Lo scopo del presente lavoro è quello di individuare ed analizzare i principali impatti ambientali associati al ciclo di vita (inteso dalla “culla” alla “tomba) di un capannone industriale prefabbricato in cemento armato precompresso prodotto dalla SICEP S.p.A..Lo studio è stato condotto utilizzando la metodologia LCA (Life Cycle Assassement – Studio del Ciclo di Vita) assumendo come unità funzionale del sistema un capannone medio industriale, con un orizzonte temporale per la sua vita di circa 50 - 60 anni dopo la fabbricazione. Questo lavoro è il risultato della collaborazione tra il Dipartimento di Metodologie Fisiche e Chimiche per l’Ingegneria (DMFCI) dell’Università di Catania e il centro ricerche ENEA “Ezio Clemetel” di Bologna.
Il lavoro, che è stato sviluppato presso l’ENEA ha permesso di quantificare l’impatto ambientale dovuto al processo di produzione di un capannone industriale prodotto dalla Sicep s.p.a., un’azienda, sita a Belpasso (Catania) e socia del gruppo RDB, la quale produce prefabbricati per l’edilizia in cemento armato normale e precompresso. La Sicep s.p.a. ha guidato lo sviluppo della prefabbricazione in cemento in Sicilia già nei primi anni ’50, iniziando con la produzione di travetti per solaio e di componenti minuti per l’edilizia. Oggi l’Azienda è leader nel campo della prefabbricazione e progetta e produce sistemi strutturali per l’edilizia industriale, commerciale e per le infrastrutture. Con uno stabilimento di oltre 120.000 m2, la Sicep s.p.a. è il maggior produttore del Sud Italia di sistemi industrializzati in calcestruzzo per l’edilizia strumentale.
Il processo produttivo è quello tipico degli impianti di produzione di
prefabbricati strutturali. Partendo da cemento, inerti, acqua e additivi, viene
prodotto il calcestruzzo nella centrale di betonaggio e trasferito nelle linee
di produzione, a mezzo di vagonetti viaggianti su rotaia aerea. Prima che il
calcestruzzo venga gettato nelle casseforme, queste vengono predisposte
spruzzando sia sul cassero che sul contro-cassero un olio disarmante che
migliora la sformatura del manufatto al termine della fase di stagionatura. Nel
caso particolare dei pannelli si fa osservare che:
- sul cassero, invece del disarmante oleoso, viene applicato, con un rullo, una vernice in grado di formare una pellicola la cui funzione principale è quella di evitare il contatto tra la superficie metallica della cassaforma e il calcestruzzo assicurando quindi assenza totale di pulizia, e quindi, proteggendo la cassaforma da fenomeni di ruggine, garantendone una maggiore durata;
- viene utilizzata una lacca ritardante, la quale si applica sulla pellicola disarmante già predisposta ed è in grado di provocare il ritardo di presa del cemento della superficie scasserata e ottenere vari effetti di lavato.
Una volta che le casseforme sono stata predisposte come appena mostrato, su di esse vengono inserite le armature di precompressione e le armature lente, nonché gli incorporati speciali. Le armature lente vengono sagomate mediante l’impiego di staffatrice, piegaferro e piega reti. Tali macchinari sono idonei alla lavorazione dei nuovi tipi di acciaio ad alta duttilità, previsti dalle recenti normative antisismiche.
I manufatti dopo il getto e la vibrazione del calcestruzzo permangono
all’interno delle casseforme per il tempo necessario, affinché il calcestruzzo
raggiunga la resistenza prescritta per poter essere sformato.
Se necessario, i manufatti possono subire una maturazione accelerata attraverso
un riscaldamento a ciclo termico controllato, ottenuto mediante immissione di
vapore.
Una volta scasserati, questi vengono trasferiti nell’area di stoccaggio, in cui vengono successivamente caricati sugli automezzi per il trasporto nei cantieri dove vengono montati. Il ciclo si completa quindi con la fase di trasporto e montaggio dei manufatti nei cantieri e con la realizzazione di una serie di opere complementari (diverse al variare della tipologia della costruzione e degli accordi contrattuali) attraverso l’impiego di semilavorati e di prodotti e servizi forniti da Aziende esterne.
In merito al presente studio di LCA si fa osservare che questo è stato esteso
anche alla quantificazione dell’impatto ambientale dovuto all’uso e al fine vita
del capannone. Col primo si intende l’uso dell’impianto termico (pompa di calore
in inverno e condizionatore d’aria in estate) installato all’interno del
capannone stesso una volta che questo è stato definitivamente montato, mentre il
secondo si riferisce ai trattamenti scelti per i materiali costituenti il
capannone, dopo la sua demolizione. Questo lavoro è stato sviluppato, come già
detto, applicando la metodologia LCA (Life Cycle Assessement – Studio del ciclo
di vta) che permette di valutare gli effetti associati al ciclo di vita di un
servizio o di un prodotto durante le fasi che lo caratterizzano: dalla
produzione all’uso e al fine vita.
La prima fase dello studio di LCA in esame è stata caratterizzata dal procurarsi
quante più informazioni possibili riguardanti la produzione del capannone in
modo da poter definire i confini del sistema. Questi vanno dall’estrazione delle
risorse necessarie per la fabbricazione del capannone, alla sua fabbricazione,
al consumo energetico durante la sua vita, alla sua manutenzione sino al fine
vita. Successivamente si è proceduto con la scelta dell’unità funzionale
valutando le incidenze delle materie, primarie e secondarie (calcestruzzo,
ferro, rete, trefolo), nonché della mano d’opera, a m2 di superficie, per varie
tipologie di capannone classificate in base alla loro superficie in pianta e
osservando che queste variano più o meno del 10%. Tra i vari tipi di capannoni
industriali si è pertanto scelto quello che in pianta ha una superficie di circa
1720 m2 in quanto questo è quello che in media viene maggiormente prodotto
dall’Azienda.
Si è inoltre accertato che tale prodotto rientri nella media del mix di
produzione per quanto riguarda l’incidenza delle materie, primarie e secondarie,
nonché della mano d’opera, a m3 di calcestruzzo dell’elemento prefabbricato,
confrontando le incidenze in [kg/m3] del capannone preso in considerazione
(commessa m2 1720) con quelle dei capannoni prodotti negli anni 2005 e 2006.
Si può quindi concludere facendo osservare che, dato che le incidenze
riscontrate sono in sostanza analoghe è stata assunta quale unità funzionale il
capannone medio industriale, facendo riferimento ai valori d’incidenza del
capannone di circa 1720 m2 e alle incidenze del mix di prodotti dell’Azienda
presa in esame, ai fini della determinazione delle risorse indirette.
E’ opportuno precisare che la scelta del “capannone” è stata ritenuta di
maggiore interesse ai fini della determinazione dell’impatto ambientale di
qualunque attività produttiva, che normalmente si svolge in tali edifici
(capannoni) industriali.
La seconda fase dello studio è, secondo me, la più complessa in quanto consiste
nel recuperare i dati in ingresso e in uscita, riguardanti non solo il processo
di produzione del capannone ma soprattutto il suo intero ciclo di vita, e
successivamente nel creare un inventario dove vengono riportate tutte le
informazioni ottenute. Fatto questo, il passo successivo riguarda
l’implementazione nel programma di tutti i processi inerenti al presente caso di
studio. Il primo di questi che si è scelto di rappresentare nel programma è
quello di produzione del calcestruzzo nella centrale di betonaggio, a partire
dalle materie prime utilizzate, scegliendo come unità funzionale 1 [m3] di
calcestruzzo.
Tale processo, una volta completato, è stato richiamato in quello di produzione
del capannone per la quantità necessaria affinché quest’ultimo possa essere
prodotto, ossia 377 [m3]. Come è facile capire, il primo riguarda la produzione
del calcestruzzo nella centrale di betonaggio a partire dalle risorse e dalle
materie prime, mentre il secondo consiste nella produzione dei manufatti
costituenti il capannone a partire dal calcestruzzo così prodotto.
Questo modo di procedere, ossia distinguendo i due processi e quindi i relativi
dati, ha permesso non solo di poter gestire questi in modo organico dando quindi
maggiore ordine e chiarezza all’LCA del capannone (includendo in questo oltre
alla fabbricazione anche l’uso e il fine vita) ma anche di acquisire una
migliore comprensione, nell’applicazione del programma, che si è rivelata
fondamentale per un corretto sviluppo del lavoro di tesi. Fatto questo sono
stati rappresentati nel programma i processi relativi all’uso e al fine vita del
capannone.
In merito al primo dei due processi appena sopra nominati, si è detto come
questo consista nel consumo energetico dovuto all’impianto termico durante tutta
la vita del capannone. Il calcolo è stato effettuato utilizzando il programma
Termotecnica per:
- rappresentare il capannone costruendo i pacchetti tecnologici delle superfici perimetrali e della copertura, definendo le zone termiche presenti ed infine calcolando la potenza termica dispersa dal capannone attraverso le superfici disperdenti (superfici perimetrali e copertura) nel periodo invernale;
- in base alla potenza termica dispersa così calcolata progettare la pompa di calore da utilizzare anche nel periodo estivo come condizionatore d’aria supponendo che il suo tempo di vita sia pari a 15 ÷ 20 anni;
- calcolare l’energia primaria del capannone nel periodo invernale ed estivo.
Nell’ultima fase dello studio sono state condotte le analisi del processo
finale in cui sono stati richiamati i processi di produzione del capannone,
l’uso e il fine vita utilizzando Ecoindicator99, Impact 2002+ e EPS 2000.
Per quanto concerne i detti metodi utilizzati per condurre le analisi si fa
osservare che:
- si distinguono le “impact categorys” dalle “damage categorys”; le prime rappresentano gli aspetti ambientali attraverso cui si manifesta il danno dovuto ad un’attività (ad esempio il buco nell’ozono, occupazione del suolo, il riscaldamento del pianeta…etc) mentre le seconde non sono altro che le categorie che subiscono il danno ( vedi la saluta umana, le risorse…etc);
- per le fasi di damage assassement, normalizzazione e valutazione, nel caso del “damage category” il programma stabilisce il contributo del danno dovuto a ciascun processo su ciascuna delle categorie di danno, mentre nel caso dell’ ”impact category” il programma associa a ciascuna categoria di impatto i relativi processi di produzione responsabili del danno;
- la valutazione fornisce i risultati anche come
single score che consente di associare a ciascun processo o le categorie di
impatto o quelle di danno. Nel primo caso si parlerà di single score per impact
category mentre nel secondo di single score per damage category;
- la caratterizzazione consente di visualizzare soltanto le “impact categorys”. Per valutare il danno arrecato alle varie “damage categorys”, basta consultare il diagramma relativo al “damge assassement”.