Analisi LCA di un processo di cromatura

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Analisi LCA di un processo di cromatura
Tedeschini Eleonora
Prof. Anna Maria Ferrari Dipartimento di Scienze
e metodi dellIngegneria Università degli Studi
di Modena e Reggio Emilia
Ing. Paolo Neri Ente per le Nuove Tecnologie,
lEnergia e lAmbiente
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Obiettivo dello Studio

• Calcolo del danno ambientale
• del processo di cromatura dellAzienda
• Galvanica Nobili S.r.l.
• Metodologia utilizzata
• Analisi del ciclo di vita
• (LCA - Life Cycle Assessment).

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Flow chart del processo
Rettifica e lucidatura precromatura
Gestione uffici e capannone
Preparazione e montaggio
Anidride cromica
Acido solforico
Trattamento delle acque elettrolitiche
(depuratore con resine a scambio ionico)
Vasche di cromatura
Trattamento fanghi di cromatura
Abbattimento delle emissioni
Rettifica e lucidatura di finitura
Emissioni in aria
Imballaggio
Fine vita del cromo
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LCA Life Cycle Assessment
A COSA SERVE L LCA?
LCA permette di valutare gli impatti ambientali
associati ad un prodotto, processo o attività.
COME?
Attraverso la quantificazione dei consumi di
materia e di energia, delle emissioni
nellambiente, e lidentificazione e la
valutazione delle opportunità per diminuire
questi impatti sullambiente.
QUALI SONO I CONFINI DELLANALISI?
Lanalisi riguarda lintero ciclo di vita del
prodotto dalla culla alla tomba
dallestrazione al trattamento delle materie
prime, alla produzione, al suo uso e
manutenzione, fino al riciclo ed alla sua
collocazione finale.
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I metodi di valutazione del danno
Elaborato nel 1999 dalla società di consulenza
Pré su commissione del VROM (Ministero
dellAmbiente olandese), il metodo degli
eco-indicatori è uno dei più diffusi a livello
europeo. È un endpoint method, ovvero aggrega in
un singolo valore i risultati delle tre damage
categories, a loro volta ripartite in categorie
di impatto.
Eco-Indicator 99 PAESI BASSI
Elaborato nel 2000 dallo Swedish Environmental
Research Institute, opera la valutazione del
danno in termini di disponibilità a pagare.
Lunità di misura del danno complessivo è lELU
(Environmental Load Unit) che restituisce
direttamente il valore monetario del danno.
EPS 2000 SVEZIA
Il metodo rappresenta levoluzione di
EcoIndicator 99, dal quale differisce soprattutto
per la categoria Climate Change (in tEQ CO2). Le
unità di misura degli indicatori scaturiscono dal
confronto con sostanze di riferimento.
Impact 2002 SVIZZERA
Elaborato dal governo danese, si tratta di un
midpoint method (si basa su categorie di impatto
disaggregate, anche se sommabili con unità di
misura Pt). Le risorse vengono trattate in un
metodo a sé stante (EDIP 97 Only Resources).
EDIP 97 DANIMARCA
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Campo di applicazione
IL SISTEMA CHE DEVE ESSERE STUDIATO un processo
di cromatura
LA FUNZIONE DEL SISTEMA rivestire pezzi ferrosi
con cromo per aumentarne la resistenza a
corrosione, la durezza e la brillantezza
LUNITÀ FUNZIONALE ( lunità di riferimento
rispetto alla quale tutti i dati che compongono
il bilancio ambientale del sistema sono
normalizzati) cm2 di superficie lavorata in un
anno.
I CONFINI DEL SISTEMA vanno dalla prima attività
di raccolta delle materie prime necessarie al
processo, allultima delle lavorazioni da
svolgere sul pezzo per ottenere le specifiche del
cliente il fine vita dei pezzi cromati è stato
ipotizzato. (dalla culla alla tomba)
QUALITA DEI DATI il calcolo dellLCA è
effettuato mediante il codice SimaPro7. Quando
presenti e adatti a rappresentare i dati di
inventario, vengono usati i processi della banca
dati del codice. Nel caso contrario i processi
vengono costruiti con dati raccolti sul campo.
Per il calcolo del danno vengono usati i metodi
Eco-Indicator 99, EPS, IMPACT 2002 e EDIP
modificati.
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Lanalisi dellinventario

• Lanalisi dellinventario è la fase più
  importante dello studio LCA
• I dati utilizzati nello studio devono essere
  precisi e coerenti il più possibile, quando non
  si conoscono, si ipotizzano in modo opportuno
• E possibile eseguire una semplice verifica della
  coerenza dei dati impostando unequazione del
  tipo
• S input S output S emissioni e rifiuti
• Sono necessarie competenze in ingegneria, fisica,
  scienze ambientali, biologia, architettura,
  chimica, medicina, economia,

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Elemento Nome processo Quantità Commenti
Anidride cromica Chromium at regional storage/RER 10693.07 kg QUANTITA' DI ANIDRIDE CROMICA ACQUISTATA NEL 2008 10800 kg. All'interno di questi 10800 kg, in rapporto 1 100 è presente anche l'acido solforico. Per trovare il valore di anidride cromica e acido solforico, utilizzo un sistema matematico del tipo x y10800 con y 100x Approssimando KG di H2SO4 106.93 KG di CrO3 10693.07 NUMERO CONTENITORI che trasportano le materie prime L'anidride cromica arriva in contenitori di latta contenenti 50 kg di CrO3 ciascuno numero contenitori 10800/50 216
Acido solforico Sulphuric acid, liquid, at plant/RER 106.93 kg Per ogni 100 g di anidride cromica, in ingresso si ha 1 g di acido solforico kg di H2SO4 106.93
Contenitori di anidride cromica e acido solforico Steel low alloy ETH 768.96 kg PESO CONTENITORI di ANIDRIDE CROMICA E ACIDO SOLFORICO. Il contenitore dell'anidride cromica e dell'acido solforico pesa 3.56 kg il peso totale dunque è 3.56 x 216 768.96kg
Trasporto contenitori di anidride cromica e acido solforico Tran sport, lorry 28t/CH 2313792kgkm TRASPORTO DEI CONTENITORI di ANIDRIDE CROMICA E ACIDO SOLFORICO. Moltiplico la distanza percorsa per il peso lordo dei contenitori. Provenienza da Milano 200 km (10800768.96)200km2313792kgkm
Esempio di inventario
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VALUTAZIONE con ECO-INDICATOR 99
27.2 Mix elettrico
21.1 Anidride cromica
15.4
-10.4 Rigenerazione piombo
59 sulle risorse
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VALUTAZIONE con EPS 2000
71.8 Anidride cromica
24.8 Mix elettrico
19.4
-20.9 Recupero CrO3
95 sulle risorse
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VALUTAZIONE con IMPACT 2002
41 sulla salute umana
27.6 Mix elettrico
20.1 Anidride cromica
10.1
-7.36 Recupero CrO3
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VALUTAZIONE con EDIP 97
38.9 Vasche di cromatura
29.8 Mix elettrico
20.6
-29.6 Riciclo delle batterie al piombo
67 sulle risorse
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Analisi di sensibilità
Confronto fra il processo di cromatura che
utilizza energia elettrica da fonti rinnovabili e
il processo che utilizza energia elettrica non
rinnovabile.
Utilizzando energia non rinnovabile, il danno
totale aumenta del 362
Lenergia non-rinnovabile aumenta del 525. Il
danno totale aumenta del 362 e si manifesta
soprattutto sulle risorse e sul cambiamento
climatico.
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Analisi dei costi interni ed esterni
Si quantifica il corrispettivo monetario dovuto
allimpatto generato dal processo, per il
risanamento dellambiente.
Costi che ricadono indirettamente sulla
collettività.
Human Health Ecosystem Quality/ Biodiversity Resources/ Abiotic Stock Resources Ecosytsem Production Capacity totale
Eco-indicator99 0.00203 0.00191 0.00193 0.00587
EPS 0.0101 0.000172 0.23 0.0177 0.242
Costi interni 0.156

Tale importo è relativo allintera comunità
europea e proporzionale allunità funzionale,
ovvero i cm2 di superficie lavorata
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CONCLUSIONI
Ottica ampia
Possibili miglioramenti
LCA
Quantificazione
dei risultati
Nel nostro caso
Recupero
Notevole impatto dovuto al
dei fanghi di cromatura
cromo
miglioramenti
Impatto dovuto alluso di
Utilizzo di energie da fonti
en.elettrica
rinnovabili
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Grazie per lattenzione