I materiali plastici sono onnipresenti nel settore produttivo e nella vita quotidiana, inoltre le più recenti stime prevedono una significativa crescita della domanda nei prossimi anni. Anche a causa dei grandi volumi di produzione (e quindi di rifiuti generati), al ciclo di vita dei materiali plastici sono associati gravi problemi ambientali. Negli ultimi trent’anni sono state numerose le prese di posizione istituzionali volte a limitare gli impatti ambientali associati al settore. In risposta il comparto produttivo ha indagato e intrapreso azioni per efficientare l’utilizzo delle plastiche oppure per valutare materiali o feedstock alternativi. Questa transizione, se non supportata da robuste valutazioni sull’effettiva sostenibilità ambientale delle alternative, rischia di portare ad effetti opposti a quelli desiderati. Per questa ragione anche le più recenti direttive e strategie europee riconoscono il ruolo chiave delle metriche e dei tool di sostenibilità ambientale. Tra questi, l’analisi del ciclo di vita (LCA) è di gran lunga lo strumento più utilizzato e riconosciuto. L’applicazione dell’LCA mostra però delle criticità che rischiano di minare la sua capacità come strumento a supporto del processo decisionale, in primis la soggettività di alcune scelte metodologiche. Alla luce di questo contesto, l’obiettivo della presente ricerca è di sviluppare un nuovo framework integrato con la struttura del LCA (così come descritta dallo standard ISO 14044) in grado di supportare il processo decisionale in condizioni di incertezza metodologica. Per sviluppare la proposta metodologica è stata condotta un’analisi degli studi LCA comparativi relativi ai materiali plastici e alle principali alternative, che ha permesso di dettagliare gli aspetti più critici della definizione del campo di applicazione e nella fase di interpretazione dei risultati. Sono stati quindi definiti i requisiti del nuovo framework metodologico, che è stato testato in tre casi studi. I casi studio sono stati selezionati in modo tale da coprire i due settori a più alta domanda di plastiche (imballaggi e materiali da costruzione) e le principali tipologie di materiale (plastiche vergini, riciclate, fossili e bio-based, nonché materiali cellulosici). Il framework si è dimostrato efficace ed in grado di supportare il processo decisionale. Le principali prospettive di ricerche future riguardano la generalizzazione del framework ad altri settori e produttivi ed altri ambiti di valutazione, come l’integrazione in studi LCA ex-ante. La tesi è strutturata in sette capitoli. Il Capitolo 1 definisce il contesto della ricerca e ne definisce gli obiettivi. Il Capitolo 2 presenta l’approccio metodologico con il quale è stata condotta la literature review e i risultati ottenuti, evidenziando le criticità riscontrate negli studi LCA comparativi analizzati. Il Capitolo 3 introduce la struttura computazionale dell’LCA, così da poter formalizzare in maniera rigorosa il problema che si intende affrontare. Viene quindi descritto nel dettaglio il nuovo framework metodologico proposto e i criteri di scelta dei casi studio. I Capitoli 4-5 presentano l’applicazione del framework nei tre casi studio. In ogni capitolo sono descritte tutte le fasi dello studio LCA (goal and scope definition, life cycle inventory, life cycle impact assessment e interpretazione dei risultati) utilizzando la struttura raccomandata dallo standard ISO 14044. Il Capitolo 4 presenta i due casi studio nell’ambito degli imballaggi, mentre il Capitolo 5 descrive l’applicazione nel settore dei materiali da costruzione. Il Capitolo 6 presenta la discussione dei risultati ottenuti, suddivisa per sottoobiettivi della ricerca, infine il Capitolo 7 contiene le conclusioni finali e le indicazioni per futuri sviluppi della ricerca.

USE AND CONSUMPTION OF PLASTICS IN INDUSTRIAL PROCESSES. NEW MODEL FOR THE STRATEGIC MANAGEMENT OF ENVIRONMENTAL IMPACTS.

Alessandro Marson
2023

Abstract

I materiali plastici sono onnipresenti nel settore produttivo e nella vita quotidiana, inoltre le più recenti stime prevedono una significativa crescita della domanda nei prossimi anni. Anche a causa dei grandi volumi di produzione (e quindi di rifiuti generati), al ciclo di vita dei materiali plastici sono associati gravi problemi ambientali. Negli ultimi trent’anni sono state numerose le prese di posizione istituzionali volte a limitare gli impatti ambientali associati al settore. In risposta il comparto produttivo ha indagato e intrapreso azioni per efficientare l’utilizzo delle plastiche oppure per valutare materiali o feedstock alternativi. Questa transizione, se non supportata da robuste valutazioni sull’effettiva sostenibilità ambientale delle alternative, rischia di portare ad effetti opposti a quelli desiderati. Per questa ragione anche le più recenti direttive e strategie europee riconoscono il ruolo chiave delle metriche e dei tool di sostenibilità ambientale. Tra questi, l’analisi del ciclo di vita (LCA) è di gran lunga lo strumento più utilizzato e riconosciuto. L’applicazione dell’LCA mostra però delle criticità che rischiano di minare la sua capacità come strumento a supporto del processo decisionale, in primis la soggettività di alcune scelte metodologiche. Alla luce di questo contesto, l’obiettivo della presente ricerca è di sviluppare un nuovo framework integrato con la struttura del LCA (così come descritta dallo standard ISO 14044) in grado di supportare il processo decisionale in condizioni di incertezza metodologica. Per sviluppare la proposta metodologica è stata condotta un’analisi degli studi LCA comparativi relativi ai materiali plastici e alle principali alternative, che ha permesso di dettagliare gli aspetti più critici della definizione del campo di applicazione e nella fase di interpretazione dei risultati. Sono stati quindi definiti i requisiti del nuovo framework metodologico, che è stato testato in tre casi studi. I casi studio sono stati selezionati in modo tale da coprire i due settori a più alta domanda di plastiche (imballaggi e materiali da costruzione) e le principali tipologie di materiale (plastiche vergini, riciclate, fossili e bio-based, nonché materiali cellulosici). Il framework si è dimostrato efficace ed in grado di supportare il processo decisionale. Le principali prospettive di ricerche future riguardano la generalizzazione del framework ad altri settori e produttivi ed altri ambiti di valutazione, come l’integrazione in studi LCA ex-ante. La tesi è strutturata in sette capitoli. Il Capitolo 1 definisce il contesto della ricerca e ne definisce gli obiettivi. Il Capitolo 2 presenta l’approccio metodologico con il quale è stata condotta la literature review e i risultati ottenuti, evidenziando le criticità riscontrate negli studi LCA comparativi analizzati. Il Capitolo 3 introduce la struttura computazionale dell’LCA, così da poter formalizzare in maniera rigorosa il problema che si intende affrontare. Viene quindi descritto nel dettaglio il nuovo framework metodologico proposto e i criteri di scelta dei casi studio. I Capitoli 4-5 presentano l’applicazione del framework nei tre casi studio. In ogni capitolo sono descritte tutte le fasi dello studio LCA (goal and scope definition, life cycle inventory, life cycle impact assessment e interpretazione dei risultati) utilizzando la struttura raccomandata dallo standard ISO 14044. Il Capitolo 4 presenta i due casi studio nell’ambito degli imballaggi, mentre il Capitolo 5 descrive l’applicazione nel settore dei materiali da costruzione. Il Capitolo 6 presenta la discussione dei risultati ottenuti, suddivisa per sottoobiettivi della ricerca, infine il Capitolo 7 contiene le conclusioni finali e le indicazioni per futuri sviluppi della ricerca.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11577/3503118
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