5,5
6
5,2
4
2
0
PVC
Gres
PE
kg C2H4 - eq.
Figura 5.12 – Contributo allo smog fotochimico associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici). I risultati sono espressi in kg C2H4- eq.
12
10
8
6
4
2
0
9,7
8,6
6,9
PVC Gres PE
kg C2H4 - eq.
Figura 5.13 – Contributo allo smog fotochimico associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm per il Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in kg C2H4-eq.
6 Osservazioni conclusive e follow up
L’analisi dei carichi ambientali relativi ai sistemi analizzati - secondo l’approccio LCA - evidenzia una differenza di risultati a seconda del diametro considerato.
Nel caso specifico dei risultati energetici, prendendo in considerazione tutti i contributi al GER (Gross Energy Requirement), inclusa l’energia feedstock, è possibile notare che le tubazioni in PVC-U DN 630 presentano in assoluto i valori più elevati di questo indicatore. Tale effetto è dovuto xx xxxxxxxx incremento xx xxxxx delle condotte in PVC-U rispetto a quelle in Gres ed in PE corrugato, passando dal diametro DN 250 al DN 630 (Tabella 6.1).
Tabella 6.1 – Incremento xxxxx xxxxx delle tubazioni passando dal DN 250 al DN 630 (DN 600 nel caso del Gres).
Tubi PVC-U | Tubi Gres | Tubi PE corrugato | |
Tipologia | DN 250 – DN 630 6,2 volte | DN 250 – DN 600 4,3 volte | DN 250 – DN 630 6,1 volte |
Il punto critico delle condotte in PVC-U rispetto al principale competitor sul mercato – il PE corrugato – è rappresentato dalla massa per metro lineare, come riportato xxxxx Xxxxxxx 6.2.
Tabella 6.2 – Confronto tra xx xxxxx delle tubazioni in PVC-U ed in PE corrugato.
Tubi PVC-U | Tubi PE corrugato | |
Tipologia | DN 250 7,6 kg/m | DN 250 2,9 kg/m |
DN 630 47,1 kg/m | DN 630 17,7 kg/m |
A questo proposito, è bene però evidenziare che l’industria del PVC annovera tra i propri prodotti anche condotte per fognatura aventi una massa per metro lineare inferiore rispetto a quelle analizzate: trattasi delle tubazioni in PVC “non compatto” (Tabella 6.3). Si auspica pertanto un approfondimento dal punto di vista LCA di tali prodotti, che, in virtù del loro favorevole rapporto peso/lunghezza, potrebbero risultare meno impattanti da un punto di vista LCA – e quindi maggiormente competitivi – degli analoghi manufatti in PVC “compatto”.
Tabella 6.3 – Confronto tra xx xxxxx delle tubazioni in PVC-U “compatto” e “non compatto”.
PVC-U “compatto” | PVC-U “non compatto” - A | PVC-U “non compatto” - B | |
Tipologia | DN 250 7,6 kg/m | DN 250 6,3 kg/m | DN 250 4,6 kg/m |
DN 630 47,1 kg/m | DN 630 37,7 kg/m | DN 630 28,0 kg/m |
Per questo motivo, a titolo di esempio, si riportano nel seguito delle simulazioni di calcolo dei carichi ambientali associati alla produzione di due particolari tipologie di tubi per fognatura in PVC “non compatto”, denominate con le lettere A e B (Figure 6.1, 6.2, 6.3 e 6.4). Si tratta unicamente di simulazioni in quanto il modello tiene conto xxxxx xxxx variazione xx xxxxx del prodotto e non del differente processo produttivo. Ipotizza inoltre di utilizzare il medesimo sistema di giunzione delle tubazioni in PVC “compatto”. I dati sulle masse per metro lineare sono stati forniti da un’azienda italiana del settore.
Inoltre - sempre a titolo esemplificativo ed unicamente nel caso indicato con “DN250” – nei medesimi grafici sono stati anche inseriti i valori relativi a due altre tipologie di tubazioni in PE:
1. PE corrugato, normalizzato sul diametro esterno, DN 315 mm, SN 8 kN/m2, Q = 36,85 l/s (se J = 2 m/km), Q = 58,27 l/s (se J = 5 m/km), m = 4,6 kg/md;
2. PE compatto, per condotte in pressione, DN 250 mm, PN 10, m = 11 kg/me. Esso è stato denominato con la lettera C.
d Nella letteratura tecnica di settore non è riportata la xxxxx xxxxx tubazione avente rigidità anulare nominale SN 8 kN/m2: per tale motivo si è utilizzato il valore riferito alla classe SN 4 kN/m2.
e I dati sono stati forniti da un’azienda di settore. Poiché trattasi di condotte in pressione, utilizzate per scopi differenti rispetto al vettoriamento di acque nere, non si è fatto riferimento ai valori di portata e di velocità del fluido in funzione xxxxx xxxxxxxx. I risultati ambientali non tengono conto del sistema di giunzione e, per quanto riguarda xx xxxxx in opera, si sono utilizzate le medesime ipotesi formulate per le condotte per fognatura.
DN250
TOT = 57,9 TOT = 52,8 TOT = 46,2 TOT = 61,3 TOT = 42,6 TOT = 51,7 TOT = 83,1
Irreparably lost energy Feedstock
90
80
70
60
2
36,1
GJ 50
10,9
9,1
6,7
40
30
20
10
0
15,7
9,9
47
43,7
59,3
39,5
32,7
36
47
PVC
PVC type A
PVC type B
Gres
PE
PE DN315
PE type C
Figura 6.1 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici) e, ove indicato, DN 315 mm. Nel caso del PE compatto per condotte in pressione, i risultati non tengono conto del sistema di giunzione. I valori sono espressi in GJ ed il contributo dell’energia feedstock è evidenziato in colore blu (parte superiore).
210
180
150
GJ 120
90
60
30
0
70,1
8,4
56,4
42,9
153,2
62,2
128,4
164,9
103,8
62,3
PVC PVC type A PVC type B Gres PE
DN630 (DN600 - Gres)
TOT = 223,3
TOT = 184,8
TOT = 146,7
TOT = 173,3
TOT = 124,5
Irreparably lost energy Feedstock
Figura 6.2 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm nel caso del Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in GJ ed il contributo dell’energia feedstock è evidenziato in colore blu (parte superiore).
5000
4193
4000
3436
3644
3217
2930
3000
2542
2790
2000
1000
0
PVC
PVC type A PVC type B
Gres
PE
PE DN315
PE type C
DN250
kg CO2 - eq.
Figura 6.3 – Contributo all’effetto serra associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 250 mm (valori centrali dei range numerici) e, ove indicato, DN 315 mm. Nel caso del PE compatto per condotte in pressione, i risultati non tengono conto del sistema di giunzione. I valori sono espressi in kg CO2-eq.
14000
12000
10519
11029
10000
8860
8000
7221
6000
4795
4000
2000
0
PVC
PVC type A
PVC type B
Gres
PE
DN630 (600 – Gres)
kg CO2 - eq.
Figura 6.4 – Contributo all’effetto serra associato alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione avente DN 630 mm (DN 600 mm per il Gres) - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in kg CO2-eq.
Nelle Figure 6.5 e 6.5 bis sono invece riportati il GER ed il GWP calcolati modificando l’unità funzionale, e cioè dividendola ulteriormente per le portate delle tubazioni in condizioni di deflusso a sezione piena. Si ottengono in tal modo il consumo energetico ed il contributo all’effetto serra complessivi associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di condotte per ogni unità di “litro/secondo” vettoriabile. Nel caso del PVC, si fa riferimento ai prodotti “compatto”, “non compatto” di tipo A e B e, soltanto in questo caso specifico, alle tubazioni “compatte” aventi DN 315 mm.
GER
1,60
PVC
PVC type A PVC type B
Gres
PE
PE DN315
1,40
1,34
1,20
1,26
1,15
1,16
1,00
1,00
0,91
0,89
0,80
0,60
0,40
0,43
0,35
0,28
0,33
0,35
0,20
0,00
DN 250 mm
DN 600/630 mm
DN 315 mm
GJ/(60m*l/s)
GJ/[60 m * (l/s)]
Slope = 5 m/xx
Xxxxxx 6.5 – Risultati energetici associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione, espressi per unità di portata - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in GJ.
GWP
kg CO2-eq./(60m*l/s)
kg CO2-eq./[60 m * (l/s)]
PVC | PVC type A | PVC type B | Gres | PE | PE DN315 | |||||||||
80 | 80 | 80 | ||||||||||||
75 | ||||||||||||||
70 | 70 | |||||||||||||
60 | 64 | |||||||||||||
50 | 51 | 48 | ||||||||||||
40 | ||||||||||||||
30 | ||||||||||||||
20 10 | 20 | 17 | 14 | 21 | 13 | |||||||||
0 | ||||||||||||||
DN 250 mm
DN 600/630 mm
DN 315 mm
Slope = 5 m/xx
Xxxxxx 6.5 bis – Risultati relativi al riscaldamento globale associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione, espressi per unità di portata - valori centrali dei range numerici. I risultati sono espressi in kg di CO2-eq.
Questi grafici mostrano in effetti una situazione più favorevole al comparto PVC, principalmente dovuto alle portate superiori. La loro lettura deve essere effettuata tenendo xxxxx xxx le tubazioni in PE corrugato sono normalizzate sul diametro esterno e che le portate e le velocità in condizioni di deflusso a sezione piena sono state calcolate con la formula di Gauckler- Xxxxxxxx (per Gres e PVC si è utilizzata invece la relazione di Colebrook). In particolare, sempre con riferimento al PE corrugato, il coefficiente di scabrezza adottato nei calcoli è:
Ks = 80 m1/3*s-1
Come già specificato nel Capitolo 3, tutti i valori di prestazione utilizzati (non quelli di tipo LCA) sono stati forniti direttamente da aziende operanti nel settore od estrapolati dalla letteratura tecnica di riferimento, qui di seguito riassunta:
▪ nel caso del PVC: IIP, Istituto Italiano dei Plastici – Installazione delle fognature di PVC – Xxxxx UNI EN 1401 – Milano, Italia;
▪ nel caso del Gres: Società del Gres – Gres: la soluzione per condotte sicure, funzionali e competitive – Monografia di prodotto, Bergamo, Italia;
▪ nel caso del PE corrugato:
⮚ Industrie Polieco-MPB – Il tubo corrugato in Polietilene per reti fognarie e drenaggi
– Manuale tecnico, Brescia, Italia;
⮚ Industrie Polieco-MPB – Tubi corrugati in Polietilene normalizzati sul diametro esterno – Caratteristiche e listino prezzi 2006, Brescia, Italia.
Un'altra considerazione importante riguarda la fase di installazione che, secondo le ipotesi adottate, conta per circa il 47% del GER nel sistema PVC-U DN 250 (“compatto”) e per circa il 12% nel caso del DN 630 (sempre nel xxxx xxxxx tipologia “compatto”). Nel caso di condotte di diametro modesto, vale dunque xx xxxx puntare l’attenzione xxxx xxxx xx xxxxx e di installazione tanto quanto a quella di produzione delle condotte.
Ancora, è stata condotta un’analisi preliminare dell’influenza dell’utilizzo di scarti di PVC nel ciclo produttivo delle condotte in PVC-U aventi diametro DN250. Le simulazioni numeriche sono state condotte utilizzando come riferimento gli indicatori GER e GWP, diagrammati in funzione della percentuale di materiale riciclato contenuto nel prodotto (Figure 6.6 e 6.7) con lo scopo di mettere in evidenza il beneficio derivante dall’utilizzo di PVC riciclato.
E’ importante sottolineare che la procedura di calcolo non include il trattamento degli scarti di PVC al fine di renderli idonei alle operazioni di riciclo (e cioè raccolta dei rifiuti, trasporto, frantumazione, ecc.): ciò significa che i benefici che si evincono dalle figure sotto riportate, pur rimanendo tali, sono sovrastimati.
GER - DN 250
60
58
56
54
52
50
48
46
44
57,9
56,3
53,1
49,9
PVC PVC 10%R PVC 30%R PVC 50%R
XX
Xxxxxx 6.6 – GER in funzione della percentuale di PVC riciclato contenuto nel prodotto (a titolo di esempio, “PVC 10%R” significa una tubazione in PVC costituita per il 90% da materia prima vergine e per il 10% da PVC riciclato). I dati sono sempre associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione.
GWP - DN 250
3,5
3,4
3,3
3,2
3,1
3
2,9
2,8
2,7
2,6
3,4
3,3
3,1
2,9
PVC PVC 10%R PVC 30%R PVC 50%R
t CO2-eq.
Figura 6.7 – GWP in funzione della percentuale di PVC riciclato contenuto nel prodotto (a titolo di esempio, “PVC 10%R” significa una tubazione in PVC costituita per il 90% da materia prima vergine e per il 10% da PVC riciclato). I dati sono sempre associati alla produzione ed xxxx xxxxx in opera di 60 m di tubazione
Infine, per quanto riguarda la durata in opera dei manufatti, è evidente che il periodo temporale per il xxxxx è possibile garantire la funzionalità dei sistemi indagati gioca un ruolo determinante sull’analisi dei risultati: maggiore è la durata del sistema-condotta e xxxxxx xxxx il xxxxxx ambientale espresso in unità all’”anno-equivalente”. E’ questo uno dei temi maggiormente dibattuti in tutti i settori dell’edilizia: compatibilmente con gli obiettivi dell’analisi, si è ritenuto opportuno non procedere alla valutazione della durabilità dei prodotti analizzati ed alla conseguente normalizzazione dei risultati, richiamando l’attenzione del Committente sulla necessità di usare comunque dati e riferimenti noti e validati a livello internazionale qualora si voglia procedere ad un ulteriore confronto in questo senso.
Tuttavia, a titolo esemplificativo, nelle due figure sottostanti (Figura 6.8 a e b) si sono riportati i valori di GER e GWP nel caso delle condotte DN 250 e 315 mm riferiti a tre ipotetici periodi di durata: 30 anni, 50 anni e 70 anni.
PVC 50 years
PVC 70
PVC 50
PVC 30
PVC type A 70 PVC type A 50 PVC type A 30 PVC type B 70 PVC type B 50 PVC type B 30
Gres 70
Gres 50
Gres 30
PE 70
PE 50
PE 30
PE DN315 70
PE DN315 50
PE DN315 30
PE type C 70
PE type C 50 PE type C 30
1,16
1,93
0,75
1,06
1,76
0,66
0,92
1,54
0,88
1,23
2,04
0,61
0,85
1,42
0,74
1,03
1,72
1,19
1,66
2,77
0 0,5 1
1,5
GJ/year
2
2,5
3
0,83
Figura 6.8 a – GER in funzione della durata.
PVC 50 years
PVC 70
PVC 50
PVC 30
PVC type A 70 PVC type A 50 PVC type A 30 PVC type B 70 PVC type B 50 PVC type B 30
Gres 70
Gres 50
Gres 30
PE 70
PE 50
PE 30
PE DN315 70
PE DN315 50
PE DN315 30
PE type C 70
PE type C 50 PE type C 30
49,1
68,7
114,5
46,0
64,3
107,2
41,9
58,6
97,7
59,9
83,9
139,8
36,3
50,8
84,7
39,9
55,8
93,0
52,1
72,9
121,5
0
20
40
60
80
kg CO2-eq./year
100
120
140
160
Figura 6.8 b – GWP in funzione della durata.
7 Bibliografia
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2. Xxxxx X.X., Xxxxxx M., Xxxxx S. (2005) – Analisi del Ciclo di Vita LCA – Materiali, Prodotti, Processi – Edizioni Ambiente, Milano;
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4. UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione (2006) – UNI EN ISO 14040 – Gestione Ambientale, Valutazione del Ciclo di Vita, Principi e Quadro di Riferimento – UNI, Milano;
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6. IIP, Istituto Italiano dei Plastici (2002) – Installazione delle fognature di PVC – Xxxxx UNI EN 1401 – Milano, Italia;
7. Società del Gres – Gres: la soluzione per condotte sicure, funzionali e competitive – Monografia di prodotto, Bergamo, Italia;
8. Industrie Polieco-MPB (2006) – Il tubo corrugato in Polietilene per reti fognarie e drenaggi – Manuale tecnico, Brescia, Italia;
9. Industrie Polieco-MPB (2006) – Tubi corrugati in Polietilene normalizzati sul diametro esterno – Caratteristiche e listino prezzi 2006, Brescia, Italia;
10. Xxxxxxxxx, Xxxxxx (1998) - Environmental assessment of products - Xxxxxxx & Xxxx;
11. Xxxxxxxx X.X., Xxxxxxx X.X., Xxxxxxxx (1991) - Climate change. The IPCC scientific assessment - Cambridge University Press, Cambridge;
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