ANALISI DEL CICLO DI VITA DI UN BENE DUREVOLE: IL PERSONAL COMPUTER E. Cortesi P. Masoni

Scopo dello studio Analizzare il ciclo di vita di un personal computer al fine di individuare gli stadi critici da un punto di vista ambientale. Confrontare gli impatti ambientali di due diversi scenari di fine vita Approfondire le tematiche ambientali connesse all’uso di ritardanti di fiamma alogenati

Motivazione Nel 1998 sono stati generati a livello europeo circa 6 milioni di tonnellate di rifiuti provenienti da apparecchi elettrici ed elettronici è stato stimato che il volume di tali rifiuti aumenterà di circa il 3-5% all’anno questo significa che in cinque anni i rifiuti di beni durevoli aumenteranno del 16-28% attualmente una percentuale non quantificabile di tali rifiuti è smaltita in discarica o incenerita senza nessun pretrattamento. MOTIVAZIONE La forte accelerazione dei processi industriali , legati soprattutto ai sistemi di informatizzazione e comunicazione ha portato ad un notevole aumento della componente elettronica nei prodotti che interagiscono col nostro vivere quotidiano. Questo aspetto ha iniziato ad essere evidente anche dal punto di vista della produzione dei rifiuti provenienti da apparecchi elettrici ed elettronici (lavatrici, frigoriferi, PC ecc) che hanno raggiunto negli ultimi anni proporzioni sempre maggiori.

Tendenze normative Politica Integrata di Prodotto (Integrated Product Policy, IPP) http://www.europa.eu.int/comm/environment/ipp/home.htm Direttiva sui Rifiuti provenienti da Apparecchi Elettrici ed Elettronici (Directive on Waste from Electrical and Electronic Equipment, WEEE) Proposta di direttiva su Apparecchi Elettrici ed Elettronici , EEE http://europa.eu.int/comm/enterprise/electr_equipment/eee/index.htm Azioni Intraprese Esistono due linee d’intervento parallele a livello europeo:infatti è in fase di definizione, da parte della commissione europea, una direttiva specificamente rivolta alla gestione dei rifiuti di apparecchi elettrici ed elettronici. Inoltre una corretta gestione dei beni durevoli non può prescindere dalla globalità del problema e quindi deve preoccuparsi di tutto il ciclo del prodotto che a fine vita diventa un rifiuto. In questo senso si sta sviluppando un campo relativamente nuovo nella politica ambientale, la cosiddetta Politica Integrata di Prodotto, di cui la EEE si propone come un primo esempio applicativo.

WEEE L’obiettivo della Direttiva è il raggiungimento di un alto grado di protezione ambientale incentivando la prevenzione, il riutilizzo e il riciclaggio Principio di Responsabilità estesa del produttore vengono posti dei limiti sull’uso di alcune sostanze pericolose (cadmio, piombo, cromo esavalente,ritardanti di fiamma polibromurati) WEEE L’ obiettivo è la prevenzione della produzione dei rifiuti tramite il design ambientale dei prodotti, il riciclo ed il recupero dei materiali. Sono diversi gli aspetti d’intervento proposti dalla direttiva, tra i quali sicuramente uno dei più interessanti è l’affermarsi del principio di responsabilità estesa del produttore,cioè i produttori si assumono un grado di responsabilità per tutti gli impatti ambientali dei loro prodotti (impatti a monte dovuti alla scelta di materiali e impatti a valle derivanti dall’uso e dallo smaltimento), ad esempio tramite il ritiro graduale dei prodotti contestualmente all’acquisto di uno simile.

Ritardanti di fiamma Servono a ridurre l’infiammabilità dei componenti In campo elettrico ed elettronico: eteri difenilici polibromurati e il tetrabromobisfenolo A In un personal computer i ritardanti di fiamma si trovano nelle componenti in plastica e nelle schede elettroniche In particolare si sospetta che, durante processi di trattamento termico a fine vita del prodotto, possano dare origine a diossine e furani polibromurati La direttiva WEEE prevede la messa al bando graduale dei ritardanti di fiamma alogenati. I ritardanti di fiamma sono sostanze chimiche aggiunte alle plastiche, ai tessuti ed ad altri materiali per ridurre la loro infiammabilità e proteggere i materiali in caso d’incendio. Esiste una gran varietà di queste sostanze, ma in campo elettrico ed elettronico sono utilizzati soprattutto i RF bromurati, tra i quali rivestono particolare importanza i PBDE ed TBBPA.

Ritardanti di fiamma Le diossine e i furani polibromurati possono produrre la stessa gamma di effetti tossici degli analoghi clorurati (carcinogenesi, sviluppo di tossicità dermica, danni al sistema immunitario) Necessità di ulteriori ricerche Necessità di smaltire correttamente le plastiche contenenti tali sostanze Ora, non ci sono studi che descrivono effetti tossici su soggetti umani imputabili alle diossine ed ai furani polibromurati. Anche se finora sono state condotte poche ricerche comparative, data la similarità tra PCDD/F e PBDD/F, è plausibile presupporre che gli effetti siano simili a quelli, molto gravi delle diossine clorurate.

La metodologia utilizzata: LCA LCA è l’acronimo di life cycle assessment, valutazione del ciclo di vita (dei prodotti). Questo concetto si riferisce all’insieme di interazioni che un prodotto ha con l’ambiente, considerando l’estrazione e la produzione di materiali, la distribuzione, l’uso,il riuso, il riciclaggio e la dismissione finale.

Indicatori di Impatto scelti per lo studio Riscaldamento globale Smog fotochimico Eutrofizzazione Acidificazione Impoverimento delle risorse non rinnovabili Uso di acqua Produzione di rifiuti solidi All’interno dell’LCA la valutazione degli impatti associati all’emissione di sostanze tossiche, sia per l’uomo sia per l’ecosistema, è un problema ancora non completamente risolto. Sono state proposte diverse modalità di caratterizzazione e di valutazione ma non si è ancora raggiunto un completo consenso a livello internazionale. È per questo motivo che in questo studio si è deciso di non quantificare gli effetti tossici. Bensì sono stati scelti quegli indicatori ambientali che vengono ampiamente adottate poiché hanno raggiunto stadio di sviluppo più avanzato.

LCA personal computer Confini dello studio unità funzionale: monitor, tastiera e CPU, di un PC generico (studio Ecolabel), considerando un tempo di vita medio di tre anni, con un utilizzo di 8 ore al giorno per 230 giorni l’anno I confini del sistema vanno dalla culla alla tomba: dalla fase di produzione, che include la lavorazione delle materie prime, sino al fine vita il codice utilizzato è il TEAM 3.0 altre banche dati: SimaPro, I-LCA (ANPA) La metodologia LCA definisce un modello ed è perciò una semplificazione del sistema fisico e non si ha quindi la pretesa di definire le interazioni ambientali in maniera completa ed assoluta. In particolare le difficoltà incontrate nell’impostare questo studio di LCA sono state notevoli per le caratteristiche intrinseche del prodotto stesso. Si tratta infatti di un prodotto costituito dall’assemblaggio di numerosi componenti a loro volta complessi, prodotti da un elevato numero di aziende localizzate in tutto il mondo e soggette ad estrema variabilità secondo le condizioni del mercato. Sono state formulate alcune ipotesi semplificative ed approssimazioni in merito ai materiali ed ai processi di lavorazione, al fine di utilizzare prevalentemente i dati disponibili nella banca dati del codice di calcolo. Quando ciò non è stato possibile sono stati creati nuovi processi e materiali utilizzando dati presenti in letteratura o in altre banche dati.

Analisi d’inventario - Produzione PC W A S P MONITOR CPU E M KEYBOARD nella fase di produzione sono stati considerati tre sistemi principali che costituiscono l’unità funzionale:

Central Processing Unit Processi e materiali ausiliari Analisi d’inventario - Produzione CPU Central Processing Unit Motherboard Floppy Drive Power supply Cabinet Cable La produzione della CPU è stata a sua volta schematizzata nei suoi componenti principali, a loro volta composti da materiali principali e sub componenti. Sono stati anche considerati i più importanti processi e materiali ausiliari. Materiali principali Sub-componenti Processi e materiali ausiliari

Questa slide, che presenta una vista parziale del sistema schematizzato con il software, è indicativa della complessità del ciclo di vita di un PC.

Fase di fine vita - Incenerimento Mat.+ Add. Incenerimento materiale Materiali non combustibili metalli vetro Discarica scorie Discarica polveri w Materiali Materiali combustibili plastiche Il fine vita comprende tre tipologie di trattamento: incenerimento, discarica e riciclaggio. Questa slide presenta lo schema semplificato del trattamento incenerimento.

Discarica materiali Materiali non biodegradabili metalli Discarica Emissioni in acqua Materiali inerti vetro plastiche

Riciclaggio Disassemblaggio vetro alluminio acciaio plastiche rame Il riciclaggio prevede la separazione delle principali frazioni material e il loro trattamento per ottenere materie prime secondarie. plastiche rame

Risultati caratterizzazione - Riscaldamento globale I risultati dell’analisi di LCA (la colonna PC è relativa al ciclo di vita del PC nel suo complesso) confermano che la maggior parte degli impatti sono originati dalla fase di uso, e dipendono dal consumo elettrico.

Acidificazione

Eutrofizzazione

Produzione rifiuti La produzione di rifiuti solidi nella fase di uso sono originati negli impianti di produzione di energia elettrica.

Fotossidazione

Consumo di acqua Il maggior consumo di acqua si ha invece nella fase di produzione dei componenti elettronici del PC

Consumo di acqua Qua si può vedere il dettaglio del consumo di acqua: la produzione della scheda madre è la maggior responsabile.

Impoverimento risorse non rinnovabili Per l’indicatore impoverimento delle risorse non rinnovabili, è la fase di produzione che contribuisce in maniera predominante

Confronto scenari di fine vita Scenario attuale: 50% dei personal computer è smaltito in discarica, il 40% viene incenerito, il 10% viene riciclato (fonte: FISE Assoambiente) Scenario futuro: il 70% dei personal computer viene riciclato ed il restante 30% viene incenerito ed i residui conferiti in discarica (fonte: WEEE)

Risultati – Confronto Scenari di Fine Vita

Risultati - Confronto Scenari di fine Vita Valori negativi degli indicatori di impatto significa impatti evitati: il riciclaggio e il recupero energetico evitano l’impatto causato dalla produzione di materie vergini e di energia.

Conclusioni L’LCA consente di individuare i punti critici ambientali di prodotti commerciali la fase del ciclo di vita di un personal computer che presenta gli impatti maggiori è lo stadio di utilizzo; ciò è dovuto al consumo di energia elettrica La fase di produzione (scheda madre) è critica per il consumo di acqua e l’impoverimento delle risorse non rinnovabili Dal confronto degli scenari di fine vita emerge chiaramente la riduzione degli impatti sull’ambiente nel caso dello scenario futuro

Conclusioni Questa analisi non ha valutato le categorie di effetto tossico, anche se il problema potenziale associato alla presenza di ritardanti di fiamma alogenati può essere molto rilevante in caso di non corretto smaltimento. I motivi della scelta di non quantificare questo indicatore sono legati all’eccessivo margine di incertezza associato al dato numerico ricavabile, a causa della ancora non completa conoscenza dei fenomeni chimici e tossicologici.