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elisabetta palumbo prefazione di

maria chiara torricelli

LCA Natural Stone Strumenti e indicatori per la progettazione sostenibile di involucri litici secondo un approccio Life Cycle


La serie di pubblicazioni scientifiche Ricerche | architettura, design, territorio ha l’obiettivo di diffondere i risultati delle ricerche e dei progetti realizzati dal Dipartimento di Architettura DIDA dell’Università degli Studi di Firenze in ambito nazionale e internazionale. Ogni volume è soggetto ad una procedura di accettazione e valutazione qualitativa basata sul giudizio tra pari affidata al Comitato Scientifico Editoriale del Dipartimento di Architettura. Tutte le pubblicazioni sono inoltre open access sul Web, per favorire non solo la diffusione ma anche una valutazione aperta a tutta la comunità scientifica internazionale. Il Dipartimento di Architettura dell’Università di Firenze promuove e sostiene questa collana per offrire un contributo alla ricerca internazionale sul progetto sia sul piano teorico-critico che operativo. The Research | architecture, design, and territory series of scientific publications has the purpose of disseminating the results of national and international research and project carried out by the Department of Architecture of the University of Florence (DIDA). The volumes are subject to a qualitative process of acceptance and evaluation based on peer review, which is entrusted to the Scientific Publications Committee of the Department of Architecture. Furthermore, all publications are available on an open-access basis on the Internet, which not only favors their diffusion, but also fosters an effective evaluation from the entire international scientific community. The Department of Architecture of the University of Florence promotes and supports this series in order to offer a useful contribution to international research on architectural design, both at the theoretico-critical and operative levels.


ricerche | architettura design territorio


ricerche | architettura design territorio

Coordinatore | Scientific coordinator Saverio Mecca | Università degli Studi di Firenze, Italy Comitato scientifico | Editorial board Elisabetta Benelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Marta Berni | Università degli Studi di Firenze, Italy; Stefano Bertocci | Università degli Studi di Firenze, Italy; Antonio Borri | Università di Perugia, Italy; Molly Bourne | Syracuse University, USA; Andrea Campioli | Politecnico di Milano, Italy; Miquel Casals Casanova | Universitat Politécnica de Catalunya, Spain; Marguerite Crawford | University of California at Berkeley, USA; Rosa De Marco | ENSA Paris-LaVillette, France; Fabrizio Gai | Istituto Universitario di Architettura di Venezia, Italy; Javier Gallego Roja | Universidad de Granada, Spain; Giulio Giovannoni | Università degli Studi di Firenze, Italy; Robert Levy| Ben-Gurion University of the Negev, Israel; Fabio Lucchesi | Università degli Studi di Firenze, Italy; Pietro Matracchi | Università degli Studi di Firenze, Italy; Saverio Mecca | Università degli Studi di Firenze, Italy; Camilla Mileto | Universidad Politecnica de Valencia, Spain | Bernhard Mueller | Leibniz Institut Ecological and Regional Development, Dresden, Germany; Libby Porter | Monash University in Melbourne, Australia; Rosa Povedano Ferré | Universitat de Barcelona, Spain; Pablo RodriguezNavarro | Universidad Politecnica de Valencia, Spain; Luisa Rovero | Università degli Studi di Firenze, Italy; José-Carlos Salcedo Hernàndez | Universidad de Extremadura, Spain; Marco Tanganelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Maria Chiara Torricelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Ulisse Tramonti | Università degli Studi di Firenze, Italy; Andrea Vallicelli | Università di Pescara, Italy; Corinna Vasič | Università degli Studi di Firenze, Italy; Joan Lluis Zamora i Mestre | Universitat Politécnica de Catalunya, Spain; Mariella Zoppi | Università degli Studi di Firenze, Italy


elisabetta palumbo prefazione di

maria chiara torricelli

LCA Natural Stone Strumenti e indicatori per la progettazione sostenibile di involucri litici secondo un approccio Life Cycle


Il volume è l’esito di un progetto di ricerca condotto dal Dipartimento di Architettura dell’Università degli Studi di Firenze. La pubblicazione è stata oggetto di una procedura di accettazione e valutazione qualitativa basata sul giudizio tra pari affidata dal Comitato Scientifico del Dipartimento DIDA con il sistema di blind review. Tutte le pubblicazioni del Dipartimento di Architettura DIDA sono open access sul web, favorendo una valutazione effettiva aperta a tutta la comunità scientifica internazionale.

progetto grafico

didacommunicationlab Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze Susanna Cerri Sara Caramaschi

didapress Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze via della Mattonaia, 8 Firenze 50121 © 2018 ISBN 978-88-3338-025-4

Stampato su carta di pura cellulosa Fedrigoni Arcoset


indice

Prefazione Maria Chiara Torricelli

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Sostenibilità ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

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Strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

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LCA di materiali e prodotti litici italiani

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Panorama della letteratura scientifica sulla LCA dei materiali litici

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Questioni di sostenibilità del settore lapideo

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Il rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

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Superfici litiche nelle aree pubbliche Piazza Gino Valle a Milano Piazza Castello a Castel Rozzone (BG)

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Rivestimenti di grandi superfici 183 Walter Benjamin Platz a Berlino 183 Uppsala University, Svezia 195 Uffici Statnett a Trondheim 204 Superfici litiche nel retail 215 Centro commerciale Bari Blu 215 Finisterrae Cafè a Firenze 225 Rivestimenti litici nell’architettura delle stazioni Stazione metro di Copenaghen Stazione Marittima di Otranto

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Il rivestimento litico nell’architettura abitativa Pajara Salentina a Salve (LE)

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Materiali litici negli spazi del wellness Piscina comunale di Firenzuola Hotel Risorgimento a Lecce

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Parametri che influenzano l’impatto ambientale dei rivestimenti litici

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Considerazioni conclusive

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Postfazione Marzia Traverso

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elisabetta palumbo

LCA Natural Stone Strumenti e indicatori per la progettazione sostenibile di involucri litici secondo un approccio Life Cycle


prefazione Maria Chiara Torricelli

Progetto ‘Street art in cava’: David multicolor dell’artista Ozmo, Cava Venedretta, Carrara. (Curato da A. Romanini e G.G. Grassi, Foto di M. Dunchi)

Professore ordinario Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze

La definizione più comunemente citata di sviluppo sostenibile è quella contenuta nel Rapporto Brundtland Our Common Future del 1987, presentato dalla Commissione mondiale sull’ambiente e lo sviluppo (WCED)  che recita: “lo sviluppo sostenibile è uno sviluppo che risponde ai bisogni del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di rispondere ai propri bisogni”. Si tratta di una definizione niente affatto semplice da interpretare e ancor di più da applicare e a proposito della quale si sono evidenziate le molte contraddizioni, sia sul piano teorico che sul piano operativo. Tuttavia univocamente si concorda sul fatto che la sostenibilità è un concetto multi dimensione, sia per quanto attiene ai ‘bisogni’ da soddisfare e alle ‘possibilità’ da garantire nel tempo, sia per quanto attiene ai ‘capitali’ da proteggere e valorizzare: quello naturale, quello umano e sociale, quello tecnologico ed economico. Questa complessità comporta la necessità di conoscere meglio i processi di cambiamento dello stato delle risorse disponibili e i fattori che li determinano, e di dotarsi di indicatori per monitorarli e valutarli, alla luce di obiettivi di sostenibilità. Nell’ottica di uno sviluppo sostenibile e delle conoscenze necessarie a perseguirlo si colloca il tema della sostenibilità in rapporto all’ambiente della costruzione, dell’uso, della manutenzione, della gestione, del rinnovo di edifici, città e infrastrutture. In sintesi, nel lessico tecnico-scientifico, il tema della sostenibilità nel ‘ciclo di vita’ del ‘costruito’. La filiera è costituita da attività produttive per la fornitura di prodotti e servizi e dai lavori di costruzione, manutenzione, recupero e demolizione, e da attività di consumo nell’uso degli edifici e delle opere. L’impatto ambientale attribuibile alla gestione e all’uso del costruito è quello più rilevante, perché la vita utile degli edifici e delle opere è lunga e l’impiego di risorse e le emissioni impattanti prodotte si moltiplicano di anno in anno. Dati statistici a livello europeo (Eurostat) e nazionale (Istat) permettono di conoscere i consumi e le emissioni in atmosfera e nel suolo attribuibili all’uso degli edifici residenziali, più difficilmente quelli attribuibili alle opere infrastrutturali, dei servizi e industriali. Gli edifici sono responsabili del 40% dei consumi totali di energia nella Unione Europa e contribuiscono alla emissione di gas serra per cir-


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ca il 36%, in base a dati anche recentemente forniti dalla Commissione Europea con il suo EU Building Stock Observatory. Ridurre i consumi degli edifici è quindi una priorità, ma questo non deve distogliere dalla considerazione dell’impatto ambientale dovuto al settore manifatturiero dei prodotti per le costruzioni. Una visione di sistema è necessaria che permetta di bilanciare consumi ed emissioni nelle fasi di produzione, con consumi ed emissioni nelle fasi della vita utile di edifici ed opere, tanto più quanto maggiore è la riduzione dei consumi in uso (nearly Zero Energy Building), ma anche quanto più si riduce la durata di vita utile di edifici ed opere (edifici temporanei, smontabili, riciclabili ecc.). Le fasi di costruzione, i cantieri, non comportano invece grandi impatti a livello globale (energia, gas a effetto serra e altri indicatori), l’impatto agisce prevalentemente a livello locale: Composti Organici Volatili Non Metanici — COVNM —, rumore, inquinamento della falda acquifera e del suolo. In questo quadro si colloca questo libro che porta un contributo alla conoscenza dell’impatto ambientale di una famiglia di prodotti ‘ornamentali’ usati nella costruzione da sempre e che hanno ancora un ruolo importante nell’architettura contemporanea. Le pietre naturali, usate come rivestimento di facciata, come pavimentazioni di interni ed esterni, hanno mosso fin dalla antichità commerci fra paesi lontani e ancora oggi in Italia rappresentano un settore economico importante sul piano produttivo e commerciale, che guarda ad un mercato globale come opportunità o minaccia e allo stesso tempo deve fare i conti con una mutata sensibilità sulla questione ambientale. La ricerca di Elisabetta Palumbo, condotta nell’ambito di gruppi di lavoro presso i Dipartimenti di Architettura dell’Università di Firenze e di Bologna, muove dalla necessità di dotarsi di strumenti di conoscenza dell’impatto ambientale di questo settore, e le analisi condotte sono un contributo conoscitivo, ma anche una attenta disamina metodologica che mette in evidenza la carenza ancora di strumenti metodologici adeguati per affrontare il problema, nonché di strumenti applicativi per diffondere informazioni e conoscenze. Partiamo dagli aspetti metodologici. Dati statistici che vanno sotto il nome di Contabilità Ambientale e sono raccolti ed elaborati seguendo convenzioni internazionali, permettono di integrare dati economici e ambientali per settori produttivi e per i consumi finali. Per ciascuna delle attività economiche permettono di elaborare matrici input output che evidenziano le relazioni fra le attività stesse, le emissioni direttamente o indirettamente generate per soddisfare la domanda finale di prodotti realizzati. Molti metodi di valutazione ambientale alla scala macro si basano sullo studio dei flussi di materiali ed energia desumibili da tali dati statistici. Questi adottano un processo top down nel costruire il modello del sistema osservato, ovvero attribuiscono i flussi e le emissioni alle attività re-


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sponsabili dei processi che direttamente li producono. Conseguentemente è difficile risalire dal basso verso l’alto bottom-up per valutare, non un sistema economico alla scala macro, ma singoli processi con il loro impatto in termini di risorse materiali ed energetiche a monte e a valle in un’ottica di life cycle. Così ad esempio, con riferimento all’argomento di questo libro, solo se si possono disaggregare i dati relativi alla filiera delle pietre ‘ornamentali’ per le costruzioni, all’interno del settore dell’estrazione e della manifattura dei relativi prodotti, si può valutare la sostenibilità ambientale di certe scelte tecnologiche nelle costruzioni, quali: l’impiego di determinati lapidei, con determinati spessori, determinati sistemi di ancoraggio, determinate possibilità di recupero e/o riciclo a fine vita. La strada da intraprendere, che è poi quella intrapresa soprattutto nel contesto europeo, si caratterizza pertanto invece per un approccio ‘dal basso’, ovvero per un approccio fondato sul metodo Life Cycle Assessment — LCA —,volto a qualificare l’impatto ambientale di ogni singolo prodotto o di ben precise famiglie di prodotti e soluzioni tecniche, al fine di pervenire a costruire banche dati che raccolgono analisi LCA a partire dall’inventario input output di singoli processi produttivi e di uso. In questo ambito metodologico si inserisce il lavoro condotto da Elisabetta Palumbo, attenendosi a quanto normato ad oggi dagli standard ISO e EN sulle analisi LCA. Attenersi agli standard è necessario se il fine è quello di costruire progressivamente un sistema di dati omogenei e comparabili. Ma è indubbio che i metodi e gli indicatori sui quali si è attualmente trovato condivisione, almeno a livello europeo, lasciano molti aspetti non analizzati e valutati. Il metodo LCA secondo gli standard europei del CEN non affronta ad esempio questioni importanti per l’impatto del settore dei lapidei, quali: la questione paesaggistica, l’impatto sul suolo e sui corsi di acqua, dovuto a scarti, fanghi e liquami prodotti nel processo di estrazione e lavorazione. Gli standard messi a punto in sede CEN per gli edifici in particolare, hanno però il merito di identificare i moduli che compongono un’analisi LCA, chiarendo come questi coinvolgano fasi interdipendenti che vanno dalla produzione delle forniture, alla costruzione, all’uso e gestione dell’edificio. Identificando i diversi moduli di analisi LCA è possibile stabilire chi è responsabile dei dati input output, ovvero i diversi attori coinvolti nei processi lungo l’intero ciclo di vita: i produttori, i progettisti e le imprese, gli utenti, e ancora: le imprese di manutenzione ed eventuale demolizione. È possibile analizzare l’incidenza dell’impatto dei trasporti dai luoghi di produzione verso i luoghi di impiego ed eventuale (auspicabile) ritorno ai luoghi di produzione o, invece, trasporto a discariche dei rifiuti da demolizione. Il lavoro condotto da Elisabetta Palumbo è rigoroso nel muoversi in questo quadro normativo e ad un tempo consapevole dei limiti che caratterizzano i dati risultanti da un’analisi LCA

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condotta secondo gli standard. Nel testo sono forniti esclusivamente dati sugli aspetti ambientali per i quali si possono elaborare indicatori di impatto robusti e condivisi, e ci si avvale di indagini dirette e di dati desunti da una letteratura scientifica coerente con gli standard e con l’impostazione del lavoro. Come indicato dalle norme EN per le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto — le EPD — dei prodotti da costruzione, l’analisi è condotta dalla estrazione della pietra fino ‘ai cancelli’ della fabbrica del produttore di lastre. Questi dati, forniti con chiarezza e fra di loro omogenei, andranno poi combinati, con riferimento a singoli progetti, con dati che riguardano il trasporto, la messa in opera dei prodotti lapidei, il contributo eventuale ai consumi energetici dell’edificio, le operazioni di manutenzione, sostituzione che saranno richieste nel tempo. Il confronto sull’impatto ambientale fra una soluzione e un’altra sarà possibile solo in un’ottica di intero ciclo di vita, ma intanto il passo che riguarda la conoscenza dell’impatto dei processi produttivi delle forniture è fondamentale e ineludibile per costruire un sistema di conoscenze sull’impatto del costruito. A sottolineare come il lavoro svolto costituisca il primo passo di una LCA che riguardi gli edifici e le opere, l’ultimo capitolo riporta alcuni casi studio costituiti da rivestimenti litici in architettura. Sono stati scelti bei progetti di piazze, edifici, interni e si riporta il contributo agli impatti descritti dai 6 indicatori normati dalle EN, attribuibile all’impiego delle lastre di pietra: produzione delle stesse, trasporto, manutenzione. L’ipotesi è che questi sistemi non incidano, nei casi studiati, sui consumi relativi alla gestione energetica del costruito, per cui la fase di uso è rappresentata solo dai consumi per la manutenzione. L’analisi dei casi studio costituisce un esercizio applicativo che ha principalmente un significato dimostrativo, vuole cioè evidenziare come, nel caso delle costruzioni, non si possa fermare la valutazione di impatto al prodotto, occorre riferirla al modo con cui questo viene impiegato in un progetto e in un edificio, in un dato contesto di uso, in una regione vicina o lontana alla produzione. Tuttavia il punto di partenza per valutare l’impatto del costruito resta sempre la disponibilità di dati specifici, omogenei, robusti sui prodotti, sulle risorse che si impiegano per costruire. Questo comporta uno sforzo enorme, che i produttori sono chiamati a sostenere e sul quale devono essere supportati dalla ricerca e dalle istituzioni. Il lavoro documentato in questo studio rappresenta un contributo importante in tal senso, un piccolo circoscritto contributo che ha il merito di essere rigoroso e di sapersi confrontare con ricerche condotte da altri studiosi (vedi il gruppo di lavoro INaB della RWTH Aachen University) o promosse da altri produttori (Minera Skyfer,) per andare in quella direzione che è la costruzione di un sapere ‘dal basso’ volto a promuovere uno sviluppo sostenibile in un settore.


sostenibilitĂ ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

SostenibilitĂ ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

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sostenibilità ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione •

Pavillon ottenuto da stampa 3D da polvere di bianco di Zandobbio. Autore Xu Weiguo (Foto di Desamanera)

Valutazione ambientale dei prodotti da costruzione in un’ottica di Economia Circolare La crescita illimitata dei consumi del pianeta e delle sue risorse naturali, e conseguentemente i cambiamenti apportati a componenti e fattori ambientali, hanno determinato una maggiore e diffusa consapevolezza dell’imprescindibile necessità di attuare cambiamenti strategici nella gestione delle risorse e nell’uso efficace ed efficiente. In termini numerici, a livello globale, secondo il 3rd Annual European Raw Materials Conference (Potočnik J., 2013; Bontempi, E. 2017), nel 2010, nel sistema economico globale sono confluiti circa 65 miliardi di tonnellate di materie prime, che si stima aumenteranno fino a 100 miliardi di tonnellate entro il 2030 (ASKB, 2011; EC, 2018). Le aree urbane, per effetto degli usi del suolo e delle infrastrutture (l’uso degli edifici, i trasporti, etc.), producono circa l’80% delle emissioni di CO2 globali (Heinonen J., 2011) e sono responsabili di circa l’80% del consumo globale di energia (Grübler A. et al., 2012). Il settore delle costruzioni, in quanto settore economico-produttivo, è responsabile per l’estrazione di circa il 30% di tutte le materie prime estratte, del consumo di circa il 25% di acqua, e della produzione del 30% dei rifiuti conferiti in discarica, che spesso restano tali (Torricelli, M.C., 2017). Anche in ambito nazionale il tema dei rifiuti da costruzione e demolizione è di estrema importanza e urgenza, stando al recente rapporto di Legambiente (2017) secondo cui il 90% dei 53 milioni di tonnellate di rifiuti da costruzione e demolizione (C&D) prodotti all’anno in Italia viene collocato in discarica, rischiando di disattendere il target previsto per il 2020 dalla Direttiva Europea 2008/98/CE, ovvero una soglia di recupero di almeno il 70%. In una economia industriale come quella europea in cui la dipendenza dalle risorse è molto alta (Glöser S. et al. 2015) e l’approvvigionamento è proveniente principalmente dalle importazioni da paesi extra europei, per aumentare la produttività e ridurre gli sprechi, molti filoni di ricerca (Huang S., 2003; McEvoy D., 2004; Blengini G.A., 2010; Toller S., 2011; Miliutenko S., 2012; Eras C.J.J. et al., 2013; Simion et al., 2013; Gangolells M. et al., 2014;


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Fig. 1 Economia di tipo lineare versus Economia circolare (rielaborata da Arup, 2016)

Magnusson S. et al., 2015) identificano nella economia circolare l’approccio per modificare l’attuale modello di consumo sequenziale, identificato dallo formula ‘take-make-dispose’: prendi (estrazione delle materie prime), produci (conversione in prodotti attraverso la manifattura) e getta (dismissione post-consumo). Considerata una “economia sviluppata per ‘auto-rigenerarsi’ […] che mira a basarsi su fonti energetiche di tipo rinnovabile, a minimizzare, tracciare ed eliminare l’uso di


sostenibilità ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

sostanze tossiche e a eliminare la produzione di rifiuti e di sprechi” (Lombardini G., 2016), trasformandoli in risorse, la circular economy (EC) si fonda sulla visione C2C (cradle to cradle — dalla culla alla culla), introdotta alla fine degli anni ‘80 dall’architetto svizzero Walter R. Stahel per scardinare il modello ‘cradle to gate’ alla base delle valutazioni d’impatto sulle filiere produttive (Fig. 1). Ripreso agli inizi del secolo dal chimico tedesco Michael Braungart e dall’architetto e designer statunitense William McDonough, è diventato oggi un modello di riferimento di grande influenza su più fronti, dal mondo imprenditoriale, alla società civile e, più recentemente, anche da quello politico (Bjørn et al. 2018). È in effetti recente l’adozione della C2C nel ‘Piano d’azione dell’UE per l’economia circolare’ (CE 2015) attraverso il quale si incentivano i produttori a contribuire alla chiusura dei cicli di vita dei prodotti attraverso l’aumento del riciclo e riutilizzo, con benefici sia per l’ambiente che per l’economia. Di fatto se a livello generale l’assunzione del modello basato sulla chiusura dei cicli di vita dei prodotti sembra costituire l’approccio da seguire, nello specifico ambito dell’ambiente costruito e degli edifici, come recentemente sostenuto da Pomponi e Moncaster (2017), per realizzare ‘edifici circolari’1 non è sufficiente intervenire con crescenti tassi di riciclo o riutilizzo sui singoli prodotti con cui sono realizzati o sulla efficienza delle risorse, ma occorre, invece, ampliare l’orizzonte analitico, adottando un approccio metodologico che consideri prodotti e risorse nel sistema dell’intero ciclo di vita dell’edificio. Anche a livello comunitario, nel recente piano d’azione (COM(2017) 33 final), definito dalla Commissione europea a sostegno di precedenti proposte legislative in ambito di economia circolare [Circular Economy Package], l’accento è posto su un approccio integrato che vada oltre le politiche in materia di gestione dei rifiuti (‘beyond waste’), concentrandosi su progettazione ecocompatibile, innovazione e investimenti che considerino “ogni fase della catena del valore: produzione, consumo, riparazione e fabbricazione, gestione dei rifiuti e re-immissione nell’economia delle materie prime secondarie”. È evidente il ruolo cruciale che l’industria dei prodotti da costruzione, e più in particolare dei prodotti litici, può svolgere nella ricerca globale di un uso più responsabile di queste risorse, e come, alla scala di prodotto, la trasformazione del rifiuto in risorsa equivalga al passaggio da un ciclo di vita from cradle to grave (dalla culla alla tomba) ad un ciclo from cradle to cradle (dalla culla alla culla). La metodologia che meglio potrebbe valutare il transito tra i due cicli è la Life Cycle Assessment, trattata con specificità nelle parti che seguono e per la quale è possibile la integrazione 1 Il termine ‘circular buildings’, inteso come edificio progettato, costruito, gestito, mantenuto e decostruito in conformità ai principi della economia circolare, compare solo recentemente (Pomponi, 2017).

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Fig. 2 Principi di economia circolare applicata alla catena del valore delle costruzioni (rielaborata da Ellen MacArthur Foundation, 2013)

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sostenibilità ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

con l’approccio Cradle to Cradle. In un recente testo pubblicato da esperti europei di ambito LCA, una visione più accademica vede, nella interazione tra i due approcci, un supporto più completo per le valutazioni migliorative delle prestazioni ambientali dei prodotti, purché vengano adottate opportune cautele metodologiche e ci sia il rispetto delle basi scientifiche di ognuno dei due approcci (Hauschild, M. et al., 2018). In effetti, come già riferito e meglio precisato in altri testi (Palumbo, E., 2017), anche limitandosi al settore dei materiali da costruzione, l’effettiva applicabilità della metodica LCA al più ampio scenario della circular economy comporta che vengano discusse e messe a punto peculiarità metodologiche proprie di ciascuno dei due approcci (ridefinizioni dei confini del sistema, aggiunta di indicatori specifici di impatto, inclusione di altre metodiche per la definizione di Life Cycle Inventory Flows). Ma è pur vero che, sebbene sia ancora frammentato e oggetto di rivisitazioni e aggiornamenti soprattutto da parte delle comunità scientifiche di ambito LCA, l’applicazione dell’approccio Life Cycle Thinking al concetto di Circular Building sta guadagnando slancio nel settore delle costruzioni, non solo a livello teorico o nella definizione di best practices. Ad esempio, nel Regno Unito le società di servizi informatici e di conoscenze per le costruzioni sostenibili indicano il recente BS 8001:2017 Framework for implementing the principles of the circular economy in organizations — guide, come un modello di interesse anche per il settore delle costruzioni. Gli indirizzi previsti dalla Economia Circolare sono sicuramente emergenti, tuttavia nell’ambito di indagine del presente testo e nell’economia delle ricerche che sono state condotte direttamente sul campo, si è scelto di focalizzare l’attenzione sulla conoscenza degli impatti associati alle emissioni inquinanti e al consumo di risorse durante i cicli di produzione (from cradle to gate) dei materiali litici da rivestimento, convinti che in un ambito così sensibile come quello dei materiali litici tale analisi rappresenti la base per valutazioni C2C. Si rinvia pertanto ad altri testi (Corcione C., Palumbo E., et al. 2017) e a futuri approfondimenti la loro possibile integrazione nella valutazione delle prestazioni ambientali dei prodotti. Life Cycle Thinking nella valutazione di sostenibilità e Life Cycle Assessment Negli ultimi decenni la necessità sempre più pressante di passare a una società maggiormente sostenibile ha prodotto passi importanti su più fronti, portando a una reale svolta solo nel 2015, designato pertanto anno della ‘sostenibilità’, grazie alla firma a Parigi della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC — United Nations Framework Convention on Climate Change), quando 195 Paesi hanno adottato il piano d’azione globale vincolante sul clima mondiale, che dovrebbe determinare il passaggio a modelli di consumo e produzione maggiormente sostenibili (SCP, Sustainable Consumption

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LCT(Life Cycle Thinking) LCC

SLCA

Life Cycle Costing

Social Life Cycle Assessment

LCSA

SOCIETY

Life Cycle Sustainability Assessment

NT

Fig. 3 Relatione tra Life Cycle Thinking e LCA nelle tre dimensioni: ambientaleeconomica e sociale (rielaborata da Schau et al., 2012)

ECONOMY

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LCA

Life Cycle Assessmen

E NV IRO NM E

Other methodologies accounting for all supply chain

pagina a fronte Fig. 4 Framework normativo relativo all’ambito delle certificazioni ambientali (rielaborata da Bovea M.D. et al., 2014)

pagina a fronte Fig. 5 Iter per la standardizzazione che disciplina la valutazione LCA (rielaborata da Finkbeiner M., 2005)

and Production) (Sonnemann et al. 2018). L’approccio olistico al centro della SCP è quello del ciclo di vita, attraverso il quale “l’impatto ambientale derivante dal consumo e dalla produzione dei prodotti nel loro pieno cicli vitale può essere identificato in un modo più trasparente e inclusivo” (UNEP, 2012). Di fatto, il Life Cycle Thinking (LCT) è un approccio consolidato, posto da tempo alla base delle politiche ambientali dell’Unione europea (Baldo e al., 2008), ma è nella Politica Integrata dei Prodotti — Sviluppo del concetto di ciclo di vita (COM(2003) 302) che si presenta come elemento portante, tanto che l’iniziativa è riconosciuta l’apripista al metodo di analisi del ciclo di vita (LCA — Life Cycle Assessment), basato appunto sul LCT (Zamagni et al. 2015). Una valutazione di sostenibilità complessiva (LCSA — Life Cycle Sustainability Assessment) secondo un approccio di ciclo di vita può essere definita come la valutazione contemporanea di aspetti ambientali (LCA — Life Cycle Assessment), economici (LCC — Life Cycle Costing) e sociali (S-LCA Social Life Cycle Assessment) (Finkbeiner et al., 2010; Klöpffer W., 2008,2012). Delle tre metodologie prima citate solo la LCA gode della standardizzazione internazionale ISO 14040 (2006), mentre per la LCC è stato sviluppato uno standard relativo alla sua implementazione nel caso degli edifici (ISO 15686-5:2017).


sostenibilità ambientale e ciclo di vita dei materiali da costruzione

• ISO 14000

Environmental management

• ISO 14020

• ISO 14040

(2000) • Environmental labels and declarations: general principles

• ISO 14025

• ISO 14024

(2006) • Life cycle assessment: principles and framework

• ISO 14021

(2006) (2018) (2016) • • • Type III Type I Self-declared environmental environmental environmental labelling. labelling. claims Principles Principles (Type II and and environmental procedures procedures labelling)

• ISO 14044

(2006) • Requirements and guidelines

• • • ISO/ TR ISO/ TS ISO/ TR 14047 14048 14049 (2012) • Illustrative examples on how to apply ISO 14044 to impact assessment situations

• ISO 14040

• ISO 14041

• ISO 14042

(2002) (2012) • • Illustrative Data examples on documentation how to apply format ISO 14044 to goal and scope definition and inventory analysis

• ISO 14043

1997

2000

• ISO 14040

• LCA — Principi e quadro di riferimento

• ISO 14044

• LCA — Requisiti e Linee Guida

2006

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pagina a fronte Fig. 6 Trend storico sulla estrazione della pietra naturale nel mondo (rielaborata da Careddu, et al., 2017)

Di fatto, la norma 14040 che regola appunto la metodologia Life Cycle Assessment appartiene alla serie ISO 14000 che mira a standardizzare in maniera generale e onnicomprensiva la gestione ambientale. La serie 14000 comprende sia normative relative alla gestione ambientale aziendale, sia quelle relative alla valutazione degli impatti ambientali di prodotto (Fig. 4). La valutazione ambientale di tipo aziendale è stata standardizzata in precedenza rispetto a quella di prodotto (2004); tuttavia, si deve all’ultimo aggiornamento della ISO 14001, l’introduzione del concetto Life Cycle Thinking anche nella valutazione degli impatti generati da una azienda, comprendendo così prodotti nel loro ciclo di vita e l’intera catena di fornitori. Nella prima versione del 2000 la metodologia LCA era regolata da quattro differenti standard nati dal lavoro avviato nel 1993 in ambito ISO, riguardanti in particolare framework e principi di base (ISO 14040), definizione dell’obiettivo dello studio (ISO 14041), valutazione dell’impatto (ISO 1402) e interpretazione dell’analisi (ISO 14043). Nel 2002, con l’obiettivo di rafforzare scientificamente il lavoro normativo rispetto alla metodologia LCA, fu avviata una fase di revisione della normativa affiancata dal lavoro della UNEP/SETAC Life Cycle Initiative2 (2011) che portò nel 2006 a inglobare gli ultimi tre standard nella norma ISO 14044 (2006), versione che ancora oggi rappresenta il riferimento condiviso per la conduzione delle analisi (Fig. 5). Valutare la sostenibilità dei prodotti litici ornamentali secondo l’approccio LCA Il settore dei materiali litici ornamentali è una delle filiere di maggiore rilevanza nell’ambito delle costruzioni, rappresentando tutt’oggi un settore chiave per molti paesi a livello mondiale. Nell’ultimo rapporto consuntivo sui mercati del settore (Montani, C., 2017) si evince che, nel 2015, l’estrazione di marmi e pietre nel mondo è stata stimata in circa 300 milioni di tonnellate di materiale utile, che, riferito allo spessore convenzionale di due centimetri, corrisponde a un consumo complessivo di oltre un miliardo e mezzo di metri quadrati equivalenti. Anche i valori relativi a esportazione e interscambio tra i paesi risultano essere rilevanti, con stime di 790 milioni di metri quadrati equivalenti tra materiale grezzo e lavorato.

La organizzazione UNEP/SETAC Life Cycle Initiative, nata dalla cooperazione tra United Nations Environment Programme e Society of Environmental Toxicology and Chemistry, presente ancora oggi, ma senza la partecipazione della SETAC, rappresenta un importante polo di ricerca e riferimento per tutti coloro che lavorano con tali metodologie.

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[Mt] 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 [year]

In questo scenario, i sei Paesi maggiori produttori, che determinano il 71% della estrazione mondiale, sono rispettivamente: Cina, India, Turchia, Brasile, Iran e Italia. La Cina, che è il primo produttore di pietre grezze al mondo, da sola ne estrae circa 46 milioni di tonnellate, ovvero un terzo del volume totale, mentre l’unione europea raggiunge complessivamente il 17%. A livello globale negli ultimi venti anni, la produzione risulta essere cresciuta in maniera esponenziale (Fig. 6), determinando l’emergere di fornitori sudamericani e dell’Estremo Oriente. Il nostro Paese, leader mondiale nel 1996 nella estrazione di materie prime litiche (8,25 Mt/ anno rappresentando il 17,6% della produzione mondiale), oggi è il sesto paese produttore (con il 4,9% circa 6,75 milioni di tonnellate all’anno), con un ruolo di primo piano in ambito europeo (circa il 31%) (Careddu et al., 2017). L’Italia ha infatti storicamente svolto un ruolo primario sui mercati: a partire dagli anni ‘80, l’elevata domanda nazionale e internazionale, nonché l’assenza di concorrenza estera, hanno garantito una crescita continua del settore con aumenti della produzione mondiale di cava da 20 a oltre 30 milioni ca. di tonnellate. Alla fine degli anni ‘90, questo modello di sviluppo è stato messo in crisi soprattutto dalla globalizzazione dei mercati e dall’emergere di nuovi concorrenti, primo tra tutti la Cina, che grazie a bassi costi di produzione e alta produttività di lavorazione, dovute anche all’acquisto di tecnologie produttive italiane,

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Abruzzo 0,3%

Fig. 7 Percentuali sulle quantità di pietre ornamentali estratte nell’anno 2015 (rielaborata da dati Legambiente, 2017)

Basilicata 2,0% Pr. Bolzano 4,0

Friuli Venezia Giulia 1,5%

Calabria 1,8%

Umbria 7,9%

Campania 2,1%

Piemonte 3,9% Liguria 0,3% Lombardia 1,5% Marche 0,7% Molise 3,4% Valle d’Aosta 0,4%

Pr. Trento 14,6%

Veneto 4,6% Lazio 9,2% Toscana 9,2% Puglia 6,5%

Sicilia 20,8%

Sardegna 5,3%

ha accresciuto la propria capacità produttiva determinando appunto circa un terzo della produzione mondiale (Lattanzi N., 2013). Pur essendoci comprensori produttivi dislocati un po’ in tutta Italia, i poli considerati identificativi della realtà produttiva litica italiana, sono quello apuo-versiliese, in cui si estrae il noto Marmo di Carrara, e quello Veneto, che si caratterizzano: il primo, come maggior produttore di materia prima in volume, e il secondo come maggior polo di interscambio commerciale. Dati più recenti sui volumi di materiale estratto mostrano una realtà produttiva nazionale maggiormente diversificata. Infatti nell’anno 2015 in Italia sono stati estratti circa 5,3 milioni di metri cubi di pietre ornamentali, di cui il 54% provenienti dalle seguenti quattro regioni: Sicilia (20%), Provincia Autonoma di Trento (14,5%), Lazio (9%) e Toscana (9%) (Fig. 7). A livello europeo, in risposta alla crescente concorrenza dei paesi extra europei, negli ultimi anni sono state avviate diverse azioni volte a promuovere e valorizzare la


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caratterizzazione delle prestazioni dei materiali litici, al fine di affermare la qualità dei prodotti europei. La più recente è la creazione di ‘NATUREUROSTONES’, la banca dati sulla caratterizzazione dei materiali litici europei per il settore delle costruzioni. Avviata nel 2016, sotto l’egida della European Innovation Partnership (EIP) sull’asset ‘Raw Materials’, e il coordinamento dalla Università di Salamanca, entro il 2018 dovrà contenere, oltre alle informazioni fisico tecniche dei materiali (dati petrografici, prestazioni fisico meccaniche, test di radioattività, etc.), anche indicazioni su impieghi sia in ambito di nuova costruzione sia in interventi di riqualificazione e restauro dell’esistente (EIP, 2016). Non è ancora chiaro se vi saranno contenute, ove esistenti, informazioni sui profili ambientali dei prodotti, ambito quest’ultimo che di fatto resta ancora poco esplorato per il settore litico in genere, e per quello relativo alle applicazioni nelle costruzioni in particolare, nonostante gran parte dei prodotti litici3 sia contemplato dal Regolamento europeo dei prodotti da Costruzione (CPR). A partire dal quadro fin qui delineato, il presente testo intende fornire una lettura semplificata, ma rigorosa rispetto al quadro normativo e alle impostazioni scientifiche, del profilo ambientale di sistemi di rivestimento litico, secondo un approccio del ciclo di vita. Partendo dunque dagli esiti delle valutazioni di impatto ambientale LCA applicate a specifiche filiere appartenenti alla realtà produttiva italiana (pietra serena di Firenzuola e pietra leccese di Cursi) (Cap. 3), e indagando lo stato dell’arte di ambito internazionale (Capp. 4,5), si vuole promuovere una maggiore diffusione di tali tematiche in questo settore, contribuendo così, attraverso l’applicazione a specifici casi studio (Cap. 6), all’innalzamento delle conoscenze di coloro che realizzano, progettano, e utilizzano tali prodotti.

3 Lastre, Cubetti, Cordoli, Marmette, Lastre per pavimentazioni e scale, Lastre per rivestimenti, Elementi di muratura, Ardesia e prodotti di pietra per coperture discontinue e rivestimenti.

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strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

Strumenti e metodi di approccio Life Cycle Assessment

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strumenti e metodi di approccio life cycle assessment •

Facciata in pietra del nuovo Parlamento a Malta. Progetto di Renzo Piano

Applicazione del Life Cycle Assessment alle costruzioni e ai prodotti da costruzione Nello specifico ambito delle costruzioni, la metodica Life Cycle Assessment (LCA) è ampiamente utilizzata da più di 20 anni da parte degli accademici per stimare l’impatto ambientale degli edifici e per comunicare la loro influenza sullo sviluppo sostenibile (Cabeza et al., 2014; Chastas et al., 2016), basandosi su un approccio olistico, applicabile e adeguabile alle differenti scale (materiale/prodotto-sistema-edificio). Una progettazione volta al raggiungimento di target di sostenibilità non può prescindere da una considerazione sugli impatti che si generano durante l’intero ciclo di vita dell’ambiente costruito. Considerazioni opportune in tal senso dovrebbero affrontare la questione a partire dai livelli progettuali iniziali, per poi approfondirli in quelli esecutivi, più specifici, includendo analisi sulle fasi di messa in opera, mantenimento nel tempo ed eventuale demolizione (Esin T., 2007; Ding, G. K. C., 2014). Nell’attuale scenario progettuale, caratterizzato dalla necessità di orientare la progettazione verso lo standard Nearly Zero Energy Buildings (NZEB), ovvero edifici ad altissima prestazione energetica e fabbisogno energetico quasi nullo, le quantità di energia che l’industria delle costruzioni impiega nelle fasi di estrazione e di lavorazione delle materie prime, di produzione di materiali e componenti, di trasporto (sia per l’approvvigionamento che per la fornitura in cantiere), di messa in opera, fino al processo di dismissione al termine del ciclo di vita, diventa un aspetto non trascurabile. In effetti, per ridurre in modo considerevole il fabbisogno energetico dell’edificio in fase di esercizio, si ricorre all’impiego di materiali, componenti e dispositivi impiantistici con migliori prestazioni o di nuova generazione; e spesso, per contribuire alla ermeticità, in quantità superiori, la cui produzione potrebbe richiedere quote di energia e uso di risorse maggiori rispetto a ciò che avveniva in passato. Pertanto, se la rincorsa al miglioramento delle prestazioni termiche degli involucri termici


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pagina a fronte Fig. 1 Articolazione delle fasi incluse in una valutazione di sostenibilità dell’edificio nell’intero ciclo di vita

degli edifici non è accompagnata da una riflessione sul bilancio energetico complessivo, legato all’intero ciclo di vita, può produrre valutazioni non realistiche e conseguentemente una visione distorta degli impatti effettivamente generati sull’ecosistema (Lavagna, M., 2011). Tale orientamento è contemplato anche nella stessa Direttiva ‘Energy Performance Building’ (EPBD-2010/31/UE), in cui è indicato che i requisiti minimi di prestazione delle soluzioni impiantistiche e tecniche dovrebbero essere fissati in modo da conseguire un equilibrio ottimale, in funzione dei costi, tra gli investimenti necessari e i risparmi energetici realizzati nel ciclo di vita. Lo scenario è dunque quello di un bilancio energetico ‘globale’ che guardi l’edificio in una prospettiva di ciclo di vita, interessando pertanto tutte le fasi a essa legate: dall’energia utilizzata per produrre e trasportare i materiali e i componenti che costituiscono l’edifico — altrimenti nota come energia incorporata o embodied energy [EE] — a quella necessaria per costruire il sistema edilizio e mantenerne il livello prestazionale nel tempo, fino a quella spesa per la sua eventuale dismissione e demolizione. La relazione tra gli impatti prodotti dalla gestione dell’edificio (Energia Operativa/ Operational Energy — OE) — in particolare a basso consumo energetico — e quelli derivanti dai cicli di produzione dei materiali (Energia inglobata/Embodied Energy — EE) è da diversi anni oggetto di dibattito all’interno della comunità scientifica. Numerosi studi dimostrano che a livelli di OE molto ridotti corrisponde un aumento della EE (Thormark, C., 2002; Sartori, I., 2007; Optis, M. et al., 2010; Din, A. et al., 2016; Chastas, P. et al., 2017). A tale proposito, Proietti et al. (2013), esaminando una Passivhaus localizzata in Italia, hanno rilevato che l’impatto incorporato dall’involucro e dagli impianti, escludendo il contributo delle fonti rinnovabili, incide sul contenuto di Energia cumulativa (altrimenti detta Gross Energy Requirements — GER) tra il 48 e il 67%. Di qui la centralità nella scelta dei materiali e dei prodotti da costruzione adottati per raggiungere adeguati livelli di sostenibilità e prestazioni complessive di un edificio (Ding G. K. C., 2014). In una ottica di ciclo di vita, la scelta di materiali con un alto livello di consumo energetico iniziale (fase produzione, di consegna in cantiere e di installazione) deve prendere in considerazione anche lo scenario futuro determinato dal tempo di vita atteso dell’edificio, che interessa la fase operativa (manutenzione, la ristrutturazione e ristrutturazione) e se contemplata, anche quella di fine vita (Franzoni, 2011). Nonostante numerosi strumenti operativi basati sulla LCA abbiano raggiunto un alto grado di definizione e maturazione, attualmente nel settore delle costruzioni sono ancora molte le


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

A2 Trasporto al produttore / Transport to the manufacturer

A1-A5

A4 Trasporto al sito di costruzione / Transport to the building site A5 Posa in opera / Installation into the building B1

Uso e applicazione del prodotto installatio Use or application of the installed product

B2 Manutenzione / Maintenance

B1-B5

Fase d’uso — informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto Use stage — information modules related to the building fabric

B3 Riparazione / Repair B4 Sostituzione / Replacement

Fase d’uso — informazioni relative al funzionamento dell’edificio Use stage — information modules related to the operation of the building

B7-B6

B5 Ristrutturazione / Refurbishment B6

Energia utilizzata nella fase d’uso Operational energy use

B7

Consumo di acqua nella fase d’uso Operation water use

C1 Decostruzione, demolizione / De-construction, demolition

Fase di fine vita End-of-life stage

C1-C4

‘dal cancello al cancello’

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione A1 Raw material extraction and processing, processing of secondary material input

A3 Manifattura / Manufacturing Fase del processo di costruzione Construction process stage

‘dalla culla alla tomba’

A1-A3

Fase di produzione Product stage

C2

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Transport to waste processing

C3

Trattamento rifiuti il riuso, recupero e/o riciclo Waste processing for reuse, recovery and/or recycling

C4 Smaltimento / Disposal Benefici e carichi oltre il confine del sistema Benefits and loads beyond the system boundary

D

‘dalla culla al cancello’

Fasi del ciclo di vita — Life cycle stage

D

Potenziale di riuso, recupero e/o riciclo Reuse, recovery and/or recycling potentials

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Building Assessment Information

Fig. 2 Framework per l’analisi LCA di un prodotto da costruzione in quanto parte di un edificio secondo standard EN 15978

Supplementary information Beyond Life Cycle

Building Life Cycle Information Product stage

End of Life (Eol)

Use

Beyond Life Cycle

C1

De-construction / Demolition

D D

Transport Trasport

C3

Waste processing

Manifacturing

C4

Disposal

Reuse Recovery & Recycling potential

A1

Raw material extraction

A2 A3

B4

Remplacement

‘CRADLE TO GATE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO CRADLE’

pagina a fronte Fig. 3 Life Cycle Assessment Framework (rielaborata da Hauschild et al., 2018)

lacune metodologiche e gli aggiornamenti necessari a consentire la diffusione — oggi ancora limitata — degli strumenti LCA in tale ambito (De Wolf et al., 2017). Tuttavia, sul fronte della normativa tecnica per il settore edilizio vi è stato un notevole lavoro per sviluppare standard e linee guida specifiche (Lavagna M., Palumbo E., 2017). In particolare a livello europeo, il Comitato Europeo di Normazione (CEN) attraverso la Commissione Tecnica CEN TC350 (Sostenibilità delle opere di costruzione) con la EN 15643:2010 ha stabilito le modalità secondo le quali valutare la sostenibilità degli edifici, mentre con la EN 15978:2011 è stato definito il metodo di calcolo per la valutazione delle prestazioni ambientali degli edifici. Il quadro metodologico e le regole di calcolo definite da tali specifici standard, prevedono che le analisi, condotte attraverso un approccio di tipo orizzontale, valido dal prodotto all’edificio, contemplino le quattro principali fasi (stages) (Fig. 1): • ‘Product’ (A1-A3), riguardante il ciclo di produzione del prodotto (dall’approvvigionamento delle materie prime al suo confezionamento), • ‘Construction Process’ (A4-A5), • ‘Use’ (B1-B7), • ‘End of Life’ (B1-B7), e il modulo supplementare ‘Benefits and loads beyond the system boundary’ (D).


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

Definizione degli obiettivi (Goal)

Costruzione dell’inventario (Life cycle inventory — LCI)

Valutazione dell’impatto (Life cycle impact assessment — LCIA)

Interpretazione dei dati

Definizione dell’ambito (Scope)

Applicazioni Certificazioni di prodotto Pianificazione strategica Strategie politiche Marketing Altro

Nello specifico, la fase di costruzione vede i materiali e i prodotti da costruzione dare luogo al sistema edificio, mentre la fase di uso contempla la vita utile di materiali e prodotti applicati, con i relativi cicli di manutenzione e, infine, la gestione ‘operational’ dell’edificio con i relativi servizi energetici, logistici etc. Di conseguenza, un’analisi che riguardi tutti gli impatti ambientali legati alla produzione dei materiali da costruzione, dall’approvvigionamento delle materie prime (A1) fino al confezionamento del prodotto (A3) è definita ‘Cradle-to-Gate. Estendendo il perimetro dell’analisi a valutazioni sulle prestazioni del materiale o prodotto in uso negli anni di vita, comprendendo operazioni di manutenzione e sostituzione, e quelle della fase End of Life (EoL) dei materiali o prodotti, si ottiene un livello di conoscenza ‘from Cradle-to-Grave’. Aggiungendo poi a quest’ultimo l’analisi dei potenziali benefici del riutilizzo e del riciclaggio’ derivanti dal ‘3R concept’ (Reuse, Recovery e/o Recycling), si raggiunge un livello di analisi completo ‘Cradle to cradle’ (Braungart et al., 2007) (Fig. 2). Life Cycle Assessment: metodo e standard L’approccio sequenziale alla base di una valutazione LCA, applicabile a più livelli e ambiti (etichettature di prodotto, calcolo della impronta di carbonio, etc.) articola l’analisi in quattro passaggi (Fig. 3).

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pagina a fronte Fig. 4 Possibili Informazioni contenute nella definizione della unità funzionale

Il primo passo di una LCA riguarda la definizione delle ragioni per cui si effettua l’analisi (purpose), gli obiettivi che si intendono raggiungere (goal), la delimitazione dell’analisi e il target di riferimento dello studio (scope). In questa prima parte vengono determinate le ‘regole’ che guideranno tutto il percorso analitico, che coerentemente con gli obiettivi iniziali, contemplano: una descrizione quantitativa della funzione o del servizio per cui viene eseguita la valutazione (declared unit or functional unit); il perimetro entro il quale eseguire lo studio (system boundaries); la prospettiva a cui tendere (analisi strategica o valutazione di impatto). Nello specifico, la ISO 14040 (2006) designa molto sinteticamente l’unità funzionale (UF) come la prestazione quantificata del prodotto da utilizzare come unità di riferimento, a cui, coerentemente con l’obiettivo e lo scopo dello studio, riferire tutti gli input e output dell’analisi. Una definizione più approfondita è rintracciabile nel manuale ILCD (International Reference Life Cycle Data System Handbook) del Joint Research Centre di Ispra (2010), in cui si specifica che l’unità funzionale deve essere chiaramente definita sia in termini quantitativi che qualitativi, attraverso risposte a quesiti quali (Cluzel F. et al. 2013): • Cosa (‘what’) — la funzione o il servizio fornito; • quanto (‘how much’) — l’unità in cui è misurata la prestazione dell’analisi (functional unit); • per quanto tempo (‘how long’) — la durata prevista (Rerence Service Life — RSL); • quanto bene — il livello atteso di qualità. Tale manuale costituisce una delle sezioni delle linee guida ILCD, che nascono per assicurare la consistenza e la robustezza degli studi di LCA, a supporto degli standard ISO. In linea con quanto finora descritto, una serie di possibili informazioni che la unità funzionale di un prodotto destinato al rivestimento litico dovrebbe contenere è esplicitata in Fig. 4. Appare evidente come la scelta della unità funzionale rappresenti un elemento cardine dell’analisi, contemplando aspetti qualitativi (caratteristiche prestazionali) e quantitativi (unità di misura che esprime la funzione scelta). Di conseguenza, costituisce l’identità che orienta la raccolta dei dati, in ingresso e in uscita, dell’inventario (Life Cycle Inventory), ma stabilisce anche il parametro con cui misurare tutte le scelte adottate sia in fase di applicazione della metodologia, sia in quella conclusiva di interpretazione dei dati ed eventualmente di comparazione con altre LCA.


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

Functional unit Production of 1 ton natural of quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, manufactured, delivered, installed, used for 60 years and disposed after end of service time 1 ton

quarzite (lastre segate e/o rifilate)

quanto?

cosa?

(rivestimenti facciate, pavimentazioni, etc.)

60 anni

Oppdal (Norvegia)

in quale contesto?

per quanto tempo?

dove?

Per l’ottenimento di una certificazione di prodotto edilizio, l’unità funzionale è il riferimento necessario per garantire la comparabilità dei risultati LCA, dal momento che analisi comparative condotte su unità funzionali non omogenee porterebbero a risultati di impatto ambientale non confrontabili. Conseguentemente alla scelta della UF e quindi dei confini entro i quali sviluppare la analisi, si procede alla raccolta di tutti i flussi fisici, in ingresso (input) e in uscita (output) dal sistema, che investono il ciclo di vita di tale entità di riferimento. Questa operazione, detta appunto analisi di inventario (LCI — Life Cycle Inventory), consiste nella individuazione delle quantità di risorse energetiche (ad es. consumi di energia), di materie prime, materiali, prodotti ed eventuali co-prodotti, ma anche delle emissioni (aria, acqua e suolo) e della produzione di rifiuti legati all’entità presa in esame. L’identificazione degli effetti che il processo analizzato può determinare sull’ambiente avviene attraverso la ‘caratterizzazione’, procedimento tramite il quale i flussi elementari ricavati dall’analisi di inventario vengono trasformati in indici di impatto sulle diverse matrici: cambiamenti climatici (livelli di CO2), smog fotochimico, acidificazione ed eutrofizzazione delle acque e del suolo, etc. In ambito internazionale sono stati sviluppati diversi metodi di caratterizzazione LCIA (Life Cycle Inventory Assessment, terza fase della analisi LCA), i più riconosciuti e utilizzati dei quali convertono i flussi inventariati in impatti potenziali sull’ambiente, espressi attraverso indicatori di impatto quali il cambiamento climatico GWP (kg CO2), l’esaurimento delle risorse e l’ecotossicità.

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Fig. 5 Processo di elaborazione degli indicatori di impatto da flusso LCI a livello di Midpoint e di categorie di danno Endpoint

Esempi Kg CFC-12 Kg HCFC etc.

Risultati Life Cycle Inventory (LCI)

Categorie di impatto Risultati LCI assegnati alle categorie di impatto

Kg CFC-12, Kg HCFC assegnati alla riduzione dello strato di ozono

Modello di caratterizzazione Strato di ozono breakdown

Indicatori di categoria

Rilevanza ambientale

Categoria Endpoint

pagina a fronte Tab. 1 Indicatori di impatto stimati nell’analisi

Cancro della pelle, etc.

Questi indicatori — definiti midpoint — differiscono dagli endpoint che invece misurano i potenziali danni, sulle tre principali ‘categorie di danno’: salute umana, biodiversità ed esaurimento delle risorse del pianeta (Figg. 5, 6). La conversione dei punti medi in endpoint, restituendo il valore di impatto in un indicatore unico, semplifica l’interpretazione dei risultati LCIA, e di fatto consente una più efficace comunicazione del risultato all’utente meno esperto, benché ciò non costituisca propriamente lo scopo di una valutazione LCA (Aymard and Botta-Genoulaz, 2016). Tra i metodi di caratterizzazione LCIA di approccio midpoint disponibili in ambito europeo, il CML è uno dei più completi e maggiormente utilizzato. Il metodo è stato sviluppato per la prima volta nel 1992 dall’Istituto di scienze ambientali dell’Università di Leida (Guinée J.B et al. 2002). In Tabella 1 sono riassunti, tra gli indicatori midpoint previsti nel metodo CML-IA baseline, quelli utilizzati nelle simulazioni oggetto del presente testo. A questi si è aggiunto l’indice di energia incorporata nel processo di estrazione e produzione, che invece proviene da simulazioni con il metodo EPD Draft.


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

Indicatore

Acronimo

U.M.

Potenziale di riscaldamento globale

GWP

kg CO2 eq

Riduzione dello strato di ozono

ODP

kg CFC11-eq

Acidificazione potenziale

AP

kg SO2 eq

Eutrofizzazione potenziale

EP

kg PO4 eq

Ossidazione fotochimica

POCP

kg C2H4 eq

Risorse non rinnovabili (fossili)

NRfossil

MJ eq

I primi cinque indicatori di impatto riportati nella tabella (GWP, ODP, AP, EP e POCP) esprimono gli effetti causati dal rilascio nell’ambiente di varie sostanze climalteranti (come i gas serra quali l’anidride carbonica o il gas metano, agenti sul riscaldamento globale, o i clorofluorocarburi — CFC — attivi nell’assottigliamento dello strato di ozono stratosferico), mentre il sesto ed ultimo indicatore rappresenta il consumo di energia non rinnovabile riconducibile agli impatti connessi alle risorse e ai materiali utilizzati. La ‘normalizzazione’, prevista allo standard 14044 (ISO 2006b) consente di facilitare la lettura degli esiti LCA. Nella operazione di normalizzazione (facoltativa), i risultati di ciascuna categoria di impatto, sono riportati sulla stessa scala e restituiti in valori di impatto adimensionali, pertanto confrontabili tra loro. Tecnicamente ciò si ottiene applicando la formula Nk = Sk / Rk, dove: • k indica la categoria di impatto; • N è l’indicatore normalizzato; • S è l’impatto ‘caratterizzato; • R l’impatto caratteristico della categoria di impatto o fattore di caratterizzazione. Nel caso specifico, si è fatto riferimento al set di normalizzazione EU25+3 del metodo CML-IA baseline, i cui fattori di normalizzazione riguardano le emissioni totali annuali di 28 Paesi (25 paesi aderenti all’Unione europea nel 2006 più Islanda, Norvegia e Svizzera). Strumenti operativi di analisi LCA di prodotto e loro applicazione nel settore dei prodotti da costruzione L’approccio LCA è richiamato in tutte le tre tipologie di etichettatura ambientale di prodotto previste e classificate dall’International Standardization Organization (ISO). Queste, non specificatamente riferite al settore delle costruzioni ma valide per qualsiasi tipologia di prodotto, si distinguono in:

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Fig. 6 Processo di elaborazione degli indicatori di impatto da flusso LCI a livello di Midpoints e di categorie di danno Endpoints

Flusso LCI (Life Cycle Inventory)

Midpoint Indicatori di Impatto

SO2 NOx

SO2 equiv

Acidificazione potenziale

N equiv

Eutrofizzazione potenziale

CO2 equiv

Potenziale di riscaldamento globale

Endpoint Aree di protezione (Categorie di danno)

Ecosistema

HCI etc

NH3 NOx

P

Salute Umana

etc

CO2

CF=1

CH4

CF=25

SF6 etc

pagina a fronte Fig. 7 Framework normativo relativo alle Dichiarazioni ambientali di Tipo III dei prodotti da costruzione (rielaborata da Bovea M.D. et al., 2014)

2,8 CF=2

Risorse Naturali

Etc.

• Tipo I (basate sul rispetto di limiti di performance ambientale — ottenuti attraverso il rispetto di criteri prefissati come emissioni, energia, etc. — sono sottoposte a certificazione esterna da parte di un ente indipendente — ISO 14024), • Tipo II (definite anche asserzioni ambientali ‘auto-dichiarate’ da parte del produttore: non è prevista la certificazione di un organismo indipendente, né di una soglia minima di accettabilità — ISO 14021), • Tipo III (‘Environmental Product Declaration’, acronimo EPD o, in italiano DAP: forniscono dati quantitativi sugli impatti ambientali associati al ciclo di vita di un prodotto, ottenuti secondo le procedure di LCA e verificati da un organismo indipendente, senza che sia richiesto il superamento di una soglia di accettabilità — ISO 14025). Solo per il Tipo III è previsto che le informazioni sulle prestazioni ambientali di prodotto siano quantificate “secondo parametri predeterminati ed eventuali ulteriori informazioni ambientali” ricavati attraverso una analisi LCA, la cui verifica da parte terza è volta


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

PRODOTTO DA COSTRUIRE

EDIFICIO

METODOLOGIA DI BASE

SOSTENIBILITÀ NEL SETTORE DELLE COSTRUZIONI

• ISO 15392 (2008)

Sustainability in building construction (General principles)

• ISO 21929-1 (2011)

Sustainability indicators (Frameworks for development of indicators for buildings)

• ISO 21931-1 (2010) Frameworks for methods of assessment of environmental performance of construction works

• ISO 21930 (2017)

Environmental declaration of building products

SISTEMA AMBIENTALE (ISO 14040)

• ISO 14020 (2000)

• ISO 14040 (2006)

Ecological labels and environmental declarations

Life Cycle Assessment

• ISO 14025 (2006)

• ISO 14044 (2006)

Environmental declarations

LCA: Requirements and guidelines

• EN 15804 (2012)

Sustainability of construction works — EPD — Core rules for the product category of construction products

a garantire che l’analisi sia stata condotta coerentemente con la serie di norme ISO 14040, e che gli esiti siano “rilevanti, verificabili, e validi” (Tab. 3). Nel caso specifico dei prodotti da costruzione, gli standard a cui far riferimento per la definizione delle dichiarazioni ambientali del Tipo EPD sono la norma ISO 21930:2017 ‘Sustainability in buildings and civil engineering works — Core rules for environmental product declarations of construction products and services’ in ambito internazionale, e la EN 15804:2012+A1:2013 ‘Sustainability of construction works. Environmental product declarations. Core rules for the product category of construction product’ in ambito europeo (Fig. 7).

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Germania

Svezia

Norvegia

Inghilterra

Francia

Italia

IBU

EPD environdec

EPD Norge

BRE EN 15804 EPD

INIES FDES

EPDItaly

Anno costituzione

2006

2007

2002

1999

2004

2015

Numero EPD certificate

>100

>30

>50

>100

>130

NR

Numero di prodotti

1456

567

327

1600

NR

Nome Logo

Tab. 2 Principali organismi per l’accreditamento EPD dei prodotti da costruzione (rielaborata da Jones, D. et al., 2017)

pagina a fronte Tab. 3 Relazione tra metodologia LCA e differenti etichette ambientali (rielaborata da Gazulla Santos C., 2014)

Uno degli scopi delle EPD è quello di facilitare il confronto delle prestazioni ambientali tra i prodotti che svolgono la stessa funzione, con l’obiettivo di incoraggiare il miglioramento continuo, l’eco-design, nonché il rispetto delle normative ambientali. Al fine di favorire una corretta comparazione tra analisi LCA di più prodotti appartenenti alla stessa categoria, la norma ISO 14025 prevede che siano definite delle cosiddette ‘regole comuni di prodotto’ (PCR — Product Category Rules), che definiscono l’unità funzionale a cui riferire l’analisi, le regole di allocazione, i confini del sistema, i metodi di calcolo da adottare e le fonti dei dati. Sia le procedure per l’ottenimento delle dichiarazioni ambientali, che lo sviluppo delle PCR, sono stabiliti da cosiddetti ‘operatori di programma’. Per l’ambito delle costruzioni, sono attualmente presenti sei principali organismi (Tab. 2) che, pur mantenendo la propria identità, grazie alla creazione della piattaforma ECO (www.Eco-platform.org) per la armonizzazione delle EPD, seguono delle regole comuni per le procedure, sia di ottenimento delle dichiarazioni, che di sviluppo delle PCR. Negli ultimi anni, sia in ambito nazionale che europeo, si è assistito all’aumento del numero di dichiarazioni ambientali nell’ambito dei prodotti da costruzione. Ciò è fortemente condizionato dalle nuove disposizioni normative e, nello specifico, dal Regolamento europeo n. 305/2011 (CPR) che introduce, con il 7° requisito essenziale ‘uso sostenibile delle risorse’, il riferimento alle dichiarazioni ambientali di prodotto.


strumenti e metodi di approccio life cycle assessment

Tipologia di etichetta ambientale TIPO I

TIPO II

TIPO III

Descrizione e finalità

Indica la preferenza ambientale del prodotto o servizio all’interno della sua categoria di prodotto, basato su criteri multipli relativi all’ intero ciclo di vita e verificata da terza parte

Autodichiarazione in riferimento a un aspetto ambientale di un prodotto/componente o packaging del prodotto

Dichiarazione che fornisce dati ambientali quantificati utilizzando parametri predeterminati e, dove opportuno, informazioni aggiuntive

Standard di riferimento

ISO 14024

ISO14021

ISO14025

• viene utilizzato nel definire i criteri prefissati

Non i tutti i casi

No

• è utilizzato per dimostrare che il prodotto / servizio soddisfa i criteri di aggiudicazione

No

Non i tutti i casi

• è usato per fornire informazioni ambientali quantitative che consentono il confronto di diversi prodotti/ servizi dotati di etichetta ambientale

No

No

Si

Metodologia Life Cycle Assessment:

Nella stessa direzione, con l’introduzione dei ‘Criteri Ambientali Minimi’ (CAM) negli appalti pubblici per l’affidamento di servizi di progettazione e lavori per la nuova costruzione, ristrutturazione e manutenzione (Decreto Ministeriale 24.12.2015), in Italia viene ora richiesta l’attestazione del requisito ambientale mediante autodichiarazione ambientale di tipo II, verificata da un organismo di valutazione accreditato, o alternativamente, attraverso la EPD.

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lca di materiali e prodotti litici italiani

LCA di materiali e prodotti litici italiani

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lca di materiali e prodotti litici italiani

DIDA — Chiesa e Chiostro Stella Maris. San Michele al Tagliamento, Bibione Venezia (Foto: Laboratorio di Architettura Semerano)

Premessa metodologica […] veggasi con quale precisione [Vitruvio] discorre dei principj delle cose secondo i filosofi, e quindi scende a ragionare dei mattoni, e della loro composizione, dell’arena, della pozzolana, delle cave dove si tagliano le pietre, del taglio dei legnami e di altri simili oggetti: sui quali sarebbe desiderabile che maggiori ricerche fossero istituite dai moderni Architetti, e maggiori lumi scientifici eglino si procurassero, nè quelle materie ponessero in opera senza ben conoscerne la natura, le diverse specie e varietà, non che gli effetti che esse producono nelle fabbriche (Amati C., 1829).

Il presente capitolo intende fornire indicazioni per l’impiego del set di indicatori ambientali, tratti da una analisi Life Cycle Assessment, correlati a materiali e prodotti a supporto di una valutazione di sostenibilità ambientale di sistemi di rivestimento litico in fase di progettazione. Sulla base di ricerche condotte sul campo presso i Dipartimenti di Architettura dell’Università di Firenze e di Bologna1, sulla base di studi documentati in letteratura e di specifiche dichiarazioni EPD di prodotto, in questo capitolo e in quello che segue si illustra come gli approcci Life Cycle descritti nei capitoli precedenti (analisi LCA su dati primari e/o secondari da banca dati, EPD) possano fornire informazioni per definire il profilo ambientale alla scala dell’unità di materiale (esempio 1 ton di lastre) o del prodotto (es 1 ton di lastre per rivestimento di facciata). Come già discusso trattando la metodica LCA e gli strumenti ad essa correlati (Cap. 2), quando si parla di analisi applicata al prodotto i dati di input e output sono essenzialmente correlati alle fasi del suo ciclo di produzione ‘dalla culla al cancello’ (from cradle to gate), cioè dall’approvvigionamento della materia prima, al trasporto in stabilimento, alla manifattura fino all’uscita del prodotto dal luogo di produzione, ma escludendo la sua successiva distribuzione e applicazione.

1 Ricerche condotte presso il Dipartimento di Architettura della Università degli Studi di Firenze sotto il coordinamento scientifico della prof.ssa M.C. Torricelli e Università degli Studi di Bologna sotto la responsabilità scientifica dei professori A. Boeri ed E. Antonini.


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Building Assessment Information Building Life Cycle Information

Uso e applicazione dei prodotti installati

oltre il confine del sistema

C1-C4

D

C1 C2 C3 C4

D Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Energia utilizzata nella fase d’uso

A5

Consumo di acqua nella fase operativa

A4

Ristrutturazione

A3

Sostituzione

A2

Riparazioni

A1

Installazione nell’edificio

B6-B7

Trasporto al sito di costruzione

B1-B5

Manifattura

A4-A5

Trasporto al produttore

A1-A3

End of Life (Eol)

De-costruzione/demolizione

Fase d’uso/informazioni Fase Fase del processo di produzione di costruzione relative alle prestazioni in uso del prodotto

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R) Smaltimento dei rifiuti

Supplementary information

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Fig. 1 Articolazione in moduli (A1-D) e blocchi di informazione ambientale: sul prodotto, sulle soluzioni tecniche, sull’uso e sull’esercizio dell’edificio. Ad eccezione della fase di produzione (A1-A3), tutte le informazioni vanno riferite a determinate ipotesi di scenario (rielaborata da UNI ISO 21930:2017)

Manutenzione

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‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GATE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)

pagina a fronte Tab. 1 Sintesi delle possibili fonti a cui accedere per l’individuazione degli indicatori di impatto ambientale LCA di prodotto

Ciò vale per tutti i dati necessari alla LCA: i Life Cycle Inventory (es. consumi di energia, emissioni, etc), le unità di riferimento utilizzata nella valutazione (unità dichiarata, es. 1 tonnellata di pietra), gli obiettivi che si intendono raggiungere (scope) gli indicatori ambientali (kg CO2, MJ, etc.) Lo standard normativo sulle etichette ambientali EPD considera la valutazione LCA applicata alle fasi dalla culla al cancello vincolante (mandatory) per l’ottenimento della certificazione. È bene però osservare che, in un’ottica di ciclo di vita del costruito, la conoscenza del profilo ambientale di un prodotto durante il suo ciclo di produzione è propedeutica, ma


lca di materiali e prodotti litici italiani

Tipologia di documento

Analisi Life Cycle Assessment

Environmental Product Declaration

Applicazioni applicate a uno specifico prodotto i cui dati provengono da LCI di una singola azienda, (es. lastre in marmo di determinate dimensioni e con determinata finitura e trattamenti superficiali) applicate a una categoria di prodotto o famiglia di prodotti analoghi (es lastre in marmo, diversi spessori e diversi trattamenti e finiture) i cui dati sono la media delle LCI di n. x aziende con stessa tecnologia produttiva

Destinatari

LCA di specifico prodotto commerciale di un produttore

LCA di famiglia di prodotti commerciali prodotti da numero x aziende con medesima tecnologia

applicate a una tipologia di prodotto i cui dati sono la media delle LCI di n. x aziende con stessa tecnologia produttiva (es. lastre in marmo di determinate dimensioni e con determinata finitura e trattamenti superficiali prodotte da più aziende)

LCA di tipologia di prodotto commerciale prodotto da numero x aziende con medesima tecnologia (generalmente afferenti ad un associazione/consorzio)

applicate a un singolo prodotto i cui dati provengono da LCI di 1 singola azienda che ha una dichiarazione EPD

EPD specifico prodotto di un produttore

applicate a una tipologia di prodotto i cui dati sono la media delle LCI di n. x aziende con stessa tecnologia produttiva che utilizzano una stessa dichiarazione EPD

EPD di tipologia di prodotti generalmente riconducibile a produttori afferenti a associazioni/consorzi

un giudizio di sostenibilità non può escludere una valutazione LCA di materiali e tecniche costruttive rispetto alla loro destinazione d’uso e fine vita (Campioli et al., 2017). Pertanto, nelle elaborazioni riportate nei capitoli che seguono, dall’analisi del profilo ambientale del prodotto in relazione alle fasi produttive, si passerà (Cap. 5) ad analizzare il profilo LCA della sola pelle litica, quando applicata come sistema di rivestimento in architetture contemporanee che utilizzano i seguenti tre materiali: la pietra serena di Firenzuola (Firenze, Italia), la pietra leccese di Cursi (Lecce, Italia) e la quarzite di Oppdal (Sør-trøndelag, Norvegia). Quindi, sempre limitando l’analisi a un componente edilizio (rivestimento di facciata piuttosto che pavimentazione indoor, etc.), dalla LCA ‘from cradle to gate’ del materiale o del prodotto (le lastre) si passerà, nell’ottica di una valutazione che guarda all’edificio e al suo ciclo di vita, alla LCA ‘gate to grave’, includendo stime in merito alle fasi di fornitura

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LCA Pietra leccese

Fig. 2 Casistica delle fonti da cui sono tratti gli indicatori di impatto ambientale LCA di prodotto

valore specifico

EPD Quarzite Oppdal

Comparto pietra

LCA serena (n°5 aziende) EPD EUROROC (n°10 aziende) valore medio

Ökobaudat Ecoinvent LCA data University of Tennessee set Letteratura scientifica valore mediato

del materiale/messa in opera/gestione manutentiva, escludendo invece energie e consumi della fase di uso (Fig. 1). Le fonti a cui accedere per ricavare gli indicatori ambientali di prodotto, sinteticamente descritte nella tabella che segue (Tab. 1), attualmente possono essere: LCA condotte su specifici prodotti, o su famiglie di prodotto (database riconosciuti come Ecoinvent, Gabi, ELCD — European Life Cycle Database, etc.2), che non necessariamente hanno dato luogo a dichiarazioni del tipo EPD; valutazioni LCA propedeutiche all’ottenimento di dichiarazioni ambientali verificate e certificate da parte indipendente accreditata (EPD) secondo ISO 14025; ed EPD stesse registrate in uno dei 28 EPD programmes (Del Borghi A., 2012; Hunsager A. E. et al., 2014). Con riferimento alle fonti utilizzabili indicate nella tabella 1, la trattazione riportata nei paragrafi di questo capitolo si riferisce a (Fig. 2):

2

Per maggiori approfondimenti si veda Interactive map of LCA databases in UNEP/SETAC Life Cycle Initiative.


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• LCA from cradle to gate da dati primari relativi a una famiglia di prodotti in pietra serena estratta nel comprensorio di Firenzuola e lavorata da sei aziende appartenenti al medesimo comparto produttivo (Pietra serena di Firenzuola)3; • LCA from cradle to gate da dati primari su due prodotti in pietra leccese estratta a Cursi (Lecce) e lavorata in una piccola e media impresa considerata come rappresentativa del contesto produttivo locale (Pietra leccese)4; • indicatori ambientali dedotti da ricerca documentata in letteratura su marmo di Custonaci (Traverso et al., 2010) e marmo di Carrara (Liguori, 2008); • indicatori ambientali ricavati da due specifiche EPD di un produttore norvegese di quarzite di Oppdal in lastre da 12 e 30 mm; • indicatori ambientali ricavati da EPD di filiera, relativa al prodotto medio di più aziende associate a un medesimo comparto produttivo tedesco (associazione tedesca EURO-ROC); • dataset su differenti tipologie di materiali (marmo, granito e ardesia) in banca dati tedesca (Ökobaudat, 2016). La Pietra Serena Quella ch’eglino chiamano pietra serena è quella sorte che trae in azzurrigno o vero tinta di bigio. […] e ne’ monti di Fiesole è bellissima, per esservisi cavato saldezze grandissime di pietre, come veggiamo in tutti gli edifici che sono in Fiorenza fatti da Filippo di Ser Brunellesco, il quale fece cavare tutte le pietre di San Lorenzo e di Santo Spirito et altre infinite che sono in ogni edificio per quella città così la descrive (Vasari, 1550).

L’arenaria dal colore azzurro come il cielo, denominata ‘pietra serena’, è considerata uno fra i più famosi materiali litici pregiati, le cui peculiarità estetiche (uniformità e compattezza della componente materica) e di lavorabilità, la hanno resa uno dei materiali preferiti dai protagonisti della storia dell’arte e dell’architettura, soprattutto del territorio fiorentino. Benvenuto Cellini nel Trattato della Scultura (1565-1567), scrive “Di questa sorte di pietre ce n’è una color d’azzurro, la quale è molto delicata e piacevole da lavorare e da vedere; e i paesani la domandano pietra serena” (Cioppi, E., 2014). L’utilizzo della Pietra Serena come materiale da cui ricavare elementi per realizzazioni architettoniche e ornamenti, ma anche per costruzione, è noto sin dal periodo arcaico […]. 3 Per la pietra serena, la Regione Toscana nell’ambito del DOCUP ha finanziato il Progetto in oggetto denominato TI-POT2 che ha come partner, per il Comparto di Firenzuola, Il Consorzio ‘Le città delle pietre ornamentali’ (capofila), il Dipartimento di ‘Restauro e Conservazione dei Beni Architettonici’ e quello di ‘Tecnologia dell’Architettura e Design Pier Luigi Spadolini’ dell’Ateneo fiorentino, La Comunità Montana del Mugello, il Comune di Firenzuola e le ditte: Berti Sisto & C. Industria Pietra Serena s.r.l., La Borghigiana s.r.l., Il Casone s.p.a., La Pietra serena di Firenzuola s.r.l.,Società Cooperativa Scalpellini Edili e Affini s.r.l. 4 I dati per l’analisi riferita alla pietra leccese sono stati raccolti nell’ambito del lavoro di ricerca dottorale (Masciullo, A., 2016), attraverso analisi sul campo supportate dalla preziosa disponibilità fornita da una azienda locale.

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pagina fronte Veduta parziale della Cappella Pazzi Firenze, piazza Santa Croce (Foto di Sara Benzi)

Esclusivo il legame con la città di Firenze e con i territori limitrofi, la cui connotazione cromatica è determinata dalla unione con l’uso della Pietraforte: tonalità ocracee per i palazzi e le civili abitazioni, colori cerulei per i grandi colonnati e per le vie lastricate (Bastogi M., 2004). Ma è grazie all’ingegno di Filippo Brunelleschi che l’uso della pietra serena divenne elemento basilare dell’architettura della Firenze rinascimentale (Biancalani I., 2016), predominando sulla pietraforte, la più impiegata in epoca medievale (Benzi S., 2010). Storicamente, la pietra serena detta anche ‘macigno’, presente nelle due principali varietà ‘macigno’ o ‘macigno del Chianti’ e ‘arenaria di Monte Modino’, proveniva dai rilievi formati dal Macigno, l’ossatura principale della catena affiorante dalla costa tirrenica all’Appennino tosco-emiliano (Biserni G., 2002). Di età compresa tra l’Oligocene superiore e il Miocene inferiore (30-20 Ma), rappresenta uno dei principali affioramenti di formazione torbiditica — cioè formatasi per deposito di correnti di torbida sottomarine — consistente nell’alternanza di potenti strati arenacei, talora spessi anche decine di metri, con sottili interstrati argillosi o argilloso-siltosi (Monechi S., 2010, Cioppi E., 2014). A partire dall’antichità e fino agli anni Sessanta del Novecento veniva estratta dalle montagne addossate alla conca della città di Firenze, diversificandosi tra nord e sud della città in base alla grana, da più o meno fine: nello specifico, l’arenaria ‘macigno’, a grana medio-grossa, si trovava a sud e ad ovest dell’agglomerato urbano, nelle località di Gonfolina, Carmignano, Montebuoni e Tavarnuzze, la ‘arenaria di Monte Modino’, a grana medio-fine, affiorava invece nelle località settentrionali di Fiesole, Settignano e Vincigliata — Monte Ceceri (Rodolico, 1953). Di aspetto simile (Bastogi, M., 2004), e di medesimo colore, oggi il materiale commercializzato come ‘pietra serena’ proviene dalla formazione marnoso arenacea, depositatasi nel territorio detto della Romagna Toscana e in tutto l’Appennino emiliano e umbro, anche se di fatto oggi è cavato quasi esclusivamente dai rilievi di Firenzuola. Da qui la denominazione di provenienza Firenzuola. La pietra serena di Firenzuola, come la storica ‘pietra di Firenze’, arenaria per eccellenza, facilmente lavorabile, per la sua porosità è facilmente attaccabile da pioggia e gelo, e dunque da utilizzare con prudenza all’esterno (Boeri, 1996), resta ancora oggi un materiale attuale e pregiato, utilizzato in interventi nuovi e nel restauro, in interni e in esterni, in opere di ornato e rivestimenti (Figg. 4-8). Alcuni di essi sono oggetto delle analisi presentate nella sezione casi studio (rif. Cap. 5).


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Scalpellini al lavoro presso le cave di Maiano (Archivio Storico dl Comune di Fiesole, FI306, da Sara Benzi)

pagina a fronte Fig. 3 Fase di estrazione mediante esplosivo della Pietra Serena di Fiorenzuola (FI) (Foto: Casone Group & De Sandre)

Processo di estrazione e di lavorazione della Pietra Serena di Firenzuola La materia prima litica nota come ‘pietra serena’ di Firenzuola è una sedimentaria clastica appartenente alla formazione Marnoso-Arenacea, denominata in petrografia “sand-stone light grey” (UNI EN 12440), viene estratta nello storico comprensorio Brento Sanico di Firenzuola, oggi l’unico comparto industriale che si occupa di pietra serena sul territorio nazionale (Benzi, 2010). Sotto la famiglia delle pietre grigie che prendono il nome di ‘Pietra serena di Firenzuola’, si possono commercializzare prodotti di qualità abbastanza diverse, le cui caratteristiche variano principalmente in base al filone di cava da cui proviene il blocco escavato. Gli strati coltivati nel bacino estrattivo, partendo dal livello più basso dello schema stratigrafico, erano rispettivamente: lo strato ‘Contessa’ e gli strati ‘Masso Grosso’ e ‘Filaretti’, da cui provenivano le relative areniti. Oggi di questi viene estratto solo l’ultimo strato, il ‘Filare’. Durante il periodo di sviluppo dell’analisi LCA (2008-2010) nel comprensorio estrattivo di Firenzuola, a nord del crinale appenninico della provincia di Firenze, si estraevano annualmente circa 120.000 tonnellate di pietra (Torricelli, M.C., 2010), oggi tali quantitativi risultano essere diminuiti. In generale il processo attraverso il quale si ricava il litoide di Firenzuola si suddivide in due macro fasi: coltivazione (in cava) e lavorazione (in stabilimento).


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Il diagramma che segue (Fig. 5) delinea sinteticamente fasi e unità di processo produttivo della pietra serena, dove è indicata la globalità delle attività di filiera e di quelle verso altri cicli produttivi: riciclaggio di scarti e trattamento dei fanghi, di questi, come meglio esplicitato nella sezione che segue, non tutti sono inclusi nell’analisi LCA. La ‘scopertura’ è la prima fase della coltivazione e consiste nella preparazione dell’area di cava, mediante asportazione del cappellaccio (porzione di manto terreno tecnicamente detto cotico agricolo) sino ad arrivare allo strato cosiddetto ‘coltivabile’, con conseguente predisposizione delle aree di stoccaggio, dei banchi di appoggio e degli accessi per il trasporto del materiale utile verso la strada di passaggio a valle. A seguito dell’operazione — solitamente condotta con l’utilizzo di esplosivi — il manto terroso e i detriti marnosi argillosi vengono accantonati per le operazioni di ripristino, mentre il materiale di scarto non più utilizzabile per usi ornamentali viene inviato altrove, per essere

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Fig. 4 Segagione del blocco per l’ottenimento delle lastre

pagina a fronte Fig. 5 Ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola: dalla estrazione in cava alla produzione nello stabilimento

sottoposto a processi di produzione in altre filiere, ad esempio come aggregati per calcestruzzo. Trovata la porzione in cui il materiale è privo di alterazioni, impurità o discontinuità, si procede alla estrazione vera e propria, sempre mediante esplosivo (Fig. 3), a cui segue il trasporto agli stabilimenti di lavorazione. In stabilimento, la fase di lavorazione è suddivisa nelle seguenti unità di processo: • segagione dei blocchi in lastre di spessori variabile. Indicativamente di 2-3 cm per usi come i rivestimenti litici interni o di pavimentazioni, 3-4 cm per sistemi di facciata a colla o con sottostruttura metallica, 5 cm per pavimentazioni carrabili (Fig. 3.7), • lavorazioni superficiali sulle lastre, mediante alterazione dello strato materico. Si tratta di trattamenti meccanici ‘ad urto’ come bocciardatura e spuntatura, oppure di scalfitura mediante fiamma ossidrica (fiammatura) che vengono effettuati sulla lastra ‘grezza’ e non sul prodotto ridotto a misura, per evitare di comprometterne i bordi (Fig. 16), • taglio a misura delle lastre. • Alle precedenti si aggiungono, in funzione della destinazione di impiego o della scelta progettuale, eventuali ulteriori fasi: • trattamenti di finitura superficiale con l’impiego di macchinari dotati di utensili rotanti abrasivi o attraverso il getto di prodotti abrasivi, come sabbia (sabbiatura), polvere abrasiva (levigatura), lucidatura, che a seconda della pressione esercitata sulla


cava

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SCOPERTURA

ESTRAZIONE BLOCCO

PRODUZIONE DETRITI

RIPRISTINO CAVA

stabilimento

TRASPORTO

SEGAGIONE BLOCCHI

RIPRISTINO CAVA

TRATTAMENTI SUPERFICIALI LASTRE PRODUZIONE FANGHI

TAGLIO LASTRE

CHECK & PACKAGING

TRASPORTO

APPLICAZIONI

TRATTAMENTO FANGHI

LAVORAZIONI SUPERFICIALI LASTRA

MATERIA SECONDA PRIMA SCARTI DI PRODUZIONE

FINITURE BORDI

TRASPORTO

TRATTAMENTI PROTETTIVI

TRASPORTO

PRODUZIONE INERTI

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Operazioni preparatorie alla estrazione in cava (Foto: Casone Group & De Sandre

pagina a fronte Fig. 6 Rivestimento in pietra serena dell’Aula Magna, Università Bocconi, Milano Progetto di Grafton Architects. Foto: Casone Group

superficie o della grana abrasiva adottata fanno assumere texture ed effetti cromatici differenti; • finitura perimetrale del bordo (calibratura, costa toro, becco di civetta, etc.); • trattamenti protettivi mediante prodotti chimici (antimacchia, idro-oleorepellenti, anti graffiti, etc.). pagine successive Fig. 7 Rivestimento in grandi lastre di pietra serena ottenuta da banchi di fresa nelle cave di Firenzuola, Decumanus Caffè, Firenze (Mimesi 62)

La incidenza del materiale utilizzabile come pietra rispetto al materiale estratto era del 20% per il Masso Grosso, e del 22% nel caso del Filare, mentre il materiale utilizzabile come inerte è pari a 56% nel caso del Filare, e del 30% nel Masso Grosso. La restante parte (pari al 22% per il Filare e al 50% per il Masso Grosso) costituisce materiale di scarto, per lo più di natura marnosa argillosa, che resta sul posto per futuro ripristino della cava. Le unità di processo di estrazione hanno mediamente una capacità intorno a 5000 ton/anno di pietra utile.


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La materia prima litica Nome tradizionale Pietra serena di Firenzuola DEFINIZIONE PETROGRAFICA SECONDO EN12670 LITARENITE FELDSPATICA (Sedimentary Rocks Classification Charts) DESCRIZIONE/COLORE ARENARIA GRIGIO-AZZURRA Sabbie cementate che variano di compattezza e resistenza secondo la natura del cemento e dei minerali che la costituiscono (Morelli, 2016) DESCRIZIONE MACROSCOPICA LITOTIPO SEDIMENTARIO di colore grigio, a grana media, dall’aspetto omogeneo macchiettato da individui di colore nero e madreperlaceo. La roccia è compatta, con una porosità superficiale variabile.

pagina a fronte Fig. 8 Lastre di rivestimento in pietra serena di Fiorenzuola. (Foto: Casone Group & De Sandre)

DESCRIZIONE MICROSCOPICA (SECONDO EN 12407 ED EN 12670) ARENARIA eterogenea a grana medio-fine (0,1÷0,7 mm). Dal punto di vista dimensionale è moderatamente selezionata e ha tessitura anisotropa per l’isoorientazione dei granuli di forma allungata. La frazione clastica è costituita da litoclasti (60%) olocristallini (magmatici, scisti, marmi) e sedimentari (micritici) e frammenti selciosi; quarzo (35%) monocristallino limpido, localmente con inclusi bollosi e di microcristalli, talora deformato, anche policristallino; i feldspati (5%) sono presenti in pochi individui sia come k-feldspati, sia come plagioclasi albite, generalmente in fase di alterazione. In subordine: muscovite, granati, clorite, biotite, minerali opachi, zirconi, glauconite e rara tormalina. La matrice è scarsa (< 5%, stadio submaturo) e il cemento è calcitico e in subordine argilloso/fillosilicatico. CARATTERISTICHE DEI BLOCCHI E DELLE LASTRE DIMENSIONI DELLE LASTRE SEGATE (IL CASONE, 2017) Larghezza da 250 a 320 cm Altezza da 130 a 180 cm SPESSORI Rivestimenti parietali da 1 cm Pavimentazioni/Slabs da 2 cm DIMENSIONI DEI BLOCCHI I blocchi hanno dimensioni medie di 3,00 x 1,40 x 1,40m La direzione di taglio è al verso LUOGO/PAESE ESTRAZIONE FIRENZUOLA (FIRENZE) — TOSCANA — ITALIA


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CARATTERISTICHE FISICO-MECCANICHE Prove di laboratorio (effettuate sulla pietra grezza)

FILARETTI (VALORI MEDI)

MASSO GROSSO* (VALORI MEDI)

Massa volume apparente (kg/m3)

2519

2580

Coefficiente di imbibizione (%)

2,16

1,72

Resistenza alla compressione allo stato secco (MPa)

106

123

Resistenza alla compressione dopo gelività (MPa)

88

114

Resistenza alla flessione (MPa)

12

16

Coefficiente di dilatazione lineare termica (x 10-6 x°C-1)

11,40

11,66

Resistenza all’urto (J)

81

89

4,6

3,5

Resistenza alla flessione dopo gelività (MPa)

Resistenza all’abrasione (mm) Resistenza all’usura per attrito radente (mm) * Oggi viene estratto unicamente lo strato ‘filare’

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Fig. 9 Fasi di una analisi LCA secondo gli standard serie ISO 14040:2006

LIFE CYCLE ASSESSMENT

Definizione dell’obiettivo e dell’ambito

Analisi dell’inventario e del ciclo di vita

Costruzione dell’inventario (LCI)

Interpretazione del ciclo di vita

LCA ‘from cradle to gate’ della Pietra Serena di Firenzuola Come specificato nella prima parte del capitolo, questa parte illustra una valutazione di sostenibilità ambientale del ciclo di vita (LCA) su lastre di pietra serena prodotte nel distretto di Firenzuola, condotta alla stregua del lavoro UNEP/SETAC (Life Cycle Initiative, 2011) volto a fornire indicazioni e raccomandazioni su come effettuare scelte informate sui prodotti (Making informed choices on products). In linea con quanto esplicitato nella sezione sull’approccio metodologico LCA (Cap. 2), la metodologia LCA applicata al caso studio della pietra serena di Firenzuola si struttura secondo quattro fasi (Fig. 9). Secondo quanto previsto dalla metodica LCA, il primo passo è consistito nella definizione delle ragioni per cui si effettua l’analisi (purpose), degli obiettivi che si intendono raggiungere (goal), dei limiti dell’analisi e del target di riferimento dello studio (scope).


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Ambito (purpose) e obiettivo (goal) è la definizione delle prestazioni ambientali della pietra serena di Firenzuola, nelle due differenti tipologie che venivano commercializzate in passato, ‘Filare’ (il livello più basso dello strato estrattivo) e ‘Masso Grosso’ (di maggiore importanza commerciale), secondo l’approccio ‘from cradle to gate’ con riferimento alle fasi di produzione in lastre e relativa finitura. Oggi il materiale estratto proviene unicamente dallo strato Filare. Esiti di ricerca dimostrano che i processi estrattivi e di lavorazione, progressivamente industrializzati dagli anni ‘60, potrebbero essere resi più sostenibili in particolare in rapporto a lavorazioni di finitura e intervenendo sui processi a valle di riciclaggio dei materiali di scarto e trattamento dei fanghi (Gazi A., 2012; Mendoza J. M. F., 2014; Bai S., 2016). Pertanto, dall’analisi del ciclo di vita dei litoidi del distretto di Firenzuola, attraverso un sistema di Analisi di inventario (Inventory Analysis) riferito alla fase di produzione per le due diverse tipologie di prodotto, si intende individuare quali e quanti siano i processi critici in termini di consumi energetici e/o di potenziali effetti ambientali caratterizzanti il ciclo produttivo dei materiali, al fine di: • evidenziare strategie di miglioramento dei prodotti significative in rapporto alle prestazioni ambientali; • sviluppare strumenti di informazione ambientale a progettisti, imprese e utenti finali sulle prestazioni ambientali di materiali e prodotti lapidei riferiti a soluzioni tecniche di impiego della pietra serena. Riferimenti assunti La valutazione si basa sull’applicazione della Life Cycle Assessment (LCA ambientale), in conformità alle norme delle serie EN ISO 14040:2006 e EN ISO 14044:2006 e, in specifico per quanto riguarda i prodotti edilizi, alla norma UNI EN 15804:2014 ‘Sostenibilità delle costruzioni — Dichiarazioni ambientali di prodotto — Regole chiave di sviluppo per categoria di prodotto’. Lo studio, non contemplando tutte le fasi del ciclo di vita in relazione all’uso in un edificio e alla sua dismissione, si configura pertanto come una LCA cradle to gate (cfr. UNI EN 15804). Il target di riferimento (scope) per questo studio sono state coinvolte cinque aziende produttrici5 (Garzonio et al., 2010; Torricelli, M.C., 2013) che aderivano al comparto di

La Regione Toscana nell’ambito del DOCUP (2008-2009) ha finanziato il Progetto in oggetto denominato TIPOT2 che ha come partner, per il Comparto di Firenzuola, Il Consorzio ‘Le città delle pietre ornamentali’ (capofila), il Dipartimento di ‘Restauro e Conservazione dei Beni Architettonici’ e quello di ‘Tecnologia dell’Architettura e Design Pier Luigi Spadolini’ dell’Ateneo fiorentino, La Comunità Montana del Mugello.

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pagina a fronte Fig. 10 Confini del sistema relativi al ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola: dalla estrazione in cava (A1), al trasporto (A2) nello stabilimento e relativa produzione (A3)

Firenzuola, la cui estrazione annua (105.000 ton di pietra utile), corrispondeva a 90% della pietra utile estratta annualmente nel comparto di Firenzuola. Il livello successivo dell’analisi è la costruzione dell’inventario (Life Cycle Inventory — LCI), che riferita all’ambito del campo delimitato (confini del sistema di analisi), consiste nella raccolta dei dati di processo sotto forma di flussi in entrata e in uscita (IO — Input Output) quindi consumi di risorse, emissioni inquinanti, produzioni di rifiuti, etc. Tali dati sono correlati a un’unità dichiarata (declared unit), che rappresenta il riferimento nell’analisi a livello di prodotto (cfr. 3.3,EN 15804:2014)6. A questa consegue la normalizzazione (in senso matematico) degli input-output e la successiva elaborazione di impatti. Unità dichiarata (declared unit) per i moduli relativi alle fasi di estrazione, di lavorazione primaria (comprensiva di segagione) dei blocchi e di taglio delle lastre grezze per spessori 2-3 cm e 5 cm, la unità a cui si è fatto riferimento nella raccolta dei dati di inventario, nella conseguente normalizzazione e nelle successive elaborazione di impatti è una tonnellata di pietra serena. Confini del sistema (System Boundaries) la perimetrazione che permette di definire quali fasi del ciclo di vita e, dunque, quali processi del ciclo produttivo sono stati inclusi nell’analisi sono graficamente indicati nel diagramma di flusso di Figura 10.

A cui segue Analisi di Inventario (Life Cycle Inventory) I 3 step presi in considerazione per la raccolta dei dati primari per la LCA del processo di produzione della pietra serena (Fig. 10), che prendono la denominazione indicata nella norma UNI EN 15804, consistono in: • Estrazione e lavorazione della materia prima (A1); • Trasporto dalla cava allo stabilimento (A2); • Manifattura nello stabilimento (A3).

6 Si riporta la definizione secondo norma ISO15806: “declared unit — quantity of a constructionproduct for use as a reference unit in an EPD for an environmental declaration based on one or more information modules”.


CONFINI DEL SISTEMA

stabilimento

CONFINI DEL SISTEMA

CONFINI DEL SISTEMA

cava

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SCOPERTURA

ESTRAZIONE BLOCCO

TRASPORTO

SEGAGIONE BLOCCHI

PRODUZIONE DETRITI

A1

RIPRISTINO CAVA

A2

RIPRISTINO CAVA

TRATTAMENTI SUPERFICIALI LASTRE PRODUZIONE FANGHI

TAGLIO LASTRE

CHECK & PACKAGING

TRASPORTO

APPLICAZIONI

TRATTAMENTO FANGHI

LAVORAZIONI SUPERFICIALI LASTRA

MATERIA SECONDA PRIMA SCARTI DI PRODUZIONE

FINITURE BORDI

TRASPORTO

TRATTAMENTI PROTETTIVI

A3

TRASPORTO

PRODUZIONE INERTI

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Tab. 2 Percentuali in volume di materiale litico suddiviso tra estratto-utile-di scarto e detriti prodotti durante le fasi di estrazione delle lastre in pietra serena

A1 — Estrazione e lavorazione della materia prima Dopo aver rimosso lo strato di vegetazione e la parte di pietra inadatta alla creazione di prodotti, la pietra viene estratta utilizzando esplosivo. Segue il distacco dalla parete rocciosa e la relativa movimentazione tramite mezzi a motore alimentati a gas metano. Nello studio LCA le operazioni infrastrutturali della cava relative a questa prima fase preparatoria non sono state computate. Durante questa operazione, per ottenere 1 tonnellata di pietra utile vengono estratte circa 4,5 tonnellate di pietra (pietra utile pari al 22 e al 20%, rispettivamente per Filare e Masso Grosso), producendo la percentuale di rifiuti riportati nella Tabella che segue: Filare

pagina a fronte Fig. 11 Fasi analizzate nella raccolta dati di inventario (LCI) per la produzione del prodotto denominato ‘lastre per rivestimento’

Masso Grosso

Materiale estratto

4,5 ton

4,5 ton

Litoide utile

1 ton (22%)

1 ton (20%)

Materiale inerte

2,5 ton (56%)

1,5 ton (30%)

Materiale di scarto

1 ton (22%)

2,5 ton (50%)

I residui inerti vengono trasportati fuori dall’area di cava e inviati presso altre filiere produttive, mentre il materiale di scarto prodotto in cava (di natura marnosa argillosa), resta in loco per il futuro ripristino della cava. Attività queste che non sono state incluse nella analisi Lca ‘from cradle to gate’ che segue. Trovata la porzione in cui il materiale è privo di alterazioni, impurità o discontinuità, si procede alla estrazione vera e propria, sempre mediante esplosivo, a cui segue il trasporto agli stabilimenti di lavorazione. A2 — Trasporto dalla cava allo stabilimento Dalla cava, i blocchi vengono trasportati nello stabilimento di produzione, su un percorso medio di 12 km con un camion diesel Euro 3. A3 — Produzione La fase di lavorazione in stabilimento si sviluppa attraverso le seguenti attività: • A3.1 — segagione dei blocchi in impianti costituiti da grosse strutture metalliche (telai) entro cui lame d’acciaio parallele (dette mute) effettuano il taglio dei blocchi posizionati all’interno del telaio, ottenendo un numero di lastre in funzione del volume litico sottoposto a segagione e della spaziatura tra le lame, da cui viene determinato lo spessore delle lastre (Acocella, A., 2004). I telai a lame (multilama) dotate di concrezioni diamantate sulla parte inferiore (diamantate), sono alimentati a energia elettrica e irrorati con acqua per refrigerare l’utensile e asportarne i detriti del taglio (Turchetta, S., 2003);


output ciclo di prouzione input

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utilizzo di territorio

SCOPERTURA

rumore

materiali grezzi

ESTRAZIONE BLOCCO

impatto visivo

polveri

energia elettrica

TAGLIO MECCANICO

scarti di cava

combustibile

TRASPORTO

emissioni nell’aria

energia elettrica

SEGAGIONE BLOCCHI

scarti

TAGLIO LASTRE

acqua

TRATTAMENTI & FINITURE

fanghi

• A3.2 — riduzione a misura delle lastre con macchine da taglio (segatrice elettrica) e utensili diamantati. • A3.3 — trasporto interno dei materiali con gru a cavalletto e carrelli. Durante le fasi A3.1 e A3.2 vengono prodotti rifiuti sottoforma di scarti di lavorazione, residui semi-liquidi (fanghi) e acqua residuale delle vasche di sedimentazione dell’impianto di lavorazione. Di questi: • i detriti di lavorazione vengono trasportati presso un impianto di frantumazione (ca. 2 km) per essere poi usati come inerti, • i fanghi sono inviati a trattamento presso un centro specializzato (distanza media 2 km dagli impianti di produzione), unico per tutte aziende del consorzio della Pietra Serena di Firenzuola. Qui il fango, dopo essere fitodepurato viene restituito allo stato secco ed è pronto per essere riportato in cava per il futuro ripristino ambientale, mentre l’acqua residuale, una volta depurata, può essere riusata nel ciclo di produzione in stabilimento; • infine, l’acqua residuale prodotta in lavorazione, mediante decantazione in loco, è reinserita come fonte di approvvigionamento nel processo produttivo. Di queste ultime fasi, nell’analisi LCA sui processi di lavorazione non sono stati inclusi i processi di riciclaggio di scarti di lavorazione e di trattamento delle acque di scarico, mentre è stato compreso il trattamento di recupero dei fanghi di risulta presso il centro specializzato. Dall’analisi è escluso il confezionamento dei prodotti.

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Dalla LCI (Fig. 11) si procede alla definizione dei parametri metodologici, ovvero al modello di caratterizzazione, da cui consegue la determinazione degli indicatori di impatto. Il processo di caratterizzazione consiste nell’assegnare, attraverso i cosiddetti fattori di caratterizzazione (CF) caratteristici del modello adottato, ai flussi elementari del Life Cycle Inventory le categorie di impatto (midpoint categories), come ad esempio potenziale di riscaldamento globale, acidificazione, eutrofizzazione, etc., che, convertite nella stessa unità di misura, determinano la stima dell’impatto (ad esempio in kg CO2 eq nel caso del potenziale di riscaldamento globale). Si prosegue, infine, alla interpretazione dei risultati e in questa fase si può procedere a pesatura. Scelta degli Indicatori di impatto (Impact categories) e del Metodo di caratterizzazione (characterization methods) La valutazione di impatto è stata eseguita, conformemente a UNI EN 15804:2014, per le seguenti categorie base:

Tab. 3 Indicatori di impatto stimati nell’analisi

pagina a fronte Tab. 4 Impatti e consumi di risorse per 1 tonnellata di lastre rifilate a taglio standard con faccia superficiale lavorata

Indicatore

Acronimo

U.M.

Potenziale di riscaldamento globale

GWP

kg CO2 eq

Riduzione dello strato di ozono

ODP

CFC11-eq

Acidificazione potenziale

AP

kg SO2 eq

Eutrofizzazione potenziale

EP

kg PO4 eq

Ossidazione fotochimica

POCP

kg C2H4 eq

Risorse non rinnovabili (fossili)

NRfossil

MJ eq

Mentre la valutazione non è stata svolta per gli indicatori relativi alla Riduzione delle risorse abiotiche elementi e fossili (ADP-elements e ADP-fossil fuels), perché al momento dello svolgimento dello studio l’indicatore e i relativi criteri di caratterizzazione non erano definiti su base normativa e anche nella letteratura scientifica non sono concordi i modelli di caratterizzazione per singoli elementi definiti ‘non rari’ sulla superficie terrestre, come quelli presenti nelle arenarie, nei calcari ecc. (Bengt A., 2006; Guinée J., 2002). I metodi di caratterizzazione utilizzati nel presente studio sono il CML-IA baseline, con set di normalizzazione EU25+3 e, limitatamente alla energia incorporata nel processo di estrazione e produzione, il metodo EPD Draft. Inoltre sono stati forniti i parametri relativi all’uso di energia primaria non rinnovabile (MJ), e agli scarti di produzione sulla base della LCI (Tab. 2).


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Risultati della Analisi di impatto (Impact assessment results) relative a 1 tonnellata di pietra serena in lastre di Firenzuola Tutti gli impatti sono stati attribuiti al processo di estrazione e di produzione della unità di pietra serena utile (1 tonnellata), mentre, in linea con le ‘regole di inclusione’ previste dalle PCR sui Lapidei (IEC 2009) e della UNI EN 15804, non sono stati assegnati gli eventuali impatti relativi ai trattamenti di end of life dovuti agli scarti prodotti in fase di estrazione, in quella di lavorazione, né quelli riciclabili e di quelli trattenuti in loco. Tali scarti sono stati computati come flussi elementari del Life Cycle Inventory in uscita dal sistema analizzato, ai quali, mancando la fase di caratterizzazione, non è associato un impatto ambientale, né è allocato alcun impatto come coprodotti, e quindi sono dichiarati come dato risultante da inventario. Una sintesi degli impatti associati alle emissioni inquinanti e all’uso di risorse (energie) nelle fasi di estrazione e produzione di prodotti in pietra serena di Firenzuola, nelle due tipologie — Filare e Masso Grosso — è mostrata nella tabella che segue (Tab. 4). L’analisi è riferita a 1 ton di lastre tagliate secondo un formato standard e con faccia superficiale lavorata. Categorie di impatto

Unità di misura

Estrazione in Cava + Trasporto Filare

Masso Grosso

Produzione

Totale Filare

Masso Grosso

Potenziale di riscaldamento globale

kg CO2 eq

5,6E+00

6,4E+00

4,6E+01

5,1E+01

5,2E+01

Ossidazione fotochimica

kg C2H4 eq

1,5E-03

1,8E-03

2,2E-03

3,7E-03

4,0E-03

Acidificazione potenziale

kg SO2 eq

2,7E-02

3,2E-02

4,9E-02

7,6E-02

8,0E-02

Eutrofizzazione potenziale

kg PO4--- eq

7,3E-03

8,5E-03

1,4E-02

2,1E-02

2,2E-02

Riduzione dello strato di ozono

kg CFC-11eq

1,1E-05

1,5E-05

3,7E-05

4,8E-05

5,2E-05

Risorse fossili

MJ eq

1,2E+02

1,6E+02

5,8E+02

7,0E+02

7,5E+02

In merito all’interpretazione degli esiti dell’analisi, i valori di impatto tra ‘Filare’ e ‘Masso Grosso’ si differenziano nella fase di estrazione, trattandosi di strati posti a diversa profondità: lo strato Masso Grosso rappresenta lo strato più profondo. Per poter valutare l’incidenza delle diverse fasi del ciclo di vita sull’impatto del prodotto nel suo complesso (considerando cioè i diversi indicatori), si è inoltre fatto riferimento alla nor-

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Fig. 12 Contributo percentuale dei differenti indicatori di impatto normalizzati (metodo CML-IA baseline, set di normalizzazione EU25+3) per una tonnellata di lastre (strato Filare)

pagina a fronte Tab. 5 Valori di impatto normalizzati relativi a 1 tonnellata di lastre di Filare per fasi del ciclo di vita

Riduzione strato di ozono 23% Eutrofizzazione potenziale 34,8% Acidificazione potenziale 35,9% Ossidazione fotochimica 40,9% Potenziale riscald. globale 10,8% 0% 25% 50% 75% 100% Estrazione & Trasporto (A1-A2)

Produzione (A3)

malizzazione dei valori singoli di impatto adottando il set di normalizzazione EU25+3 (Fig. 12). Da una analisi di tali valori di impatto normalizzati emerge che la fase di estrazione incide per l’11% circa sull’impatto totale nel caso del Filare e per il 19% circa nel caso del Masso Grosso. In questa fase, gli indici di GWP (kg CO2 eq) determinati dal consumo di energia non rinnovabile in fase di estrazione risultano contenuti, variando tra l’11 (Filare) e il 12,3 % (Masso Grosso) in termini di kg CO2 e tra il 17% (Filare) e il 21% (Masso grosso) in termini di MJ. Nel caso del Filare, tali valori sono attribuibili per il 55% al trasporto in e dalla cava, per il 28% alle operazioni di scopertura e per il 17% all’estrazione propriamente detta. Mentre, nel caso del Masso Grosso, per il 40% al trasporto in e dalla cava, per il 47% alle operazioni di scopertura e per il 13% all’estrazione propriamente detta. Dunque, sugli impatti prodotti dall’estrazione della pietra serena di Firenzuola (in termini di consumi energetici e potenziale riscaldamento globale) incidono prevalentemente le operazioni correlate, quali il trasporto, e non quella di escavazione, che ha bassi consumi di energia (kWh/tonnellata) rispetto sia a quanto si rileva in altri processi estrattivi di pietre naturali, anche con riferimento a pietre arenarie (The Natural Stone Council, 2008), sia al confronto con altre attività estrattive che utilizzano altre tecniche, quali ad esempio il filo diamantato alimentato da energia elettrica, con uso di sabbia e acqua (Nicoletti et al., 2002)7.
 È doveroso tuttavia osservare che, nell’ottica dell’analisi Life Cyle based, il tema dell’impatto ambientale legato alle differenti tecniche di escavazione resta un ambito 7 Nel caso del marmo ad esempio in fase di estrazione si ha un consumo di ca. 1300 MJ di energia primaria a tonnellata (cfr. Nicoletti G.M. e altri, 2002).


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da investigare con maggiore attenzione, sia nei riguardi dei dati primari riferiti a materiali e attrezzature specifiche del settore, come ad esempio, il filo diamantato o i diversi tipi di esplosivo (Bianco, I., 2016), sia in merito all’integrazione e implementazione degli effetti di tali operazioni nei metodi di analisi e valutazione rispetto a temi specifici quali le emissioni di polveri o il water footprint o l’impatto sul paesaggio. Analizzando, sempre sulla base di dati normalizzati (Tab. 5), le categorie di impatto più rilevanti nelle due rispettive fasi analizzate, estrazione e lavorazione, emergono il Global Warming Potential (Effetto serra) e l’Acidificazione8. Il contributo maggiore a queste categorie di impatto è dato: per la fase di estrazione, dal trasporto dalla cava agli stabilimenti di lavorazione, mentre per la fase di lavorazione, dai consumi di energia elettrica. Fasi del ciclo di vita Indicatore di impatto Potenziale di riscaldamento globale

Estrazione (A1) e Trasporto (A2) GWP

2,9E+13

Produzione (A3) 2,4E+14

Ossidazione fotochimica

POCP

2,6E+06

3,8E+06

Acidificazione potenziale

AP

4,6E+08

8,2E+08

Eutrofizzazione potenziale

EP

1,3E+08

2,5E+08

Riduzione dello strato di ozono

ODP

1,1E+02

3,7E+02

Nelle altre categorie di impatto si ha: • in Eutrofizzazione il contributo della fase di estrazione è pari al 35% per il Filare e 38,6% per il Masso Grosso (di cui 18,5% attribuibile all’esplosivo). Quello della fase di lavorazione (65% per il Filare e 61,4% per il Masso Grosso) dipende invece per il 66% ai consumi elettrici e per il 34% al trasporto interno allo stabilimento; • in Ossidazione fotochimica, la fase più significativa è la lavorazione (ca. il 60%), e la causa principale sono i consumi elettrici; • infine in Potenziale di Distruzione dello strato di Ozono (ODP) l’incidenza del trasporto dalla cava è prevalente in fase di estrazione, mentre in fase di estrazione lo sono i consumi di elettricità. 8 Le stesse categorie rappresentano le categorie di impatto maggiore in quasi tutti i processi di estrazione e lavorazione delle pietre e anche nei processi di produzione delle piastrelle ceramiche (cfr. Corradini D., Ferrari A.M., Settembre D., 2008 ‘Environmental Sustainability based on the Life Cycle Assessment’ Ceramic World Review 77, 110-113.

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La Pietra Leccese Neglette, e quasi molli in ampia massa, le pietre a Lecce crea l’alma Natura: ma poiché son rescise, in loro passa virtute, che le pregia, e che l’indura: mirabili a vederle, ò se vi si lassa scelti lavor la dedala scultura, ò se ne fanno i dorici Architetti gran frontespitij con superbi aspetti (Ascanio Grandi, I fasti sacri, 1635). pagina a fronte Fig. 13 Blocchi e lastre in pietra leccese (Foto di A. Masciullo)

Ai primi posti per la estrazione di sabbia e ghiaia, ambito che rappresenta circa il 61% di tutti i materiali cavati in Italia, la Regione Puglia è al sesto posto per quantità di pietre ornamentali estratte1. Dati recenti sulle attività estrattive in ambito nazionale (Legambiente, 2017) rilevano un numero consistente di cave attive per il territorio pugliese, circa 396 — poco meno della Sicilia (420) e della Lombardia, che è al primo posto con 653 — valore che però non ha la stessa significatività in termini di quantità annue estratte: i volumi, infatti, sono decisamente inferiori rispetto a Sicilia, Provincia Autonoma di Trento, Lazio e Toscana che insieme costituiscono il 53,4% del totale nazionale estratto. La attività estrattiva in Puglia non è diffusa in maniera omogenea in tutto il territorio, ma è circoscritta in quelle aree in cui è concentrata la presenza delle cave, ciascuna caratterizzante una delle tre tipologie di calcare estratto: pietra di Apricena, pietra di Trani e pietra di Lecce (Regione Puglia, 2015). I quattro poli produttivi, da cui provengono i noti litoidi pugliesi, sono: bacino di Apricena, Trani, Lecce e alcune aree, con dimensioni più ristrette, sul territorio di Fasano e Ostuni (Masciullo, 2016). I principali affioramenti di ‘pietra leccese’ si rinvengono, in modo discontinuo, nella parte centro-meridionale del Salento. I due maggiori centri estrattivi sono ubicati nel distretto di Lecce e in quello di Cursi. Nel testo l’attenzione è rivolta all’area di Cursi-Melpignano, considerata dagli autori della Carta Geologica d’Italia2, insieme a quella di Lecce, come area-tipo storica della successione sedimentaria a cui ufficialmente appartiene il litoide ‘pietra leccese’3 (Bossio et al., 2005).

1 Nello specifico, le quantità annue estratte in metri cubi in Puglia sono ca. 377.000 m3, in Sicilia 1.208.000, nella Provincia Autonoma di Trento 847.33, nel Lazio 536.000 ca., e infine in Toscana 531.800 ca. Per un approfondimento sul tema si veda: Legambiente (2017), p. 19. 2 “L’ utilizzo storico e generalizzato del nome Pietra leccese è stato recepito dagli operatori della nuova edizione della Carta Geologica d’Italia alla scala 1:100.000 (Largaiolli et al., 1969; Rossi, 1969a, b; Martinis, 1970), […], anche se la formazione non era mai stata ufficialmente formalizzata secondo i canoni della moderna stratigrafia”, in Bossio (2005). 3 Dati di letteratura rivelano che nella Penisola Salentina esiste una diversificata nomenclatura che caratterizza i materiali litici coltivati e che, nonostante le numerose informazioni sulle proprietà fisiche e meccaniche delle varietà estratte, non consente di definire in maniera univoca le differenti litologie.


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Fig. 14 Cava di Pietra Leccese a Cursi (LE). (Foto di A. Masciullo)

pagina a fronte Taglio a misura delle lastre di rivestimento

Il processo di estrazione e di lavorazione della Pietra Leccese Estratta nel bacino di Lecce, nell’area a est della città di Maglie, tra le località di Corigliano, Cursi, Maglie e Melpignano, la pietra leccese presenta varietà cromatiche dipendenti dalla profondità di scavo e dal luogo di approvvigionamento, essendo tali aree geograficamente vicine ma con stratigrafie non omogenee tra loro. Le cave di pietra Leccese sono a cielo aperto, la morfologia di coltivazione attualmente più diffusa sul territorio pugliese, che con l’avanzamento tecnologico di mezzi e macchinari ha sostituito la tecnica di estrazione che avveniva in sottosuolo in cave ipogee, praticata fino agli anni Ottanta. La tipologia di cava, un tempo a gradoni, oggi è a fossa, ovvero la estrazione avviene realizzando lo “sbasso graduale della superficie orizzontale del suolo mediante grandi trincee a gradoni scavati in successione” (Acocella, 2004). Se in passato e fino a tutti gli anni ‘50 questi giacimenti non risultavano eccessivamente profondi, arrivando a quote di 10-15 metri circa, oggi vengono sfruttati per intero, utilizzando tutti gli strati utili di materiale: dallo sbancamento del primo strato di materiale (da 0 a 2 metri, detto mazzara, non utilizzabile ai fini commerciali) fino a -30 metri, dove il materiale si presenta con le sue caratteristiche migliori.


I banchi calcarei superficiali, più morbidi, sono utilizzati per la pietra destinata alla realizzazione di sculture e decorazioni; dai banchi profondi, dove la pietra è più dura, si estrae invece il materiale da impiegare in edilizia. In linea con le impostazioni tipiche di una analisi LCA di processo produttivo, meglio detto ‘from cradle to gate’, il processo di lavorazione considerato concerne le seguenti macrofasi principali: • estrazione in cava (lastre e chianche), • lavorazione in cava delle chianche e/o trasporto delle lastre dalla cava allo stabilimento, • operazioni di taglio, finitura e confezionamento in stabilimento. In cava, la fase di estrazione avviene rimuovendo lo strato di terreno vegetale con l’ausilio di escavatori e pale meccaniche gommate e cingolate, a cui segue lo ‘sbancamento’, ovvero la eliminazione della parte superiore del banco chiamato ‘cappellaccio’, costituito essenzialmente dal primo strato della roccia madre. La durezza di quest’ultimo strato determina l’utilizzo o meno dell’esplosivo: una roccia non eccessivamente dura, come quella analizzata, può essere estratta impiegando esclusivamente le pale cingolate, alimentate a energia elettrica. Proseguendo si ha il ‘livellamento’, operazione che viene effettuata con l’ausilio di macchine elettriche da taglio, quali la scalzatrice e la intestatrice. Nello specifico:


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pagina a fronte Fig. 15 Ciclo di produzione (cava e stabilimento) delle due tipologie di prodotti in pietra leccese di Cursi: chianche (sinistra) e lastre da rivestimento (destra)

• la intestatrice, muovendosi su binari posti su tutta la lunghezza della cava, ha la funzione, attraverso un triplo passaggio, di tracciare sul fronte cava delle linee parallele profonde circa 25 cm, a cui seguono delle incavature effettuate in senso perpendicolare alle linee tracciate in precedenza; • dopo aver definito, con l’ausilio di picconi e mannaie, un’adeguata area di lavoro (solitamente una cavità quadrata di lato 75 cm e 28 cm di profondità), la scalzatrice ha il compito di tagliare la pietra in senso orizzontale, creando la cosiddetta trincea, ovvero un gradino che permetterà alle macchine di potersi muovere e operare su tutta la lunghezza della cava e ottenere, laddove la pietra si presenti compatta ed uniforme, la prima linea di blocchi tagliati secondo le dimensioni prestabilite. Eseguita la predisposizione del piano di scavo, si procede alla incisione del piano di scavo con solchi paralleli, mediante una sega a disco verticale dentato, a cui segue la squadratura vera e propria dei blocchi, e infine il loro distacco con l’ausilio di seghe elettromeccaniche, i cui tagli in senso verticale definiscono le dimensioni dei blocchi, e quelli orizzontali il distacco degli stessi dal pavimento di cava. Le tre tipologie di blocco che ne derivano sono: blocco piccolo (dimensioni ca. 50-200x37-50x27 cm), medio (50-100x60x200 cm,) e grande (200-300x130x130 cm). La materia litica La Pietra leccese, formatasi nel corso del Miocene, comprende vari litotipi conosciuti e impiegati sin dall’antichità come pietre da costruzione e ornamentali (Laviano, R. 2006). Geologicamente si tratta di una calcarenite marnosa, organogena, ricca di fossili marini (Mola, 2017) di colore variabile dal bianco-giallastro al giallo-verdastro, che con il tempo assume tonalità ambrate, dalla cui successione stratigrafica si distinguono differenti varietà litologiche con caratteristiche fisico-meccaniche, struttura e colore, alquanto differenti: ‘rudite fosfatica’, ‘calcarenite’ tipo ‘pietra leccese’, e ‘calcarenite glauconitico-fosfatica’ (Zezza, 1974a, 1974b). Detta anche ‘pietra gentile’, per la sua plasmabilità e facilità di lavorazione, da sempre trova grande impiego in tutta la regione ‘tanto nelle singolari fabbriche rustiche, quanto nell’edilizia e nell’architettura delle città’ (Rodolico, 1946) la cui ‘presenza diffusa e onnipresente rende caratteristica ed unica questa lingua di terra protesa e allungata nel cuore del Mediterraneo’ (Acocella, 2005).


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SCOPERTURA

RIPRISTINO CAVA

PRODUZIONE DETRITI

TAGLIO MECCANICO

TRASPORTO

SEGAGIONE BLOCCHI

TAGLIO CHIANCHE

CHECK & PACKAGING

TRASPORTO

APPLICAZIONI

PRODUZIONE FANGHI

TRATTAMENTI SUPERFICIALI LASTRE

MATERIA SECONDA PRIMA

FINITURE BORDI

TRATTAMENTI PROTETTIVI

CHECK & PACKAGING

TRASPORTO

TRATTAMENTO FANGHI

TAGLIO LASTRE CONFINI DEL SISTEMA

cava

SEGAGIONE BLOCCHI

CONFINI DEL SISTEMA

stabilimento

CONFINI DEL SISTEMA

ESTRAZIONE BLOCCO

RIPRISTINO CAVA

PRODUZIONE INERTI

SCARTI DI PRODUZIONE

TRASPORTO

TRASPORTO APPLICAZIONI


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Nome tradizionale Pietra Leccese DEFINIZIONE PETROGRAFICA SECONDO EN12670 CALCARENITE MARNOSA DESCRIZIONE/COLORE PIETRA CALCAREA, organogena, di colore variabile dal bianco-giallastro al giallo-verdastro DESCRIZIONE MACROSCOPICA All’analisi macroscopica si presenta come un SEDIMENTO CARBONATICO in genere fine e di colore prevalentemente avana (con tonalità da chiare fino a bruno-tabacco o verdastre), privo di stratificazione o mal stratificato in banchi, con dispersi rari o rarissimi macrofossili a luoghi concentrati in livelli (Margiotta). DESCRIZIONE MICROSCOPICA Della famiglia delle calcareniti mioceniche è costituita da sabbie di rocce calcaree ed elementi di origine organica, quali scheletri di mammiferi, frammenti di coralli e diversi animali marini microscopici immersi in un cemento calcitico. CARATTERISTICHE DEI BLOCCHI E DELLE LASTRE DIMENSIONI DEI BLOCCHI Le tipologie di blocchi estratti si distinguono in piccolo (dimensioni ca. 50x40x30 cm), medio (50 100x70x200 cm) e grande (130x130x200-300) (Pi.Mar 2016) DIMENSIONI DELLE LASTRE PER RIVESTIMENTI E PAVIMENTAZIONI

25x49 pagina a fronte Fig. 16 Finitura dei bordi delle lastre di rivestimento di pietra serena (Foto: Casone Group & De Sandre)

35x35


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LUOGO/PAESE ESTRAZIONE CURSI (LECCE) — PUGLIA — ITALIA

CARATTERISTICHE FISICO-MECCANICHE

Pietra Leccese

Massa volume apparente (kg/m )

1634

Coefficiente di imbibizione [g/(m2xs0,5)]

86

Coefficiente di compattezza

0,636

Coefficiente di porosità

32,6%

Resistenza alla compressione allo stato secco (MPa)

25,1

Resistenza alla compressione dopo gelività (MPa)

24,7

Resistenza alla flessione (MPa)

4

Resistenza alla flessione dopo gelività (MPa)

3,3

Coefficiente di dilatazione lineare termica m (m x °C)

2,86

Resistenza all’urto (J)

0,94 Kg/cm2

Resistenza all’usura per attrito radente (mm)

2,70 Kg/cm2

3

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Profilo ambientale LCA ‘from cradle to gate’ della Pietra Leccese di Cursi La metodologia LCA applicata al caso studio della pietra leccese di Cursi, in analogia con il precedente caso studio (pietra serena), mira a valutare l’impatto ambientale di prodotti litici di Cursi per opere da costruzione, durante il loro ciclo di produzione. pagina a fronte Fig. 17 Confini del sistema relativi al ciclo di produzione della pietra leccese di Cursi: dalla estrazione in cava (A1), al trasporto (A2) nello stabilimento e relativa produzione (A3)

• Ambito (purpose) e obiettivo (goal) è la definizione delle prestazioni ambientali della pietra leccese di Cursi, secondo l’approccio ‘from cradle to gate’, nelle due differenti tipologie commerciali di prodotto: lastre per rivestimento e chianche. Queste ultime sono prodotti tradizionali usualmente utilizzati per le coperture delle ‘lammie’, le terrazze.

Lastre per rivestimento (ca. 25x49 cm)

Chianche (ca. 37x51 cm)

Lastre per pavimentazione (ca. 35x4 9 cm)

• Riferimenti assunti. La LCA ‘from cradle to gate’, è stata condotta assumendo con riferimento la norma europea UNI EN 15804:2014 ‘Sostenibilità delle costruzioni — Dichiarazioni ambientali di prodotto — Regole chiave di sviluppo per categoria di prodotto’ e la PCR (Product Category Rules) specifica “Marble or other calcareous stone, granite, sandstone and monumental or building stone”(2009)4. • Il target di riferimento (scope) Il lavoro LCA si basa su dati primari raccolti, nell’ambito di una tesi di dottorato (Masciullo, 2016), presso una azienda di estrazione e lavorazione della pietra leccese, con cave a Cursi (Lecce). 4 Marble or other calcareous stone, granite, sandstone and monumental or building stone — 2009, sviluppate da CET SERVIZI R&S di Isea (TN).


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SCOPERTURA

RIPRISTINO CAVA

PRODUZIONE DETRITI

TAGLIO MECCANICO

TRASPORTO

A2

TAGLIO CHIANCHE

TRASPORTO

APPLICAZIONI

TRASPORTO

TRATTAMENTO FANGHI

TAGLIO LASTRE

A1 CHECK & PACKAGING

PRODUZIONE FANGHI

SEGAGIONE BLOCCHI

CONFINI DEL SISTEMA

cava

SEGAGIONE BLOCCHI

CONFINI DEL SISTEMA

stabilimento

CONFINI DEL SISTEMA

ESTRAZIONE BLOCCO

TRATTAMENTI SUPERFICIALI LASTRE

MATERIA SECONDA PRIMA

FINITURE BORDI

RIPRISTINO CAVA

PRODUZIONE INERTI

TRATTAMENTI PROTETTIVI

SCARTI DI PRODUZIONE

TRASPORTO

A3 CHECK & PACKAGING

TRASPORTO APPLICAZIONI


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pagina a fronte Fig. 18 Fasi analizzate nella raccolta dati di inventario (LCI) per la produzione del prodotto denominato ‘chianca’

La seconda fase, quella della definizione dell’analisi dell’inventario, considera: • Unità dichiarata (declared unit) Per i moduli relativi alle fasi di estrazione e di lavorazione primaria (comprensiva di segagione dei blocchi e taglio delle lastre grezze per spessori compresi tra 2 e 4 cm per le lastre, e 3,5 e 5 cm per le chianche) la unità a cui è riferita la raccolta dei dati di inventario (Life Cycle Inventory), la conseguente normalizzazione e le successive elaborazione di impatti è una tonnellata di pietra leccese. • Confini del sistema (System Boundaries) la definizione dei limiti entro cui è condotta la analisi e, dunque, l’inquadramento dei processi inclusi nell’analisi LCA, sono contenuti nel diagramma di flusso di Figura 15 e 17. Conseguentemente Analisi di Inventario (Life Cycle Inventory) I 3 step presi in considerazione nella raccolta dei dati primari per la LCA del processo di produzione di lastre finite da rivestimento e chianche, secondo la denominazione indicata nella norma UNI EN 15804, consistono in (Fig. 17): • Estrazione e lavorazione della materia prima in cava (A1), • Trasporto dalla cava al produttore (A2), • Produzione in stabilimento (A3).

Tab. 6 Tipologia e percentuali in peso di materiale estratto-utile e dei rifiuti prodotti durante la fasiedi estrazione delle lastre in pietra leccese (0,35×0,49×0,02 m)

Dati specifici LCI A1 — Estrazione e lavorazione della materia prima Tolto lo strato di vegetazione e la porzione di pietra non idonea per la realizzazione dei prodotti, la pietra Leccese viene estratta tramite macchine tagliablocchi, alimentate ad energia elettrica, da cui si ricavano: blocchi piccoli (50x40x30 cm), blocchi medi (50-100x70x200 cm) e blocchi grandi (130x130x200-300 cm). Durante questa operazione, per produrre 1 tonnellata di pietra utile vengono estratte circa 2,3 tonnellate di materiale, producendo gli scarti di cui alla Tabella 6, che rimarranno sul posto per riempire la cava quando verrà dismessa. Fase di estrazione Materiale estratto

Chianche

Lastre 35x49x2

Lastre 25x49x2

2,3 ton

2,3 ton

2,3 ton

Litoide utile

1 ton (44%)

1 ton (43,4%)

1 ton (43,4%)

Materiale di scarto

2,07 ton (56%)

2,49 ton (30%)

2,33 ton (30%)


output ciclo di prouzione input

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utilizzo di territorio

SCOPERTURA

rumore

materiali grezzi

ESTRAZIONE BLOCCO

impatto visivo

energia elettrica

SEGAGIONE BLOCCHI

polveri

TAGLIO CHIANCHE

scarti di cava

Dopo il taglio alcuni dei blocchi piccoli restano in cava per essere trasformati in chianche, attraverso segatura/taglio su un bancale semiautomatico a più lame parallele oscillanti. Per ogni blocco si ottengono mediamente cinque o sei lastre del formato 50×35 cm, che sono così pronte per l’imballaggio (Fig. 18). A2 — Trasporto dalla cava allo stabilimento Dalla cava gli altri blocchi vengono trasportati nello stabilimento di produzione, dove inizia la fase di lavorazione (percorso medio di 3 km con un camion diesel Euro 3). A3 — Produzione In stabilimento (Fig. 17), con l’ausilio di macchine alimentate a energia elettrica e acqua, per raffreddare le lame e abbattere le polveri, la lavorazione segue le seguenti fasi: • segagione dei blocchi in lastre mediante tagliablocchi, • taglio dimensionale delle lastre, • finitura perimetrale e/o superficiale. Gli scarti (Tab. 7) di tipologia semi-liquida (fanghi) in questa fase vengono raccolti in vasche, e poi fitodepurati, mentre quelli secchi, in parte vengono riportati in cava per il riempimento delle stesse, in parte smaltiti presso i rispettivi centri di trattamento.

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Fig. 19 Fasi analizzate nella raccolta dati di inventario (LCI) per la produzione del prodotto denominato ‘lastre per rivestimento’ Tab. 7 Percentuali in volume di materiale litico suddiviso tra estratto, utile, di scarto e detriti prodotti durante le fasi di lavorazione delle lastre in pietra leccese (0,35×0,49×0,02 m) Tab. 8 Indicatori di impatto stimati nell’analisi LCA di 1 tonnellata di prodotti in pietra leccese

pagina a fronte Tab. 9 Indicatori di impatto e consumo di risorse del processo di estrazione e lavorazione della le lastre pietra leccese di Cursi riferiti all’unità dichiarata di 1 tonnellata di lastre di rivestimento finite (valori medi per lastre di 0,250,35×0,49×0,02 m)

ciclo di prouzione

input

lca natural stone • elisabetta palumbo

output

90

utilizzo di territorio

materiali grezzi

SCOPERTURA

ESTRAZIONE BLOCCO

rumore

impatto visivo

energia elettrica

polveri

energia elettrica

combustibile

TAGLIO MECCANICO

TRASPORTO

scarti di cava

SEGAGIONE BLOCCHI

emissioni nell’aria

acqua

TRATTAMENTI & FINITURE

TAGLIO LASTRE

scarti

fanghi

Lavorazione Chianche 37x51x4

Lastre 35x49x2

Lastre 25x49x2

Materiale estratto

1,49 ton

0,130 ton

0,05 ton

Fanghi

-

0,78 ton

0,82 ton

Scelta degli Indicatori di impatto (Impact categories) e del Metodo di caratterizzazione (characterization methods) La valutazione di impatto LCA, conformemente a UNI EN 15804:2014, restituisce i risultati per le seguenti categorie base: Indicatore

Acronimo

U.M.

Potenziale di riscaldamento globale

GWP

kg CO2 eq

Riduzione dello strato di ozono

ODP

kg CFC11-eq

Acidificazione potenziale

AP

kg SO2 eq

Eutrofizzazione potenziale

EP

kg PO4 eq

Ossidazione fotochimica

POCP

kg C2H4 eq

Risorse non rinnovabili (fossili)

NRfossil

MJ eq


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La valutazione, invece, non è stata svolta per gli indicatori relativi alla Riduzione delle risorse abiotiche elementi e fossili (ADP-elements e ADP-fossil fuels), perché al momento dello svolgimento dello studio l’indicatore e i relativi criteri di caratterizzazione non erano definiti su base normativa e anche nella letteratura scientifica non sono concordi i modelli di caratterizzazione per singoli elementi ‘non rari’ sulla superficie terrestre, come quelli presenti nelle arenarie, i calcari ecc. (Bengt A., 2006, Guinée J., 2002). Il metodo di caratterizzazione a cui sono riferiti gli esiti delle analisi che seguono è il CMLIA baseline, e, limitatamente alla energia incorporata nel processo di estrazione e produzione, il metodo EPD Draft. Inoltre, sono forniti i parametri relativi all’uso di energia primaria non rinnovabile (MJ) e agli scarti di produzione, sulla base della LCI (Tabb. 6 e 7). Gli impatti ambientali: interpretazione e valutazione Gli indicatori di impatto relativi alle fasi di estrazione (A1), trasporto (A2) e Produzione (A3) dei prodotti da rivestimento — lastre e chianche — in pietra leccese di Cursi sono riportati nella Tabella 9 seguente, riferiti a 1 tonnellata di lastre di rivestimento (come media delle consuete dimensioni commerciali 0,25-0,35 × 0,49 × 0,02 m) e associati alle relative emissioni inquinanti (in aria, acqua e nel suolo) e consumi di combustibili, energia e acqua. Categorie di impatto

Unità di misura

Potenziale di riscaldamento globale

kg CO2 eq

Ossidazione fotochimica Acidificazione potenziale

Estrazione in Cava + Trasporto

Produzione

Totale

6,6E+00

7,0E+01

7,6E+01

kg C2H4 eq

3,2E-04

3,3E-03

3,6E-03

kg SO2 eq

7,4E-03

7,4E-02

8,1E-02

Eutrofizzazione potenziale

kg PO4--- eq

2,1E-03

2,1E-02

2,3E-02

Riduzione dello strato di ozono

kg CFC-11 eq

5,2E-06

5,6E-05

6,1E-05

Risorse fossili

MJ eq

8,3E+01

8,8E+02

9,7E+02

Adottando il set di normalizzazione EU25+3, si è quindi determinata l’incidenza delle diverse fasi rispetto all’impatto globale del processo, in relazione agli indicatori che lo misurano. Dall’analisi condotta sui valori normalizzati risulta evidente la maggiore incidenza della fase di lavorazione (A3).

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Fig. 20 Contributo percentuale dei differenti indicatori di impatto normalizzati (metodo CMLIA baseline, set di normalizzazione EU25+3) per una tonnellata di lastre da rivestimento in pietra leccese

Gli indicatori di impatto evidenziano il peso relativo della fase di estrazione compreso fra 8,5 % (riduzione strato di ozono) e 9,1% (acidificazione ed eutrofizzazione), associabili ai consumi energetici in cava. Per la fase di lavorazione, come facilmente intuibile, la rettificazione nelle due direzioni e le operazioni di trattamento superficiali generano rilevanti consumi energetici e conseguenti impatti, quantificati fra il 90 (acidificazione ed eutrofizzazione) e il 91,5 % (riduzione dello strato di ozono) del totale. In ragione della breve distanza percorsa, l’apporto dovuto al trasporto risulta invece essere irrilevante. I valori di impatto per 1 tonnellata di chianche, valori medi per lastre di 0,37 × 0,51 × 0,04 m, sono specificati nella Tabella 11.

Riduzione strato di ozono Eutrofizzazione potenziale Acidificazione potenziale Ossidazione fotochimica Potenziale riscald. globale 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Estrazione & Trasporto (A1-A2)

Lavorazione (A3)

Tab. 10 Valori di impatto normalizzati relativi a 1 tonnellata di lastre di pietra leccese per fasi del ciclo di vita

Fasi del ciclo di vita Indicatore di impatto Potenziale di riscaldamento globale

Estrazione (A1) e Trasporto (A2) GWP

3,4E+13

Produzione (A3) 3,6E+14

Ossidazione fotochimica

POCP

5,5E+05

5,7E+06

Acidificazione potenziale

AP

1,2E+08

1,2E+09

Eutrofizzazione potenziale

EP

3,8E+07

3,8E+08

Riduzione dello strato di ozono

ODP

5,3E+01

5,7E+02

La essenzialità che caratterizza il processo produttivo delle chianche (Fig. 17), che avviene nella cava stessa, si rispecchia nei ridotti valori di impatto. In effetti, gli indici incidono quasi parimenti su tutte le categorie di impatto in entrambe le macro fasi:


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lca natural stone • elisabetta palumbo

estrazione e lavorazione i cui contributi oscillano tra il 48 e il 52,3% una volta normalizzati i dati (set di normalizzazione EU25+3 di CML-IA baseline). Anche qui, come già nel caso della pietra serena esaminato in precedenza e in altri documentai in letteratura (par. 4), si evidenzia che sono le fasi produttive maggiormente energivore ad incidere maggiormente sugli impatti ambientali.

Tab. 11 Indicatori di impatto e consumo di risorse del processo di estrazione e lavorazione della le lastre pietra leccese di Cursi riferiti all’unità dichiarata di 1 tonnellata di chianche

Categorie di impatto

Unità di misura

Estrazione in Cava + Trasporto

Produzione

Totale

Potenziale di riscaldamento globale

kg CO2 eq

5,5E+00

5,8E+00

1,1E+01

Ossidazione fotochimica

kg C2H4 eq

3,0E-04

2,8E-04

5,7E-04

Acidificazione potenziale

kg SO2 eq

6,2E-03

6,2E-03

1,2E-02

Eutrofizzazione potenziale

kg PO4--- eq

1,8E-03

1,7E-03

3,5E-03

Riduzione dello strato di ozono

kg CFC-11 eq

4,3E-06

4,7E-06

8,9E-06

Risorse fossili

MJ eq

7,3E+01

7,4E+01

1,5E+02

Tab. 12 Valori di impatto normalizzati relativi a 1 tonnellata di chianche per fasi del ciclo di vita

Fig. 21 Contributo percentuale dei differenti indicatori di impatto normalizzati (metodo CMLIA baseline, set di normalizzazione EU25+3) per una tonnellata di chianche

Fasi del ciclo di vita Indicatore di impatto

Estrazione (A1) e Trasporto (A2)

Produzione (A3)

Potenziale di riscaldamento globale

GWP

3,4E+13

3,6E+14

Ossidazione fotochimica

POCP

5,5E+05

5,7E+06

Acidificazione potenziale

AP

1,2E+08

1,2E+09

Eutrofizzazione potenziale

EP

3,8E+07

3,8E+08

Riduzione dello strato di ozono

ODP

5,3E+01

5,7E+02

Riduzione strato di ozono Eutrofizzazione potenziale Acidificazione potenziale Ossidazione fotochimica Potenziale riscald. globale

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Estrazione & Trasporto (A1-A2)

Lavorazione (A3)


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Panorama della letteratura scientifica sulla LCA dei materiali litici


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panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici •

Cava di estrazione della quarzite di Oppdal, Norvegia. (Foto di Minera Skifer)

Premessa Gli studi condotti per documentare gli impatti ambientali di materiali e prodotti del settore delle costruzioni attraverso un approccio Life Cycle, sensibilmente aumentati negli ultimi dieci anni, hanno investito anche l’ambito dei materiali litici, seppure in misura ancora esigua (Hammond, G.P., 2008a). Un panorama degli studi realizzati in tale ambito può essere tracciato a partire da una accurata ricerca sull’energia incorporata nei materiali litici (Chishna et al., 2011), che permette di classificarli in base ai seguenti criteri (Tab. 1): • tipologia di materiale analizzato; • paese di provenienza e anno; • confini del sistema; • valori degli indicatori di impatto ambientale ‘energia inglobata’ (MJ) e ‘impronta di carbonio’ (kg CO2). L’obiettivo di tale analisi non è tanto quello di rendere comparabili i dati di impatto definiti negli studi, né di fotografare tutti i set di indicatori LCA ricavati, ma piuttosto di far emergere le linee evolutive che l’ambito dei materiali litici sta assumendo rispetto al tema della sostenibilità ambientale secondo l’approccio Life Cycle. La difficoltà di rendere comparabili i casi studio presenti in letteratura consegue dal fatto che, almeno fino al 2008, le analisi seguivano un approccio meno standardizzato rispetto a ciò che accade oggi. A testimonianza di questo, nella Tabella 1 rielaborata da Chishna et al. (2011), tali discrepanze appaiono evidenti, sia come definizione dei limiti entro cui sono effettuate le analisi e delle fasi del processo prese in considerazione (system boundaries), sia rispetto agli standard a cui si fa riferimento. Mentre la limitazione a soli due indici del set di indicatori LCA consegue dalla analisi dei casi studio analizzati, in cui, come risulterà in seguito, la maggior parte di essi, soprattutto quelli meno recenti, focalizzavano l’attenzione solo su questi. Una trattazione più dettagliata degli indicatori completi LCA, specialmente negli studi riferiti a litoidi italiani conclude questo approfondimento.


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Tab. 1 Comparazione tra valori di embodied energy (MJ) e embodied carbon (kgCO2) di studi condotti su materiali litici (rielaborata e ampliata da Chishna et al., 2011)

N.

Fonte (anno)

Paese

Tipo di litoide

1

Alcorn (2003)

Nuova Zelanda

Generico

2

Alshboul e Alzoubi (2008)

Giordania

Generico

3

Venkitachalam (2008)

Scozia

Arenaria

University of Tennessee (2008a) 4

University of Tennessee (2008b)

Granito Stati Uniti

University of Tennessee (2008c)

Ardesia Calcare Generico Granito Calcare

5

University of Bath ICE (2008b)

Regno Unito

Marmo Marmo (lastre rivestimento) Scisto Ardesia

Arenaria

6

Crishna et al. (2011)

Regno Unito Granito

Ardesia

7

Gazi et al. (2012)

Grecia

Marmo (lastre rivestimento)


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

Embodied Energy (MJ/kg)

Embodied Carbon (kgCO2/kg)

Confini del sistema e Livello analisi LCA

0.656

n/a

Cradle-­to-­grave

0.309

n/a

Cradle-­to-­site

0.122

0.0095

Cradle-­to-­site

5.908

0.62

Cradle-­to-­gate

0.208

0.028

Cradle-­to-­gate

0.964

0.105

Cradle-­to-­gate

1.0

0.056

0.1-­13.9

0.006-­0.78

0.30

0.017

2.00

0.112

3.33

0.187

0.03

0.002

0.1-­1.0

0.006-­0.056

-

0.064

Cradle-­to-­gate

-

0.077

Cradle to site (in UK)

-

0.134

Cradle to site (da Spagna-Scozia)

-

0.312

Cradle to site (da India-­Scozia)

Cradle-­to-­gate

-

0.504

Cradle to site (da Cina-Scozia)

-

0.093

Cradle-­to-­gate

-

0.158

Cradle to site (nel Regno Unito)

-

0.161

Cradle to site (da Spagna-Scozia)

-

0.188

Cradle to site (da Polonia-Scozia)

-

0.336

Cradle to site (da India-Scozia)

-

0.415

Cradle to site (da Cina-Scozia)

-

0.232

Cradle-­to-­gate

-

0.297

Cradle to site (nel Regno Unito)

-

0.318

Cradle to site (da Spagna-Scozia)

-

0.568

Cradle to site (da Cina-Scozia)

-

0.16*

Cradle-­to-­gate

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pagina a fronte Tab. 2 Definizione dei confini del sistema e standard di riferimento assunti nelle analisi (rielaborata da Chishna et al., 2010)

Analisi LCA dei materiali litici in ambito internazionale Stando a quanto riportato da una prima analisi condotta da alcuni ricercatori della Heriot-Watt University (Chishna et al., 2011), i primi studi LCA condotti sul settore della pietra naturale sono stati sviluppati tra il 1998 e il 2008 (punti 1-5 di Tab. 1), interessando cinque differenti contesti territoriali e focalizzando l’attenzione su due principali indicatori di impatto ambientale, ‘Embodied energy’ (MJ) e ‘Embodied carbon’ (kgCO2). Le primissime pubblicazioni sui coefficienti di energia incorporata prima (1998), e di CO2 poi (2001), non sono riferite specificatamente al settore delle pietre naturali, ma relative all’ampia gamma di materiali da costruzione, e sono state sviluppate in Nuova Zelanda dalla Buildings Research Association (Alcorn, 1998; 2001; 2003). Sempre con riferimento agli ambiti non specificatamente propri del settore litico, una ricerca di riferimento è quella condotta dal team Sustainable Energy Research della Università di Bath (Hammond and Jones, 2008a; 2008b), nota come banca dati ICE (Inventory of Carbon and Energy). Tra i numerosi materiali che compongono la banca dati troviamo anche famiglie di materiali litici (marmi, calcari, scisti, etc), due dei quali (granito e ardesia) assumono valori non ben identificabili, poiché variano in un intervallo molto ampio (es. la energia inglobata nel granito è compresa tra 0,1 e 13,9 MJ/kg). A seguire, i due studi condotti in ambito extra europeo (Alshboul e Alzoubi, 2008; University of Tennessee, 2008a, 2008b, 2008c), entrambi relativi allo stesso arco temporale (2008), riferiscono invece le valutazioni a specifici contesti territoriali, rispettivamente al contesto arabo (Giordania), prendendo tuttavia in considerazione un materiale generico, e a quello statunitense. In quest’ultimo caso, si tratta di uno studio LCA condotto dalla Università del Tennessee sotto il patrocinio del Natural Stone Council, il principale organismo industriale per la promozione della pietra naturale negli Stati Uniti, per documentare l’impatto ambientale, in termini di LCA, relativo all’approvvigionamento e alla lavorazione di differenti famiglie di litoidi presenti in Nord America. Tale lavoro restituisce, sotto forma di dettagliati inventari (LCI), la quantificazione dei consumi di risorse, della energia e delle emissioni inquinanti relativi alle fasi di estrazione e di lavorazione di graniti, calcari (limestone), arenarie (sandstone) e ardesie (slate), ma non la loro valutazione come indicatori di impatto LCA. Successivamente, nel 2009, tali esiti sono stati utilizzati dal Center for Cleaner Products della Università del Tennessee (UT Center for Clean Products, 2009) come base per una valutazione LCA, per comparare, esaminando le fasi di approvvigionamento-produzione-trasporto in discarica e trattamento di fine vita, differenti rivestimenti di facciata litici (granito e calcare)


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

ISO 14040

PAS 2050

BRE Material Profilesa

University of Tennessee studiesb

Stone Study: Scotlandc

Stone Study: Jordand

Cradleto-grave

Cradleto-grave

Cradleto-site

Cradleto-site

Cradleto-site

Cradleto-gate

Materials (used in the production process)

Energy generated onsite

Use of electricity

Use of fuels on site

Use of fuels off site (transport)

Energy embodied in fuels

Energy use in offices and factories

Treatment and disposal of waste products

Recovery of used products (including reuse, recycling and energy recovery)

Manufacture of ancillary materials

Manufacture, maintenance and decommissioning of capital equipment

Manufacture, maintenance and decommissioning of capital infrastructure

Boundaries include

Any other processes within the life cycle which are associated with GHG emissions

Anderson et al., 2009; University of Tennessee 2008a; 2008b; 2008c; c Venkitachalam, 2008; d Alshboul and Alzoubi, 2008 a

b

� �

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lca natural stone • elisabetta palumbo

Tipologia materiale

Cradle-to-Site UK [kgCO2e/ton]

Cradle-to-Site per Paese d’importazione-differenza (∆%) [kgCO2e/ton] Spagna

Arenaria Granito Ardesia

Tab. 3 Comparazione di carbon embodied e relativa incidenza percentuale di materiali litici utilizzati in Scozia (Edimburgo e Aberdeen), provenienti da produzioni nel Regno Unito e da importazioni estere (rielaborata e da Chishna et al., 2010; 2011)

pagina a fronte Fig. 1 Confini del sistema per livelli di analisi LCA — Inclusioni ed esclusioni per ciascuna fase del ciclo di vita (rielaborata da Chishna et al., 2010)

77.3 158.0 297.4

Polonia

India

Cina

133.7

312.3

504.0

(73%)

(304%)

(552%)

161.2

188.0

336.5

415.5

(2%)

(19%)

(113%)

(163%)

318.2

568.1

(7%)

(91%)

con rivestimenti realizzati con altri tre materiali di differente natura (alluminio, laterizio e calcestruzzo prefabbricato). La valutazione, riguardante il rivestimento di facciata di un edificio commerciale negli Stati Uniti, sviluppato su due piani, e di superficie utile 27.080 quadrati (interior floor area), individua il granito come il materiale maggiormente performante rispetto agli obiettivi di sostenibilità prefissati dallo studio. La comparazione è basata sul confronto con altri quattro materiali di rivestimento (alluminio, laterizio, arenaria e calcestruzzo prefabbricato), ipotizzando un sistema di facciata con medesima resistenza alla pressione del vento, medesima resistenza termica e una durata di vita dell’edificio di 50 anni. Le risultanze di questa ultima analisi non sono generalizzabili e vanno lette con le dovute cautele, essendo legate, come affermato dagli autori stessi (University of Tennessee, 2009), alla specificità del caso studio, dunque alle ipotesi assunte, alla incertezza rispetto alle fonti dei dati primari utilizzati anche per i materiali non litici, e alle diverse altre variabili ad essi connessi (età dei dati e delle fonti). In ambito europeo, una delle prime analisi condotte su dati primari relativi a un singolo e specifico materiale, per le fasi ‘from cradle to gate’ è stata sviluppata in Scozia, come parte di tesi di laurea da Venkitachalam (2008) su una arenaria locale, dalla cui analisi è emersa la alta incidenza, in termini di CO2, legata al trasporto dei materiali rispetto alla carbon footprint totale. Consecutiva alla ricognizione fin qui delineata, su commissione della Historic Scotland, il gruppo di ricerca della Heriot Watt University insieme allo Scottish Institute of Sustainable Technology (SISTech), ha analizzato il peso della impronta di carbonio prodotta dai tre principali materiali — arenaria, granito e ardesia — applicati nelle costruzioni in


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

Cradle to Site Cradle to Gate

cava

lavorazione

distribuzione

Include • Uso di energia da parte dei mezzi pesanti • Uso di energia del trasporto in loco: camion e carrelli elevatori • Uso di energia per il backfill • Energia utilizzata per smaltire rifiuti/scarti

Include • Uso di energia da parte di macchinari in loco (seghe taglio primario e secondario, etc.) • Uso di energia da parte di strutture in loco (aspiratore delle polveri) • Uso di energia negli uffici in loco • Energia utilizzata per smaltire rifiuti/scarti • Uso di energia trasporto in loco: carrelli elevatori

Include • Energia utilizzata per trasportare materiale sul sito/stoccaggio

Esclude • Energia incorporata nei macchinari utilizzati in loco • Energia incorporata nel trasporto in loco: camion e carrelli elevatori

Esclude • Energia incorporata nei macchinari utilizzati in loco • Energia incorporata nell’acqua utilizzata in loco

Esclude • Energia incorporata nei veicoli utilizzati la distribuzione del prodotto

Scozia, prendendo in considerazione due scenari: da un lato materiali provenienti dal Regno Unito e dall’altro di importazione, rispettivamente da Spagna, Polonia, India e Cina. La valutazione elaborata sulla produzione dei tre differenti materiali è partita dalla definizione degli impatti in termini di carbon footprint nella fase cradle-to-site (Fig. 1), includendo nell’analisi del ciclo di produzione anche i trasporti per la consegna del materiale in cantiere e quelli per l’eventuale end of life degli sfridi legati alla messa in opera. I risultati hanno confermato l’alto contributo che il trasporto ha sulle emissioni di CO2, evidenziando in particolare l’incidenza di quest’ultimo determinata dalle importazioni (Tab. 3). Come atteso, le maggiori criticità si rilevano per provenienze da paesi con maggior distanza di trasporto, quali Cina e India, i cui incrementi di valori di CO2 sono più alti fino a oltre sei volte (Kayan, B., 2016).

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lca natural stone • elisabetta palumbo

a)

Fig. 2 Tipologie di parete analizzate nello studio svizzero (rielaborata da Ioannidou et al. 2014)

b)

c)

Altri studi rintracciabili in letteratura si sono concentrati invece sulle prestazioni ambientali del materiale litico come parte di una soluzione tecnica. Si vuole citare, ad esempio, il lavoro svolto da Mendoza et al. (2014a), sul contributo derivante dall’uso del granito nella realizzazione di un cordolo per marciapiedi, basandolo su un precedente (2012) Life Cycle Inventory, (ovvero flusso di input e output, e non indicatori di impatto LCA), relativo alla produzione di 1 metro quadrato di lastra finita di granito, sulla base di dati raccolti presso il Spanish Cluster of Granite Producers. Questi ultimi esiti, avendo evidenziato alti consumi di energia, di acqua e di risorse in genere, sono serviti come input per analizzare scenari di miglioramento degli impatti ambientali nel ciclo produttivo del granito, raggiungendo riduzioni dell’environmental footprint del prodotto dal 35% all’80% (Mendoza et al. 2014 b). Un ulteriore caso è quello fornito dall’analisi dell’impatto legato all’uso di un materiale litico estratto e lavorato in Svizzera (Ioannidou et al. 2014), attraverso la valutazione LCA di tre differenti soluzioni di involucro verticale: una muratura massiva in pietra (c) e due sistemi di parete in calcestruzzo armato, uno con rivestimento in pietra sottile ‘ventilato’ (a) e uno con rivestimento in pietra massiva autoportante (b) (Fig. 2). Tale applicazione della LCA alla soluzione di parete nel suo complesso, si conclude dimostrando che l’uso di una soluzione di parete massiva in pietra non è necessariamente più impattante di una soluzione di parete a rivestimento sottile; i fattori che entrano in gioco sono diversi, dove l’approvvigionamento è uno di questi.


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

A conclusione della ricognizione rispetto all’ambito internazionale, risulta molto interessante per l’approccio metodologico lo studio di Gazi et al. (2012) che parte da una analisi LCA condotta su dati primari elaborati rispetto al contesto estrattivo del marmo greco. Nel caso specifico, input e output sono stati raccolti presso una piccola e media impresa greca di estrazione di marmo locale, ma con caratteristiche di rappresentatività dell’intero specifico comparto. Lo studio restituisce indici su input energetici (Embodied Energy — KWh), e indici di impatto ambientali di GWP (Embodied Carbon — kg CO2 — eq) legati a prodotti e processi produttivi che possono essere adottati come riferimenti generali di metodo. Analisi LCA di materiali litici italiani: stato dell’arte In linea con gli obiettivi del presente lavoro, la ricognizione sullo stato dell’arte concernente le analisi condotte sui materiali estratti e lavorati in Italia necessita una trattazione a parte. Il primissimo studio è quello di Nicoletti et al. (2002), che, trattando la comparazione del rivestimento di pavimentazioni in un generico marmo (il contesto territoriale non è specificato) rispetto alle piastrelle in ceramica, restituisce valori sui rispettivi profili ambientali, espressi attraverso sette indicatori (es. AP,EP,GWP e POCP)1. Il metodo di valutazione adottato (Eco-indicator 99) e il valore in cui sono espressi gli indicatori (percentuale), non sono della stessa categoria di quelli adoperati nei casi studio che precedono questo paragrafo (pietra serena, par. 3.1 e pietra leccese par.3.2), pertanto questo studio verrà escluso dalla ricognizione che sarà trattata come esito finale sul profilo ambientale in termini LCA alla scala di prodotto. Particolarmente interessante, per completezza degli indicatori trattati e per rappresentatività applicativa della metodica LCA, è il lavoro svolto sul marmo di Custonaci, più comunemente noto con il nome commerciale ‘Perlato di Sicilia’ (Traverso, M., et al., 2010). Riferito al ciclo di produzione di un impianto produttivo, considerato rappresentativo delle allora 54 aziende (tra estrattive e produttive) del bacino di Custonaci (Trapani), la LCA ‘from cradle to gate’ definisce i valori di impatto ambientale relative a 1 m3 di marmo, distinto tra lastre e lastre di rivestimento (tiles). A conclusione dell’analisi e in successivi approfondimenti (UNEP/SETAC, 2011; Traverso et al., 2010), i risultati dello studio sul Perlato di Sicilia sono stati ampliati e confrontati con gli esiti relativi all’analisi applicata a uno dei più noti materiali litici italiani, il Bianco di Carrara (Liguori et al., 2008). La Tabella 4 mostra i risultati ottenuti per due differenti tipologie di lastre di marmo, rispettivamente il perlato di Sicilia (A, B) e il Marmo di Carrara (C e D). 1 AP=acidificazione, EP= Eutofizzazione potenziale, GWP=Potenziale di Riscaldamento globale, POCP=Ossidazione fotochimica dell’ozono nella troposfera.

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Tab. 4 Risultati di indicatori di impatto per metro cubo di marmo di Custonaci e marmo di Carrara (rielaborata e UNEP/SETAC, 2011)

pagina a fronte Blocchi di cava predisposti per il taglio in lastre a spessore (Foto: Casone Group & De Sandre)

Categorie di impatto

Unità di Misura

Materiale analizzato Perlato di Sicilia A

Perlato di Sicilia B

Marmo di Carrara A

Marmo di Carrara B

Acidificazione p.

kg SO2 eq

0,75

0,9774

0,425

0,789

Eutofizzazione p.

kg PO4 eq

0,07

0,0626

0,037

0,098

Riscaldamento globale

kg CO2 eq

186,51

257,49

109,9

37,4

Ossidazione fotochimica dell’ozono nella troposfera

kg C2H4 eq

0,03

0,0373

0,015

0,025

Energia inglobata

MJ

1.224,16

1.470,52

689,66

1414,77

Infine, una delle più recente analisi condotte in ambito nazionale (Bianco I., Blengini G.M., 2016), ancora in itinere, intende definire un modello di calcolo LCA destinato alle aziende del settore litico italiano, la cui costruzione è basata sulla raccolta di dati primari relativi ai cicli di produzione dei due specifici materiali: Marmo di Carrara e granito di Verbano Cusio Ossola. Dalla ricognizione bibliografica fino ad ora condotta, non sono ancora emerse informazioni sui valori di impatto ambientale relativi a questi casi. Dalla ricognizione degli studi LCA effettuati sui prodotti edilizi litici fin qui evidenziati, risulta evidente la variabilità e disomogeneità dei dati disponibili, più accentuata nelle analisi meno recenti e soprattutto in quelle condotte su ambiti non specifici del settore della pietra naturale, o condotte utilizzando dati secondari in analisi cradle to gate. Ne deriva l’osservazione che sia studi specifici riferiti a determinati prodotti lapidei, che studi di settore, richiedano l’utilizzazione di dati primari per produrre esiti attendibili. Molte indagini, inoltre, presentano limiti riguardo agli impatti contemplati, disomogeneità rispetto alle fasi del ciclo di vita considerate, o desumono gli esiti delle indagini adottando solo alcuni degli indicatori ambientali previsti dagli standard ISO specifici LCA. Data la commercializzazione a livello globale dei prodotti lapidei, un aspetto importante riguarda i trasporti dalla produzione all’uso, che tuttavia appare di difficile valutazione essendo diversi gli scenari di mercato ipotizzabili (Crishna et al., 2010; 2011; Kayan, B., 2016). Nella lettura comparativa LCA condotta a livello di materiale (lastre) e prodotto litico (lastre da rivestimento) che sarà trattata nelle parti che seguono, gli unici studi tratti dalla letteratura scientifica che verranno utilizzati come valori di impatto si riferiscono a due


tra i più importanti e più esportati materiali litici italiani: ‘Perlato di Sicilia’ (Traverso, Rizzo, Finkbeiner, 2010) e ‘Bianco Carrara’ (Traverso, Rizzo, Finkbeiner, 2010; Liguori et al., 2008; UNEP/SETAC, 2011). EPD del settore litico nella pratica ISO Type III Environmental declarations, also referred to as “environmental product declarations”, are documents that transparently communicate environmental information and that can be used to compare the environmental performance of different products fulfilling the same function (Frydendal, J. 2018).

Oltre a quanto presentato nelle sezioni 2 e 3 del precedente capitolo, l’utilizzo di Dichiarazioni ambientali di prodotto di terzo tipo, verificate da ente indipendente (meglio note come


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CR aP

Verifica

esistenz

A

C o nd u

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zio

Report

pp o E ilu

A/S LC v

ente) nd

Verifica

PD

a

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egistra

Conval

EPD ida

m operato ra

Fig. 3 Iter per l’ottenimento delle EPD

EPD: si veda Cap. 2), costituisce una seconda possibile via con la quale supportare i decisori nelle valutazioni di sostenibilità di prodotti o sistemi attraverso dati di analisi LCA. Rispetto a una valutazione LCA che abbia come oggetto l’edificio, negli ultimi anni, al fine di rendere le analisi più snelle e alla portata di un più ampio numero di operatori, alcuni filoni di ricerca si sono mossi verso una ‘semplificazione’ metodologica (Bayer et al., 2010; EeBGuide, 2011), utilizzando ad esempio come inventory background data gli indicatori di impatto ambientale reperibili dalle dichiarazioni ambientali di prodotto EPD (Strazza, 2016). In questo modo, gli impatti ambientali dell’edificio risultano essere la somma degli impatti ambientali prodotti dai materiali e dal loro trasporto in cantiere, a cui si somma l’impatto generato durante la fase di esercizio dell’edificio. Lo studio di Strazza et al. (2016), applicato a un caso pilota, ha dimostrato che EPD specifiche di prodotto, utilizzate al posto delle informazioni di input e output ricavabili dalle banche dati generiche, restituiscono una valutazione di livello qualitativo superiore, e con risultati coerenti con la raccolta di dati di input/output dalla letteratura. In quanto sperimentali, tali procedure necessitano di essere maggiormente investigate e affinate. Poiché una procedura di valutazione, per essere intesa come globale, deve contenere valori di impatto ambientale che coprano il suo intero ciclo di vita (production-construction-use-end of life), le informazioni fornite dalle EPD, che tipicamente trattano solo la fase di produzione o specifici scenari applicativi, necessitano di opportune rielaborazioni per essere contestualizzate nel progetto. Tuttavia, come riferito nella sezione sugli strumenti LCA based (Cap. 2), rispetto a un dato attinto da banca dati, l’attendibilità dei dati presenti nelle EPD sia maggiore (Lavagna, M., 2011). Ne consegue che l’applicabilità pratica degli esiti di analisi EPD fornite dal produttore richiede di essere approfondita, in particolare discutendo come gli indicatori ambientali tratti da EPD di prodotti litici possano essere usati per ricavare indicatori di impatto ambientali nel progetto. Questo vale in generale, e ancora più in dettaglio nella valutazione di rivestimenti per involucri di facciate o pavimentazioni. A questo fine, vengono di seguito forniti gli elementi necessari all’interpretazione di una EDP e all’estrapolazione delle informazioni essenziali per quantificare gli impatti sull’ambiente causati dal prodotto lungo tutto il ciclo di vita. Quest’ultimo passaggio sarà propedeutico alla valutazione che verrà esplicitata nel capitolo che segue, nei quali gli esiti di selezionate EPD verranno applicati a rivestimenti litici di facciata e pavimentazioni, realizzati impiegando il materiale oggetto della EPD stessa.


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

Interpretazione delle dichiarazioni ambientali di prodotto EPD Nonostante la più recente letteratura tecnica evidenzi la presenza nel mondo di ben 39 differenti schemi EPD (Minkov et al., 2015), le dichiarazioni sono disponibili solo per un numero limitato di prodotti e non sempre contengono informazioni tecniche e ambientali coerenti. Nello specifico ambito dei materiali litici, i prodotti che hanno ottenuto la EDP sono pochi, tutti di ambito europeo, e appartengono ai tre seguenti schemi di certificazione: il norvegese EPD norge, il tedesco IBU e il francese INIES Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire — FDES (Tab. 5). In ambito internazionale gli schemi di maggiore rilievo per l’ambito delle costruzioni risultano essere: INIES-FDES risulta essere quello con il maggior numero di prodotti certificati (più di 1.600), seguito da IBU (1.456), dallo svedese EPD Environdec (ca. 570) e infine da EPD norge (ca. 330) (Jones, D., et al., 2017). In merito alle certificazioni emesse, come evidenziato nella Tabella 5, le uniche riguardanti il solo prodotto sono quelle delle due aziende norvegesi Minera Skyper (A e B) e Oppdal Sten AS (C). Entrambe fanno riferimento a materiali estratti da cave localizzate ad Oppdal, nella zona centrale della Norvegia, ma distinte per tipologia di materiale: la prima è relativa alla quarzite, negli spessori di 1,2 e 3 cm, l’altra al basato, nell’unico spessore da 3 cm. L’analisi della letteratura evidenzia inoltre due certificazioni di ‘associazione’ sull’ecoprofilo medio della lavorazione relative a: • prodotti in pietra naturale da 4 cm di spessore, riferiti a volumi di produzione di 10 aziende associate alla tedesca European & International Federation of Natural Stone Industries — EURO-ROC (E), che trattano materiali di origine sedimentaria per il 64%, di tipologia magmatica per il 27% e di natura metamorfica per il restante 9%; • prodotti per rivestimenti di facciata in granito bretone e in generica pietra naturale, relativi a 5 aziende afferenti alla associazione bretone (UNICEM Bretagne), 22 a quella della pietra di Borgogna (Association pierre de Bourgogne) e 2 al Centro sperimentale sui materiali naturali per le costruzioni (Centre technique de matériaux naturels de construction) (G); • prodotti in pietra naturale per pavimentazioni relative a tre dichiarazioni ‘collettive’ (granito bretone, pietra di Comblanchien e di Châtillonnais) e a una specifica (ardesia di Infercoa) (H). Infine, le due EPD che non riguardano il singolo prodotto ma soluzioni tecniche in materiale litico, sono riferite la prima al basalto della Oppdal Sten AS (D), già sopra descritto (C), applicato sia come rivestimento di facciata sia come pavimentazione nel Museo nazionale ad Oslo (D); l’altra al sistema di rivestimento in basalto olivina di provenienza cinese (Xiamen),

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lca natural stone • elisabetta palumbo

Taglio dei blocchi mediante telaio multilama (Foto: Casone Group & G.De Sandre)

pagina a fronte Tab. 5 Quadro di riferimento delle dichiarazioni EPD di materiali litici per l’edilizia

posato su sottostruttura metallica brevettata dall’azienda Naturstein Montering AS e utilizzato nella facciata di un edificio in prossimità del porto di Oslo (F). Rispetto alla panoramica fin qui descritta, si rilevano significative carenze di informazioni nelle dichiarazioni riferite a famiglie di prodotti generici (Euroroc e Inies), che ne rendono difficile la applicazione a contesti specifici di progetto. EPD di prodotti litici internazionali L’azienda Minera Skiper è stata la prima a ottenere la certificazione dei propri prodotti tramite EPD rilasciate nell’ambito della piattaforma di accreditamento EPD norge. Si tratta di due differenti certificati, entrambi registrati nel marzo 2015, con validità quinquennale, che trattano due differenti prodotti estratti nella cava di Oppdal, rispettivamente con spessori di 1,2 cm (Fig. 3) e 3 cm, nelle due tipologie: pezzame (broken) e lastre rifilate (sawn). I dettagli della dichiarazione, come unità funzionale, service life o ipotesi assunte negli scenari d’uso (di o modalità di messa in opera, fine vita eccetera) sono identificati nelle pagine che seguono. In ambito tedesco, la EPD sviluppata dalla European & International Federation of Natural Stone Industries), è invece registrata sulla piattaforma IBU e ha come oggetto la produzione media di 10 aziende ad essa consorziate (Fig. 4).


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

Dichiarazione ambientale Nome

Tipologia

Paese

Appartenenza

Scadenza

Schema di certificazione

A

MINERA SKIFER

Quarzite — spessore 1,2 cm

Norvegia

singola azienda per prodotto di specifico spessore

08.05.2020

EPD NORGE

B

MINERA SKIFER

Quarzite — spessore 3 cm

Norvegia

singola azienda per prodotto di specifico spessore

08.05.2020

EPD NORGE

C

OPPDAL STEN AS

Ardesia — spessore 3 cm

Norvegia

singola azienda per prodotto di specifico spessore

02.12.2021

EPD NORGE

OPPDAL STEN AS

Facciata del Museo nazionale ad Oslo in basalto proveniente da Xiamen (Cina) spessore 1,25 cm facciata

Norvegia

singola azienda per prodotto di specifico spessore

02.12.2021

EPD NORGE

E

EURO-ROC (European & International Federation of Natural Stone Industries)

Media ponderata sui volumi di produzione di 10 aziende consorziate che lavorando materiali di origine magmatica (27%), sedimentaria (64%) e metamorfica (9%) — spessore 4 cm)

Germania

Filiera Valore mediato

06.05.2019

IBU

F

Naturstein montering AS

Facciata di basalto proveniente da Xiamen (Cina) spessore 3 cm

Norvegia

singola azienda per famiglia di prodotti

20.12.2021

EPD NORGE

G

Bardage en pierre naturelle

Dato campione tra Granito bretone e Pietra naturale (generica)

Francia

Filiera

20.02.2017

INIES

Dato campione tra granito bretone, pietra di Comblanchie e di Châtillonnais e ardesia

Francia

Filiera

20.02.2017

INIES

D

H

Revêtement de sol dur en pierre naturelle

115


116

lca natural stone • elisabetta palumbo 1114

Ver. 2:2014

Fig. 3 Etichetta ambientale di tipo III (EPD) relativa a lastre in quarzite dell’azienda Minera Skifer AS (estratto di alcune pagine del documento rintracciabile in: http:// mineraskifer.no). Gli impatti associati alle emissioni inquinanti e all’uso delle risorse espressi attraverso i sette indicatori ambientali (Enrvironmental impact) e i flussi di risorse rinnovabili e non (Resource use), sono riferiti alla estrazione e produzione di 1 tonnellata di pietra naturale di quartzite tagliata in lastre da 12 mm di spessore

ENVIRONMENTAL PRODUCT DECLARATION in accordance with ISO 14025, ISO 21930 and EN 15804 Owner of the declaration Minera Skifer AS Publisher The Norwegian EPD Foundation Declaration number NEPD-316-192-EN Issue date 08.05.2015 Valid to 08.05.2020

Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges

Product

Minera Skifer AS

Owner of the declaration

NEPD-316-192-EN Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, Minera AS


Product

Product description: The 750 million year old Oppdal quartzite has several shades of grey and a varying surface structure. It is very easy to shape and can be easily scored and then snapped/cut to obtain an almost right-angled rustic edge. Oppdal quartzite has a high content of quartz and feldspar. Schist with even thickness: Wall cladding, flooring tiles, slabs, roofing and steps.

Technical data: Standard thickness, even thickness 1 ton schist with even thickness

Materials Natural stone, quartzite schist Quartz Glimmer Feldspar Epidote Titanite Fe-oxides Packaging: Plastic film Packaging: Plastic strips Packaging: Plastic angle

For Declaration of Performance (DoP) and complementary information, see www.mineraskifer.no

12 mm 30,9 m2

Petrography: EN 12407 Quartzite schist 3 Density: EN 1936 2,7 ton/m Water absorption: EN 13755 0,2 weight-% Flexural strength EN 12372 35,1 Mpa Product specification Compressive strength EN 1926 247,5 Mpa Slip resistance, SRV dry EN 14231 Antique 60/Silk 71 Products with natural cleft surface, broken or sawn edges and even thickness includes all products mentioned above. Slip resistance, SRV wet EN 14231 Antique 30/Silk 49 Surface: Natural cleft surface, antique brushed and silk brushed. Dowel holes, breaking load EN 13364 1,92 kN Broken edge: A scoring nail is used to make the score line. Frost resistance EN 12371 Yes Thereafter the slab is broken by using hand tools. The edge is not as smooth as a sawn edge, but still quite precise. Sawn edge: Sawn edges are completely straight, right-angled and precise. The color of the sawn edges becomes slightly lighter than the surface of the natural cleft schist. % 100 % 35-45% 15-33% 20-25% 2-8% 2% 1-2% 0,01 kg 0,16 kg 0,03 kg

Market: Main market is in Norway and the Nordic countries. Products are also exported to Europe and other continents. Reference service life: Reference service life is same as for buildings and normally set to 60 years. Natural stones of quartzite schist has almost unlimited life time.

LCA: Calculation rules Functional unit: Production of 1 ton natural stone of quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, manufactured, delivered, installed, used for 60 years and disposed after end of service time.

Materials, energy Natural stone quartzite schist

A1: Quarry

Waste

Materials, energy

A2: Transport

A3: Production site, manual work

Waste

System boundary: Flow sheet for manufacturing of natural stone of quartzite schist is shown below. Most blocks are sawn before adjustment of thickness and brushing. Some part of the schist have adjusted thickness without sawing (broken edges). Scenario A4–C4 are similar for all products, regardless if the edges are broken or sawn. Materials, energy A3: Saw

A3: Thickness adjustment & brushing

Waste

Materials, energy

A4: Transport

A5: Installation

Waste

Waste

Materials, energy

Energy

B1-B7: Use

C1-C3: Disposal

C4: Landfill for inert waste

D: (if possible) Reuse

Data quality: Data for quarrying the schist, transport and production of natural stone (A1 – A3) are based on specific production data from Minera Skifer at Oppdal in 2013. Discharge from production and detonation of explosives are collected from safety datasheets for the actual explosive types. Generic data are use of Ecoinvent v2.2 from 2010 and SimaPro v 8.0.2. Characterization factors from EN 15804:2012+A1:2013.

Allocation: The allocation is made in accordance with the provisions in EN 15804. Incoming energy, water and waste production inhouse production (A3 – manufacturing) is allocated equally among all products through mass allocation. Economic allocation is used upstream (A1 and A2) because machine blocks from the quarry are not subject for further processing. Price for machine blocks are significant lower compared with processed schist products.

Cut-off criteria: All major raw materials and all the essential energy is included. The production process for raw materials and energy flows that are included with very small amounts (<1%) are not included. This cut-off rule does not apply for hazardous materials and substances.

Difference in material consumption, energy and waste production in the production of different products (floor tiles, slabs, roofing etc.) are considered to be marginal, as production processes are nearly the same.

NEPD-316-192-EN Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, Minera AS

3/8


General information Product Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges.

Owner of the declaration Minera Skifer AS Contact person: Terje Holstad +47 908 57 373 Phone: terje@mineraskifer.no e-mail:

Program holder The Norwegian EPD Foundation Post Box 5250 Majorstuen, 0303 Oslo Phone: +47 23 08 82 92 e-mail: post@epd-norge.no

Manufacturer Minera Skifer AS Engan, 7340 Oppdal, Norge +47 72 40 04 00 Phone: e-mail: info@mineraskifer.no

Declaration number: NEPD-316-192-EN

Place of production: Engan at Oppdal, Norway

This declaration is based on Product Category Rules: CEN Standard EN 15804 serve as core PCR Requirements on the EPD for Dimension stone for roof, wall and floor applications (v 1.6, 30.07.2014).

Management system: No

Declared unit: Production of 1 ton of natural stone of quartzite schist, adjusted thickness, with broken or sawn edges.

Org. No: NO 980 253 708 MVA

Declared unit with option:

Issue date 08.05.2015

Functional unit: Production of 1 ton natural stone of quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, manufactured, delivered, installed, used for 60 years and disposed after end of service time.

Valid to 08.05.2020

The EPD has been worked out by: Oddbjørn Dahlstrøm Asplan Viak AS

Comparability: EPD of construction products may not be comparable if they not comply with EN 15804 and seen in a building context. Year of study: Consumption data: 2013. Study preformed fall of 2014.

Verification: Independent verification of data, other environmental information and EPD has been carried out in accordance with ISO14025, 8.1.3 and 8.1.4 externally internally

Approved

Lars G. F. Tellnes, Norwegian Institute of Wood Technology (Independent verifier approved by EPD Norway) Declared unit: Production of 1 ton of natural stone of quartzite schist, adjusted thickness, with broken or sawn edges.

Key environmental indicators Global warming Energy use Dangerous substances Share of renewable energy used *

Unit kg CO2 -eqv MJ * %

Cradle to gate A1 - A3 Broken edges Sawn edges 83,7 177 2504 4286 * * 55,3 % 43,4 %

Transport A4 - 400 km 25,2 462 1,7 %

The product contains no substances from the REACH Candidate list or the Norwegian priority list Scenario A4 – C4 is similar for all products with even thickness, independent if the edges are broken or sawn.

NEPD-316-192-EN Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, Minera AS

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LCA: Results A1 – A3 and A5 is divided between broken or sawn edges for products with natural cleft surface. Scenario A4 – C4 is similar for all natural cleft surfaces, independent if edges are broken or sawn.

System boundaries (X=included, MND=module not declared, MNR=module not relevant) Construction installation stage

Use stage

Beyond the system boundaries

Manufacturing

Transport

Construction installation stage

Use

Maintenance

Repair

Replacement

Refurbishment

Operational energy use

Operational water use

De-construction demolition

Transport

Waste processing

Disposal

A1

A2

A3

A4

A5

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

C1

C2

C3

C4

D

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

MND

A5 Broken A5 Sawn B1-B7 C1 2,5E-02 39,9 49,2 0

Environmental impact

Parameter GWP

Unit

kg CO2 -eqv

A1-A3 Broken 83,7

A1-A3 Sawn 177

A4 25,2

1,0E-05

2,2E-05

4,4E-06

2,5E-06

3,8E-06

0

1,7E-02

3,7E-02

4,2E-03

4,0E-03

6,0E-03

0

C2 6,66

Reuse-RecoveryRecycling-potential

Transport

End of life stage

Raw materials

Product stage

C3 0

C4 2,60

1,2E-09 1,1E-06

0

3,3E-07

7,5E-06 1,1E-03

0

5,0E-04

POCP

kg CFC11-eqv kg C2H4 -eqv

AP

kg SO2 -eqv

0,50

1,06

0,10

0,11

0,17

0

1,7E-04 3,6E-02

0

1,9E-02

EP ADPM ADPE

kg PO4 -eqv kg Sb-eqv

0,16 3,3E-04 1106

0,32 4,9E-04 2391

3,07E-02 1,3E-04 426

3,1E-02 4,7E-05 293

4,7E-02 6,3E-05 421

0 0 0

1,4E-04 9,6E-03 9,1E-07 1,9E-05 0,22 101

0 0 0

4,5E-03 4,5E-07 35,9

ODP

3-

MJ

GWP Global warming potential; ODP Depletion potential of the stratospheric ozone layer; POCP Formation potential of tropospheric photochemical oxidants; AP Acidification potential of land and water; EP Eutrophication potential; ADPM Abiotic depletion potential for non fossil resources; ADPE Abiotic depletion potential for fossil resources

Resource use

Parameter RPEE RPEM TPE NRPE NRPM TRPE SM RSF NRSF W

Unit MJ MJ MJ MJ MJ MJ kg MJ MJ m3

A1-A3 Broken 1386 11,1 1397 1118 18,6 1137 0,17 INA INA 40,3

A1-A3 Sawn 1859 24,7 1883 2427 26,8 2454 0,33 INA INA 66,0

A4 7,95 INA 7,95 454 INA 454 INA INA INA 0,30

A5 Broken A5 Sawn B1-B7 C1 C2 168 215 0 4,63 1,31 INA INA 0 INA INA 169 217 0 4,63 1,31 335 466 0 0,21 106 INA INA 0 INA INA 337 468 0 0,21 106 INA INA 0 INA INA INA INA 0 INA INA INA INA 0 INA INA 4,45 7,02 0 3,9E-04 5,2E-02

C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C4 0,16 INA 0,16 37,3 INA 37,3 INA INA INA 1,0E-02

RPEE Renewable primary energy resources used as energy carrier; RPEM Renewable primary energy resources used as raw materials; TPE Total use of renewable primary energy resources; NRPE Non renewable primary energy resources used as energy carrier; NRPM Non renewable primary energy resources used as materials; TRPE Total use of non renewable primary energy resources; SM Use of secondary materials; RSF Use of renewable secondary fuels; NRSF Use of non renewable secondary fuels; W Use of net fresh water

NEPD-316-192-EN Natural stone quartzite schist, even thickness, with broken or sawn edges, Minera AS

5/8


120

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Fig. 4 Etichetta ambientale di tipo III (EPD) emessa da EURO-ROC (European & International Federation of Natural Stone Industries) come media ponderata sui volumi di produzione di 10 aziende consorziate che lavorando mediamente materiali di origine magmatica (27%), sedimentaria (64%) e metamorfica (9%), (estratto del documento rintracciabile in: http://www.nvs. ch/fileadmin/ user_upload/ pdf/PDF_EPD_ Naturstein. pdf). Gli impatti associati alle emissioni inquinanti e all’uso delle risorse espressi attraverso i sette indicatori ambientali (Enrvironmental impact) e i flussi di risorse rinnovabili e non (Resource use), sono riferiti alla estrazione e produzione di 1 tonnellata di materiale in lastre nello spessore di 4 cm

ENVIRONMENTAL PRODUCT DECLARATION as per ISO 14025 and EN 15804 Owner of the Declaration Programme holder

EUROROC - European & International Federation of Natural Stone Industries Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU)

Publisher

Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU)

Declaration number

EPD-EUR-2013253-CBG1-EN

Issue date

07.05.2014

Valid to

06.05.2019

Tiles and Slabs from natural stone

EURO-ROC

www.bau-umwelt.com / https://epd-online.com

Umwelt Produktdeklaration Name des Herstellers – Name des Produkts


General Information EURO-ROC

Tiles and Slabs from natural stone

Declaration number EPD-EUR-2013253-CBG1-EN

Declared product / Declared unit 1 ton tiles and slabs from natural stone

This Declaration is based on the Product Category Rules: Dimension stone for roof, wall and floor applications, 072012 (PCR tested and approved by the independent expert committee)

Scope:

Programme holder IBU - Institut Bauen und Umwelt e.V. Panoramastr. 1 10178 Berlin Germany

Owner of the Declaration EUROROC - European & International Federation of Natural Stone Industries Gluckstrasse 10 65193 Wiesbaden, Germany

Issue date 07.05.2014 Valid to 06.05.2019

This documentation includes information related to 1 ton tiles and slabs from natural stone which are produced by the 10 EUROROC member companies. Collected data in purpose of Life Cycle Assessment are based in the years of 2009 to 2011. EUROROC association EPD declares a weighted average referring to the annual production volumes of participants. EUROROC association represents 60% to 65% of European natural stone producers. EUROROC states that the 10 members are representative for all of its members, because the technology is similar. The owner of the declaration shall be liable for the underlying information and evidence; the IBU shall not be liable with respect to manufacturer information, life cycle assessment data and evidences.The owner of the declaration shall be liable for the underlying information and evidence; the IBU shall not be liable with respect to manufacturer information, life cycle assessment data and evidences. Verification

The CEN Norm EN 15804 serves as the core PCR Independent verification of the declaration according to ISO 14025 internally x externally

Prof. Dr.-Ing. Horst J. Bossenmayer (President of Institut Bauen und Umwelt e.V.)

Mr Carl-Otto Neven (Independent tester appointed by SVA)

Dr. Burkhart Lehmann (Managing Director IBU)

Product Product description Natural stone is a naturally occurring building material that had emerged in the course of millions of years. According to the rock genesis, which has a significant impact on technical properties, the following main groups of natural stones can be distinguished: a) Igneous rock b) Sedimentary rock c) Metamorphic rock Natural stones are used as tiles (thickness up to 12 mm), slabs (thickness more than 12 mm up to 80 mm) or massive slabs (thickness more than 80 mm) with different sizes. The declared product is an average natural stone from these three rock types with an average thickness of 40 mm as an average of 10 different companies, weighted by their production volumes. The shares of the rock types of the total production volume of all manufacturers is: igneous rock 27%, sedimentary rock 64%, metamorphic rock 9%. 2

At the quarry, natural stones are mined and later go through block sawing, calibration, polishing, and sizing in order to meet the costumer request on dimensions and surface quality. Placing on the market For the placing on the market in the EU/EFTA the Regulation (EU No 305/2011 applies. The products need a declaration of performance taking into consideration the /EN 771-6 â&#x20AC;&#x201C; specification for masonry units; part 6: Natural stone masonry units/ and the CE-marking. Application For the application and use the respective national provisions apply. Natural stone slabs are used for flooring, cladding, stairs, monuments, kitchen tops, cubic building elements and many other applications.

Environmental Product Declaration EUROROC â&#x20AC;&#x201C; Tiles and Slabs from natural stone


LCA: Results DESCRIPTION OF THE SYSTEM BOUNDARY (X = INCLUDED IN LCA; MND = MODULE NOT DECLARED)

Operational energy use

Operational water use

De-construction demolition

Transport

Waste processing

Disposal

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

C1

C2

C3

C4

1)

Refurbishment

A5

1)

Replacement

X

Repair

Transport from the gate to the site A4

X

Maintenance

Manufacturing A3

X

Use

Transport A2

X

BENEFITS AND LOADS BEYOND THE SYSTEM BOUNDARYS

END OF LIFE STAGE

Assembly

Raw material supply A1

USE STAGE

ReuseRecoveryRecyclingpotential

CONSTRUCTI ON PROCESS STAGE

PRODUCT STAGE

MND MND MND MND MND MND MND MND MND MND MND MND

D MND

RESULTS OF THE LCA - ENVIRONMENTAL IMPACT: 1 ton tiles and slabs from natural stone Parameter

Unit

Global warming potential [kg CO2-Eq.] Depletion potential of the stratospheric ozone layer [kg CFC11-Eq.] Acidification potential of land and water [kg SO2-Eq.] Eutrophication potential [kg (PO4)3-- Eq.] Formation potential of tropospheric ozone photochemical oxidants [kg Ethen Eq.] Abiotic depletion potential for non fossil resources [kg Sb Eq.] Abiotic depletion potential for fossil resources [MJ]

A1 - A3

A4

2.55E+2 5.81E-8 7.25E-1 6.75E-2 4.17E-2 3.2E-5 3.39E+3

2.05E+1 3.58E-10 1.3E-1 3.12E-2 -4.69E-2 7.64E-7 2.83E+2

RESULTS OF THE LCA - RESOURCE USE: 1 ton tiles and slabs from natural stone Parameter

Unit

A1 - A3

A4

Renewable primary energy as energy carrier Renewable primary energy resources as material utilization Total use of renewable primary energy resources Non renewable primary energy as energy carrier Non renewable primary energy as material utilization Total use of non renewable primary energy resources Use of secondary material Use of renewable secondary fuels Use of non renewable secondary fuels Use of net fresh water

[MJ] [MJ] [MJ] [MJ] [MJ] [MJ] [kg] [MJ] [MJ] [m³]

5.52E+2 0.0E+0 5.52E+2 3.88E+3 0.0E+0 3.88E+3 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 8.29E-1

1.11E+1 0.0E+0 1.11E+1 2.84E+2 0.0E+0 2.84E+2 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 1.23E-2

Parameter

Unit

A1 - A3

A4

Hazardous waste disposed Non hazardous waste disposed Radioactive waste disposed Components for re-use Materials for recycling Materials for energy recovery Exported electrical energy Exported thermal energy

[kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [MJ] [MJ]

8.44E-2 5.23E+2 1.96E-1 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0

0.0E+0 3.68E-2 3.95E-4 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0 0.0E+0

RESULTS OF THE LCA – OUTPUT FLOWS AND WASTE CATEGORIES: 1 ton tiles and slabs from natural stone

References Institut Bauen und Umwelt Institut Bauen und Umwelt e.V., Berlin (pub.): Generation of Environmental Product Declarations (EPDs); General principles for the EPD range of Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU), 2013-04 www.bau-umwelt.de

PCR Part A Institut Bauen und Umwelt e.V., Königswinter (pub.): Product Category Rules for Construction Products from the range of Environmental Product Declarations of Institut Bauen und Umwelt (IBU), Part A: Calculation Rules for the Life Cycle Assessment and Requirements on the Background Report. April 2013 5

www.bau-umwelt.de

ISO 14025 DIN EN ISO 14025:2011-10: Environmental labels and declarations — Type III environmental declarations — Principles and procedures EN 15804 EN 15804:2012-04+A1 2013: Sustainability of construction works — Environmental Product Declarations — Core rules for the product category of construction products PCR 2013, Part B PCR Guidance-Texts for Building-Related Products and Services. From the range of Environmental Product Declarations of Institute Construction and

Environmental Product Declaration EUROROC – Tiles and Slabs from natural stone


Compliance with social standards Evidence of compliance with social standards of production in the EPD. As all relevant quarries of this Name Value Unit study are in Europe, safety provisions for the workforce Compressive strengthpanorama acc. to /EN della a) 100 letteratura scientifica lca dei materiali litici N/mm² and absence of childsulla labour are guaranteed . 1926/ 300 System boundary Downstream processing into manufactured products b) 20 Type of EPD: Declaration of a product as an average and their use has not been included in the inventory. N/mm² 240 from several manufacturers plants. For example, the treatment with silicone resin, epoxy or polyester based products for special applications, The study is a cradle-to-gate LCA study including the like kitchen tops and bathrooms, is not included in the LCA: Calculation rules transport to costumers; it covers all of the production LCA. This would contribute around 0.3% of mass. steps from raw materials in the earth (i.e. the cradle) to This EPD describes the production of 1 ton of natural Name Value Declared Unit finished products (i.e. the gate) ready to be installed at stone products, from mining, transporting, and Unit Declared unit t This EPD refers(including to 1 ton of tiles and slabs from the customers the transportation to natural production (sawing, calibration, polishing,1 and sizing). 3 stone. Gross density 2744 installation site). Further optional treatments of the surface (with kg/m Results refer to a weighted average of EUROROC Conversion factor to 1 kg 0.0003644 m³/kg This definition includes all the activities associated with products based on silicone resin, epoxy or polyester) member companies, therefore also averaging the three Natural units are produced from thin tiles with 10 the production at stone manufacturing sites and are not stone considered. major stone groups. from The average thickness mm thickness upand to massive slabsare with more than 100 upstream activities; the mining and theof the Lengths, widths thicknesses available to meet product is 0.04 m. materials, transport to site and the mm thickness. Therefore this EPDand is declared for processing of raw the various design specifications requirements. It means 1 ton of product is equal to 9.11 m². average thickness of 0.04 m consumption of any material or energy resources Comparability during any of these production stages. Declared unit Some activities are not considered in this study on the Basically, a comparison or an evaluation of EPD data basis that their influence on the environmental impact is only possible if all the data sets to be compared is negligibly small (a concept known as materiality). were created according to /EN 15804/ and the building 3 Environmental Product Declaration EUROROC – Tiles and Slabs from natural stone Such activities include capital equipment, business context, respectively the product-specific travel, administration, cleaning services etc. characteristics of performance, are taken into account.

c) Metamorphic rock

LCA: Scenarios and additional technical information This EPD is applicable to different products of natural stone, which are used in the construction and building industry. The analysis of the product life cycle includes production of the basic materials, transport of the basic materials, manufacture of the product and the packaging materials and is declared in module A1-A3. On site waste treatment is also declared in module A3 Neither use-phase nor end-of-life is included in the LCA calculation. This needs to be considered on next level by the evaluation of buildings. Transport to the building site (A4) Name

Value

Unit

Litres of fuel [truck] 0.00135 l/100km Litres of fuel [train] 0,00474 L/100km Transport distance 411 km Capacity utilisation (including empty 85 % runs) 3 Gross density of products transported 2744 kg/m 80% distance with truck and 20% distance with train

4

Environmental Product Declaration EUROROC – Tiles and Slabs from natural stone

123


124

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

Lettura della EPD di prodotto

Programma di Certificazione EPD

Tipologia Prodotto

Nome Azienda


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

125

Informazioni sul produttore

UnitĂ dichiarata 1 tonnellata di quarzite*

* 1 tonnellata di lastre di quarzite, con superficie non lavorata, con bordi rifilati (sawn) o non (broken)


126

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

Caratteristiche tecniche del prodotto

UnitĂ funzionale

Confini del sistema


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

127

Definizione degli scenari assunti nellâ&#x20AC;&#x2122;analisi

Service life

Ipotesi sulla installazione (fase A5)

Ipotesi sul trasporto (fase A4)

Fase dâ&#x20AC;&#x2122;uso (fasi B1B7)

Ipotesi di fine vita (fasi C1, C3, C4)

e relativo trasporto (fase C2)


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lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

Indicatori di Impatto da analisi LCA

Consumo di risorse


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

129

Fine vita — flussi di rifiuti

Fine vita — flussi di output

Informazioni aggiuntive sulle ipotesi assunte nella LCA su:

1)

elettricità

sostanze pericolose

2)

3)

4)

trasporti qualità ambientale indoor


130

lca natural stone • elisabetta palumbo

Bibliografia Alcorn A. 1998, Embodied Energy Coefficients for Building Materials, Centre for Building Performance Research, Victoria University of Wellington, New Zealand. Alcorn A. 2001, Embodied Energy and CO2 Coefficients for New Zealand Building Materials. Centre for Building Performance Research, Victoria University of Wellington, New Zealand. Alshboul A.A., Alzoubi H.H. 2008, Analysis of embodied energy requirements for natural dimensioned stone production in Jordan, “Architectural Science Review”, vol. 51, pp. 124-132. Bianco I., Blengini G.A. 2016, Life Cycle Assessment of Italian ornamental stones. Analysis of processes and development of an adaptable model, in Conference: 1st International Sustainable Stone Conference, Carrara (Italy). Bianco I., Blengini G.A. 2017, Life Cycle datasets of the Italian stone production chain, Resource Efficiency e Sustainable Development Goals: il ruolo del Life Cycle Thinking, in Atti del convegno Rete Italiana LCA, Siena, pp. 236-243. Crishna N., Goodsir S., Banfill PFG, Baker, K. 2010, Final Project Report — Embodied Carbon in Natural Building Stone in Scotland, Heriot Watt University. Crishna N, Banfill PFG, Goodsir S. 2011, Embodied energy and CO2 in UK dimension stone, “Resour Conserv Recy”, 55, pp. 1265-1273, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2011.06.014. Hammond, G.P., Jones C.I., 2008a, Embodied energy and carbon in construction materials, “Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Energy”, vol. 161, pp. 87-98. Hammond G.P., Jones C.I., 2008b, Inventory of carbon and energy (ICE), version 1.6a, University of Bath. Kayan B., Forster A. M., Banfill P., Gower F. 2016, Green maintenance for historic masonry buildings: An option appraisal approach, “Smart and Sustainable Built Environment”, vol. 5, Issue 2, pp. 143-164, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1108/SASBE-05-2015-0010. Mendoza J.M., Oliver-Sola J., Gabarrell X., Josa A., Rieradevall J. 2012, Life cycle assessment of granite applications in sidewalks, “Int J Life Cycle Assess”, vol. 17, pp. 580-592, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1007/s11367-012-0391-1. Mendoza J. M., Feced M., Feijoo G., Josa A., Gabarrell X., Rieradevall J. 2014, Life cycle inventory analysis of granite production from cradle to gate, “Int J Life Cycle Assess”, vol. 19, pp. 153-165, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1007/s11367-013-0637-6. Nicoletti G., Notarnicola B., Tassielli G. 2002, Comparative life cycle assessment of flooring materials: ceramic versus marble tiles, “J Clean Prod”, vol. 10, pp. 283-296, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1016/S0959-6526(01. http://dx.doi.org/10.1016/S0959-6526(01)00028-2. University of Tennessee, Center for Clean Products 2009a, Life-Cycle Assessment of Cladding Products. A comparison of aluminum, brick, granite, limestone, and precast concrete, Knoxville.


panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

University of Tennessee, Center for clean products 2009b, A life-cycle inventory of granite dimension stone quarrying and processing, Report prepared for the Natural Stone Council, disponibile a: https://www.marble-institute.com/pdfs/Granite_LCIv2.pdf. University of Tennessee 2008a, Granite Quarrying and Processing: A Life-Cycle Inventory, Report prepared for the Natural Stone Council, disponibile a: http://isse.utk.edu/ccp/projects/naturalstone/naturalstone.html University of Tennessee 2008b, Sandstone Quarrying and Processing: A Life-Cycle Inventory, Report prepared for the Natural Stone Council, disponibile a: http://isse.utk.edu/ccp/projects/naturalstone/naturalstone.html University of Tennessee 2008c, Limestone Quarrying and Processing: A Life-Cycle Inventory, Report prepared for the Natural Stone Council, disponibile a: http://isse.utk.edu/ccp/projects/naturalstone/naturalstone.html Venkitachalam R. 2008, Environmental Issues in the Building Stone Industry. MSc. Edinburgh: Heriot-Watt University. Traverso M, Rizzo G, Finkbeiner M. 2010, Environmental performance of buildingsmaterials: life cycle assessment of a typical sicilian marble, â&#x20AC;&#x153; Int J Life Cycle Assessâ&#x20AC;?, vol. 15, pp. 104-114, disponibile a: http://dx.doi.org/10.1007/s11367-009-0135-z. Torricelli M.C., Palumbo, E. 2016, Measuring the Environmental Sustainability of the Sandstone of Firenzuola: the contribution of the Life Cycle Assessment, in Conference: 1st International Sustainable Stone Conference, Carrara. UNEP SETAC Life Cycle Initiative 2011, Toward a Life Cycle Sustainability Assessment. Making informed choices on products.

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panorama della letteratura scientifica sulla lca dei materiali litici

Questioni di sostenibilitĂ nel settore dei prodotti litici

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lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici •

Dettaglio della scala interna in rivestimento litico Villa PFF Trento (Foto: Casone Group)

Lettura comparativa dei profili ambientali di prodotti litici La trattazione condotta nei capitoli che precedono propone un possibile framework a cui riferire analisi LCA applicate a materiali e prodotti litici, da cui ricavare gli indicatori utili a effettuare una valutazione delle loro applicazioni quali rivestimenti di facciata. Dalla disamina sono stati esclusi significativi studi reperibili nella letteratura scientifica, che per incoerenza del metodo di caratterizzazione e conseguentemente degli indicatori di impatto (Nicoletti G. et al., 2002)1, o per loro incompletezza (Jones, C.I. et al., 20112; Crishna N. et al., 20113; Gazi A., 20124) risultano disomogenei rispetto ai casi selezionati e precedentemente trattati. Dagli esiti delle analisi precedentemente illustrate (Fig. 2 Cap. 3; Tabb. 4-5 Cap. 4), emerge una eterogeneità nella definizione delle unità di riferimento utilizzate alla base delle valutazioni LCA. Ad eccezione del caso della pietra leccese, infatti, gli studi LCA considerati fanno riferimento genericamente alla tonnellata di prodotto tagliato in lastre o al metro cubo di materia prima litica, senza alcuna ulteriore precisazione rispetto alle caratteristiche dimensionali (come ad esempio lo spessore) del prodotto litico in base a specifici usi in casi applicativi. Mentre entrambe le EPD riferite ai materiali litici (quarzite di Oppdal e materiali litici lavorati presso Euro-Roc) pur riferendo i risultati sulla tonnellata di prodotto, elaborano gli indici rispetto a uno specifico valore dimensionale del prodotto ovvero lo spessore (Tab. 5, Cap. 4).

1 Le categorie di impatto, tratte dal metodo Eco-Indicator, sono espresse in valori percentuali. Si veda Nicoletti G. M. et al., 2002. 2 Le categorie di impatto trattate riguardano solo i MJ (Embodied Energy) e la CO2 eq (Embodied Carbon). Si veda Jones C.I. et al., 2011. 3 La ricerca tratta più materiali litici (calcare, arenaria, granito, ardesia), mentre l’impatto è riferito all’unico indice ‘Global Warming Potential’ — Kg CO2/t). Si veda Crishna N. et al., 2011. 4 Lo studio esprime l’impatto ambientale del materiale litico utilizzando unicamente il valore di Global Warming Potential, espresso in g CO2-eq/tile. Si veda Gazi A. et al., 2012.


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lca natural stone • elisabetta palumbo

Fig. 1 Unità dichiarata versus Unità funzionale (rielaborata da Simonen K., 2014)

Declared Unit Quantity/100m2

Function siding every 50 years

pagina a fronte Tab. 1 Overwiew degli studi LCA e delle dichiarazioni ambientali di prodotto riguardanti i materiali litici

Duration replace at 30 years

Functional Unit Quantity/100m2 + Performance

Quality 1 hour fire rated

Maintenance sealant every 5 years

Nel caso di prodotti da costruzione che possono essere utilizzati in diversi impieghi, la definizione della unità di riferimento è un aspetto rilevante e complesso, come ampiamente segnalato in letteratura. Il ricorso all’Unità Funzionale (Functional Unit) permette infatti di ‘quantificare’ la prestazione di un materiale/prodotto/sistema e deve perciò essere utilizzata come unità di riferimento per lo studio LCA (AA.VV., 2012). Nel caso di prodotti in cui il numero delle possibili applicazioni è ampio e diversificato (ad esempio, un metro cubo di calcestruzzo che potrebbe essere utilizzato per una colonna o per una carreggiata, o una lastra di pietra che può essere utilizzata in diversi sistemi di rivestimento), l’unità funzione non può essere adottata (Simonen K., 2014; Bjørn A., 2018), e si considera al suo posto la Unità Dichiarata (UD-Declared Unit). Nel caso della pietra, quest’ultima identifica una quantità di semilavorato (lastre generiche) o uno specifico prodotto, senza tuttavia precisarne la destinazione di impiego (Fig. 1). La UD, riferita solitamente al prodotto e utilizzata come elemento di riferimento nella EPD (EN 158045), sostituisce la ‘unità funzionale’ se la funzione specifica di un 5 cfr. 3.3 Declared Unit-quantity of a construction product for use as a reference unit in an EPD for an environmental declaration based on one or more information modules (EN 15804:2008).


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici

Materiale e Prodotto/Acronimo

Densità Fonte

Paese

Unità

/Anno

Dichiarata

Analisi

Italia,

LCA

2008

1 tonnellata di lastre di spessore 2/3 cm

Pietra Serena di Firenzuola in lastre tagliate e finite/PSINT

2,58 t/m3

Pietra Serena di Firenzuola in lastre tagliate e finite/PSEST

2,58 t/m3

Analisi LCA

Italia,

Pietra leccese di Cursi (Lecce) in chianche tagliate e finite/PLCH

1,63 t/m3

Analisi LCA

Italia,

Pietra leccese di Cursi (Lecce) in lastre tagliate e finite/PLTS

1,63 t/m3

Analisi LCA

Italia,

Quartzite di Oppdal in lastre a spacco, con spigoli vivi o arrotondati/QSSQ

3

2,70 t/m

Quartzite di Oppdal in lastre tagliate, a spigoli vivi o arrotondati/QSGR

2008

2016

2016

1 tonnellata di lastre di spessore 5 cm 1 tonnellata di chianche spessore 4 cm 1 tonnellata lastre spessore 2 cm

EPD

Norvegia, 2015

1 tonnellata di materiale, spessore 1,2 cm (con o senza squadratura die bordi)

2,70 t/m3

EPD

Norvegia, 2015

1 tonnellata di materiale, spessore 3 cm

Pietra naturale di provenienza eterogenea e determinata massa volumica in lastre prodotte da 10 aziende associate a EUROROC/ERDE

2,74 t/m3

EPD

Perlato di Sicilia (Marmo di Custonaci) nelle generiche tipologie A e B/CMLS

2,65 t/m3

Analisi LCA

Italia,

Marmo di Carrara generiche tipologie A e B/MCLS

2,71 t/m3

Analisi LCA

Italia,

Granito in lastre per facciate prodotte in Germania di provenienza eterogenea (50% Cina, 7% Germania e 43% resto d’Europa)/ÖKGR

2,60 t/m3

Calcare in Lastre per facciate prodotte in Germania di provenienza eterogenea (50% Cina, 7% Germania e 43% resto d’Europa)/ÖKCL

2,60 t/m

3

Germania, 2014

2009

1 tonnellata di lastre, spessore 40 mm

1 metro cubo di lastre di spessore n. d

2011

1 metro cubo di utile spessore n. d.

LCA Dataset (Ökobaudat)

Germania, 2016

1 metro quadro di utile lastre di, spessore 3 cm

LCA Dataset (Ökobaudat)

Germania, 2016

1 metro quadro di materiale utile, spessore 4 cm

137


138

lca natural stone • elisabetta palumbo

Fig. 2 Individuazione degli spessori adottati nella valutazione degli impatti da tonnellata di prodotto al m2 di rivestimento

PIETRA LECCESE (PL) LASTRE

2 cm

CHIANCHE

4 cm

3 cm

spessori commerciali

5 cm

PIETRA SERENA (PS) 2 cm spessori commerciali

3 cm 5 cm

MARMO DI CUSTONACI (CM) 2 cm spessori ipotizzati nel presente studio

3 cm 5 cm

QUARZITE DI OPPDAL (QL) 1,2 cm 3 cm

da dichiarazione produttore EPD

EUROROC (ER) da dichiarazione produttore EPD

4 cm

ÖKOBAUDAT (ÖK) CALCARE

GRANITO

pagina a fronte Fig. 3 Relazione tra spessore della lastra e rendimento al m2 di rivestimento, ottenibile per singolo materiale litico analizzato

3 cm

2 cm

8 cm

4 cm

definiti da bancadati

prodotto, rispetto all’edificio, non può essere definita o non è nota. Secondo la norma EN 15804, deve essere utilizzata qualora uno studio LCA non copra l’intero ciclo di vita ‘dalla culla alla tomba’ (from cradle to grave) ma solo alcuni moduli, come ad esempio la fase ‘dalla culla al cancello’ (from cradle to gate) (Fig. 1, Cap. 3). Per le fasi cradle to gate, la corretta comparabilità tra prodotti simili (‘apples with apples’) per i quali le prestazioni in funzione dell’uso non sono definibili, viene assicurata pertanto definendo le caratteristiche dimensionali del prodotto assunte come riferimento per la


Pietra leccese — lastre Pietra leccese — chianche 8 cm

Pietra serena

4,8

Marmo di Custonaci Quarzite di Oppdal Euroroc

7,8 5 cm

Ökobaudat — granito 12,3

Ökobaudat — calcare

9,6 9,1

4 cm

12,6 15,3

12,8 12,6 3 cm

13,1 20,4 12,3 19,2 18,9 19,6

2 cm

30,7 1,2 cm

30,9 m2 rivestimento 4,8

7,8 9,61

12,3

15,3

20,4

30,9

UD: si parlerà così di 1 m2 di lastre di pietra di determinato spessore o anche di 1 ton di lastre di pietra di determinato spessore. A partire da quanto indicato in Tabella 1 e al fine di assicurare la comparabilità fra i dati che permetta di confrontarli in termini di indicatori ambientali di prodotto, di seguito viene riportato un confronto riferito a 1 m2 di lastre ipotizzando, quando non specificato, spessori compatibili all’impiego di quel dato materiale litico come rivestimento.


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lca natural stone • elisabetta palumbo

Potenziale di riscaldamento globale GWP-(kg CO2 equivalente)

40 35 30 Kg CO2 equivalente

Fig. 4 Analisi comparativa riferita a 1 m2 di rivestimento rispetto all’indicatore GWP (kg CO2 equivalente)

25 20 15 10 10 5 0

pagina a fronte Fig. 5 Analisi comparativa riferita a 1 m2 di rivestimento rispetto all’indicatore AP (kg SO2 equivalente) Fig. 6 Analisi comparativa riferita a 1 m2 di rivestimento rispetto all’indicatore POCP (kg C2 H4 equivalente)

1,2 cm

2 cm 3 cm 4 cm spessore dell’investimento

5 cm 8 cm

Gli spessori a cui si fa riferimento nella definizione dei profili ambientali delle differenti lastre litiche sono quelli rappresentati nella Fig. 2. Pertanto, conoscendo la densità del materiale e noti gli spessori, si determina la resa della tonnellata del blocco rispetto al m2 di lastra ottenibile (Fig. 3), da cui si ricavano gli indicatori relativi a: potenziale di Riscaldamento Globale (kg CO2 equivalente), Acidificazione (kg SO2 equivalente) e Ossidazione fotochimica potenziale (kg C2H4 equivalente) (Figg. 4-6). Dall’analisi comparativa emerge che i valori più elevati per i tre indicatori GWP,AP e POCP — cioè gli impatti maggiori —, si hanno per gli spessori 2 e 3 cm nel processo relativo al granito registrato dalla banca dati tedesca Ökobaudat. La lastra di spessore maggiorato (8 cm), che è un elemento litico tagliato grossolanamente, quindi prodotto con una minore richiesta di risorse energetiche, presenta invece gli indici meno critici. Uno scenario simile è rintracciabile confrontando le lastre in pietra leccese con le chianche, poiché queste ultime (Cap. 3) provengono da cicli produttivi meno laboriosi. L’altro materiale a cui corrispondono alti valori di impatto è la pietra naturale di provenienza eterogenea, analizzata nella EPD riferita alle 10 aziende tedesche appartenenti al consorzio Euro-Roc. Benchè la provenienza dei materiali non sia esplicitata nella dichiarazione ambientale di prodotto, è ragionevole supporre che tale esito sia attribuibile all’approvvigionamento della materia prima. In analogia con quanto registrato dalla banca dati


questioni di sostenibilitĂ nel settore dei prodotti litici

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Acidificazione potenziale-(kg CO2 equivalente) 40 35

Kg SO2 equivalente

30 25 20 15 10 10 5 0

1,2 cm

2 cm 3 cm 4 cm

5 cm

8 cm

spessore rivestimento Quarzite NO Euro-Roc DE

Ossidazione fotochimica potenziale (kg C2H4 equivalente)

Okobaudat_gr DE

40

Okobaudat_calc DE

35 M Custonaci IT (a)

Kg C2H4 equivalente

30 M Custonaci IT (b)

25

M Carrara IT (a)

20 15

M Carrara IT (b)

10

P. Serena IT

10

P. Leccese_La IT

5 0

P. Leccese_Ch IT

1,2 cm

2 cm

3 cm

spessore rivestimento

4 cm

5 cm

8 cm


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lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Tab. 2 Comparazione degli indicatori d’impatto dei quattro litoidi italiani (marmo di Custonaci, marmo di Carrara, pietra Serena e pietra Leccese) riferiti a 1 m3 di lastre Tab. 3 Comparazione degli indicatori d’impatto tra marmo di Custonaci, marmo di Carrara, pietra Serena e pietra Leccese riferiti a 1 ton di lastre per pavimentazione

Ökobaudat per materiali simili, si può supporre infatti che l’origine sia solo in piccola parte locale (7%) e sia invece prevalente l’importazione dalla Cina (50%) e da altri Paesi europei (43%). Per tutti gli altri materiali analizzati, a parità di spessore, i valori degli indicatori di impatto risultano sufficientemente allineati tra loro. Impatti associati alla produzione di unità di prodotto litico italiano Gli indicatori di impatto determinati per la pietra serena di Firenzuola e la pietra leccese di Cursi (Cap. 3) sono gli esiti di analisi condotte sulla base di dati primari raccolti presso aziende rappresentative della specifica produzione e che, per dimensione aziendale e tecnologie adottate, risultano anche rappresentative della condizione produttiva che si riscontra in media nell’industria litica, rispettivamente dell’Italia centrale e meridionale. Gli indicatori calcolati per questi due materiali costituiscono studi originali nell’ambito della letteratura in materia di LCA applicata a prodotti del settore italiano. Escludendo altri dati reperibili in letteratura, ma di minore affidabilità, precisione e applicabilità (Cap. 4), le uniche altre fonti che forniscono indicatori comparabili riferiti alla produzione nazionale sono relativi a due tipologie di marmo: quello siciliano di Custonaci (Traverso et al., 2010) il marmo di Carrara (Nicoletti et al. 2002; Liguori V. et al., 2008). Disponendo di dati coerenti relativi ai 4 materiali, è quindi possibile operare confronti. Per farlo, in base a quanto dispone la normativa tecnica europea di recente emanazione (EN 15804:2014) per le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) del settore delle costruzioni, è necessario disporre obbligatoriamente per ciascuno dei sei indici riconosciuti inoltre, per l’aggregazione dei dati in indicatori, lo standard fa riferimento a Fattori di caratterizzazione (FC) della European reference Life Cycle Database (ELCD), elaborati dalla Directorate General del Joint Research Centre (JRC) della Commissione Europea. Sulla base dei parametri indicati dallo standard EN e utilizzando CML-IA baseline come metodo comune di caratterizzazione, viene quindi fornita la valutazione comparativa tra i quattro materiali litici italiani: pietra serena di Firenzuola, pietra leccese di Cursi, perlato di Sicilia e marmo di Carrara. Dei sei indici indicati dalla EN si analizzano in particolare: potenziale di riscaldamento globale (GWP), potenziale di acidificazione (AP), potenziale di eutrofizzazione (EP) e ossidazione fotochimica (POCP) — rispettivamente per metro cubo e per tonnellata di lastre. I risultati del confronto sono riassunti nelle Tabelle 2 e 3.


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici

Indicatori di impatto Tipologia litoide

GWP (kg CO2 eq)

POCP (kg C2H4 eq)

AP (kg SO2 eq)

EP (kg PO4--- eq)

Perlato di Sicilia

186,5*-257,5**

0,03*-0,037**

0,75*-0,98**

0,062**-0,07*

Marmo di Carrara

37,4**-109,9*

0,015*-0,025**

0,42*-0,79**

0,037*-0,098**

Pietra serena di Firenzuola

132,6

0,010

0,204

0,053

Pietra leccese di Cursi

123,8

0,0059

0,132

0,037

* Tipologia A; ** Tipologia B

Categorie di impatto Tipologia litoide

GWP (kg CO2 eq)

POCP (kg C2H4 eq)

AP (kg SO2 eq)

EP (kg PO4 eq)

Perlato di Sicilia

69,1-95,8

0,011-0,014

0,28-0,36

0,023-0,026

Marmo di Carrara

13,8-40,2

0,005-0,009

0,155-0,291

0,014-0,036

Pietra serena di Firenzuola

81,1

0,004

0,080

0,030

Pietra leccese di Cursi

100,1

0,0036

0,081

0,023

Da un primo raffronto puramente numerico, i dati sugli impatti espressi per volume di materiale, sembrano evidenziare un disallineamento in quasi tutte le categorie. Discrepanza che riguarda principalmente gli indicatori ‘potenziale di Riscaldamento Globale (GWP)’ e ‘Acidificazione potenziale (AP)’, come si osserva meglio passando dal metro cubo alla tonnellata di prodotto, che rappresenta la unità a cui riferirsi nel confronto tra prodotti litici (rif. PCR Marble or other calcareous stone, granite, sandstone and monumental or building stone), poiché risente della densità6 propria di ciascun materiale (Fig. 7). Gli esiti ottenuti dal confronto mettono in evidenza la differenza nelle tecniche di coltivazione e di lavorazione dei differenti materiali analizzati. Ad operazioni condotte ricorrendo in misura consistente a energia elettrica corrisponde peso maggiore del GWP, mentre l’impiego di motori a combustione, specie nelle operazioni di cava, incide sensibilmente sulI’indicatore AP. Impatti del settore dei materiali litici secondo l’approccio Life Cycle Sintetizzando i risultati ottenuti dall’applicazione della LCA a singoli materiali litici nelle fasi la filiera della lavorazione dei prodotti litici in genere. 6 Vale la pena ricordare il legame tra densità del materiale e requisiti da soddisfare in fase d’uso quali durabilità, affidabilità e resistenza meccanica (Giuffrida, A., 2010). E ancor più nel caso specifico dei rivestimenti di facciata, il fattore incide maggiormente sul calcolo delle parti strutturali dell’edificio e conseguentemente nella scelta del più adeguato sistema di posa (Gottfried, A., 2003).

143


144

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Fig. 7 Peso specifico relativo ai litoidi italiani analizzati

marmo di Carrara

2710

marmo di Custonaci

2650

pietra serena di Firenzuola pietra leccese di Cursi 0

pagina a fronte Fig. 8 Contributo dell’impatto dato dal trasporto (A4) sulla LCA condotta su una tonnellata di lastra di quarzite (rielaborata da EPD Minera skype) Fig. 9 Contributo dell’impatto dato dal trasporto (A4) sulla LCA condotta su un m2 di lastra di rivestimento in basalto (rielaborata da EPD Naturstein montering AS)

2550 1630 1500 kg/m3

3000

La valutazione della sostenibilità nell’utilizzo della pietra come materiale da costruzione dipende essenzialmente da due fattori: il bilancio tra il suo uso come risorsa rinnovabile e l’impatto ambientale che produce durante il proprio ciclo di produzione. I dati necessari per computare tale bilancio risultano non disponibili o insufficienti, a causa della arretratezza del settore o della complessità delle analisi (De Joanna P., 2016). Uno studio accurato di singole filiere produttive, condotto con metodiche scientificamente riconosciute e normativamente ammissibili, può colmare tale gap conoscitivo, come mostrano i risultati qui documentati, seppure limitatamente a tre — quantunque rilevanti — dei numerosi comprensori litici italiani. Al fine di poter trasferire l’approccio anche ad altri distretti litici, di seguito viene fornito un approfondimento relativamente agli impatti dovuti ai trasporti e alle fasi di taglio e finitura dei prodotti, che rappresentano i due aspetti di maggior rilievo in termini di LCA. Impatti e trasporto dei materiali Nel settore delle costruzioni, i trasporti pesano in misura rilevante sugli impatti ambientali dei processi e ne accompagnano tutto lo svolgimento: dalla movimentazione delle materie prime dai luoghi di approvvigionamento a quelli di trasformazione, fino alla fornitura di materiali e componenti ai singoli cantieri. Nei materiali litici, a causa della loro massa elevata, tali aspetti risultano particolarmente rilevanti e sono accentuati dall’inteso flusso di scambi internazionali che caratterizza il settore: nei primi sei mesi del 2016, solo il settore lapideo italiano ha esportato 1.862.757 tonnellate di pietra naturale del valore complessivo di 970.313.177 euro7. 7

Istat, elaborazione IMM, 2016.


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici

A4 Trasporto in cantiere 25,2 Kg CO2/ton

A4 Trasporto in cantiere 27,3 Kg CO2/mq

Il fenomeno non è limitato naturalmente al solo contesto nazionale: un’indagine sul mercato della pietra naturale in UK (Crishna et al., 2011) evidenzia come il materiale importato da paesi come la Cina e l’India può comportare carichi ambientali, in termini di embodied carbon (kgCO2), fino a sei volte superiori rispetto al materiale di provenienza locale. Utilizzando dati più recenti e specifici, è possibile riscontrare queste evidenze analizzando il peso dei trasporti nelle due delle EPD riguardanti la quarzite di Oppdal (Minera Skyper; rif. A-B in Tab. 4.5 di Cap. 4) e il basalto del Fujian (Naturstein montering AS; rif. F in Tab. 4.5 di Cap. 4), entrambe con previsione di consegna in cantiere nella città di Oslo (Fig. 10). In particolare, nello scenario A (Fig. 8) il materiale viene estratto e lavorato ad Oppdal, nella zona centro-nord della Norvegia, e installato genericamente nella città di Oslo (ca. 400 km), mentre in B (Fig. 9) il materiale dopo essere stato estratto e lavorato (distanza tra cava e stabilimento circa a 12 km) nella provincia del Fujian in Cina, viene trasportato nel porto di Xiamen (470 km), da cui, attraverso il Canale di Suez raggiunge prima la città di Rotterdam (18411 km), e poi, con un container più piccolo, il porto di Oslo (1028 km), fino ad arrivare nel luogo di installazione (a 5 km distanza dallo scalo).

145


146

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Oppdal (NP) Oslo (NP) 1 ton

25,2 kgCO2 equivalente

400 km

Fujian (CN) Rotterdam (NL) Oslo (NP)

302,3 kgCO2 equivalente

470 km 18411 km 1028 km 5,3 km

Fig. 10 Potenziale di riscaldamento globale (kg CO2 eq) relativo al trasporto di una tonnellata di prodotto (fase A4 dello standard EPD) tra scenario A (400 km) e scenario B (ca. 19914 km) (rielaborazione dell’autore sulla base dei dati desunti dalle EPD specifiche dei produttori) pagina a fronte Fig. 11 Rivestimenti litici sottili vs paramenti massivi: influenza del trasporto sull’indicatore ‘risorse abiotiche’ (rielaborata da Ioannidou, D. et al., 2014)

È evidente come la provenienza del materiale dalla Cina (scenario B) determini valori di impatto sulle emissioni di CO2 legate al trasporto superiori di circa 12 volte quanto previsto nello scenario A, in cui il materiale è estratto e lavorato in un contesto territoriale più prossimo (Fig. 10). Ulteriori stime della incidenza del trasporto della pietra naturale in diversi scenari applicativi riguardano nello specifico la movimentazione delle lastre finite destinate a rivestimenti di facciata (Iannidou et al., 2014). Lo studio (vedi precedente Cap. 4), confronta il consumo di risorse abiotiche (Abiotic depletion) prodotto dal trasporto su autocarro del solo materiale litico in quattro differenti sistemi di pareti — 6 cm (sistema A), 12 cm (sistema B), 30 cm (C monostrato) e 50 cm (doppia pelle) —, concludendo che, per percorsi inferiori ai 190 km i rivestimenti massivi in pietra (30 e 50 cm) hanno un profilo migliore rispetto a quelli più sottili, mentre per distanze superiori ai 430 km la soluzione più leggera risulta essere preferibile (Fig. 11). Nella globalità della valutazione d’impatto della soluzione tecnica, tuttavia, gli autori dello studio ritengono che, utilizzare soluzioni a rivestimento sottile determini un impatto globale minore rispetto all’utilizzo di strutture massive litiche realizzate con materiale proveniente da distanze superiori ai 450 km circa. Modalità di trasporto ambientalmente meno impattanti, come ad esempio la rete ferroviaria, innalzerebbero probabilmente i limiti relativi alle distanze kilometriche.


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici

0,9

A (6 cm)

Abiotic Depletion Impact (kg Sb eq.)

0,8 0,7

B (12 cm)

0,6

C monostrato (30 cm)

0,5

C doppia pelle (50 cm)

0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

50

100 150 Distanza (km)

200

Un’ulteriore possibile strategia di riduzione degli impatti derivanti dai trasporti, non ancora evidenziato in letteratura, è quella di rendere maggiormente efficiente la movimentazione della materia prima tra sito estrattivo e località di produzione. Anche quando tali distanze non siano particolarmente rilevanti, una razionalizzazione della logistica permetterebbe di migliorare il profilo ambientale della produzione di un intero distretto litico. A questo proposito, un’indagine pubblicata dalla Internazionale Marmi e Macchine di Carrara (Napoli S.M., 2004) sul comprensorio apuo-versiliese, mette in evidenza le ripercussioni che i trasporti giornalieri da cava a stabilimento provocavano sul territorio e sull’ambiente, anche per effetto del rapporto di circa 1:3,5 fra materiale destinato all’uso primario e frazioni di risulta, che devono comunque essere movimentate. Di maggiore efficacia e fattibilità immediata appaiono invece le azioni che possono essere adottate per razionalizzare i cicli produttivi, in termini di riduzione di consumi energetici ed emissioni, fra cui certamente quelle dovute ai trasporti. Una migliore logistica, mezzi più moderni e meno inquinanti per la movimentazione del materiale tra cava e siti di lavorazione potrebbero essere i primi passo. Influenza del taglio e delle finiture superficiali nell’impatto ambientale Una ulteriore criticità, oggetto di diverse indagini documentata dalla letteratura tecnica, è collegata agli impatti dovuti alle fasi di taglio e di trattamento superficiale, operazioni diverse

147


Quary 2

Quary 1

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Flaming Sawing Production

Photochemical oxidation

Terrestrial ecotoxicity

Maine aquatic ecotoxicity

Fresh water aquatic ecotoxicity

Uman toxicity

Ozone layer depletion (ODP)

Global warming (GWP 100)

Eutrophication

Quary Acidification

Fig. 12 Contributo relativo a ciascuna fase del processo produttivo, nelle due cave analizzate, sul totale dell’impatto ambientale di una lastra di rivestimento (40x40x4 cm) (rielaborata da Ioannidou, D. et al., 2014)

Abiotic depletion

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Relative Environmental of each process

148

ma che richiedono entrambe processi a elevata intensità energetica, e dunque effetti negativi sull’impatto. Focalizzando l’attenzione sulla fase di taglio delle lastre, le analisi LCA condotte sulla pietra serena e quella leccese evidenziano consumi energetici differenti per il taglio geometrico delle lastre, cosiddetto ‘casellario’, o per i tagli irregolari, in gergo chiamati ‘fuori squadro’. A parità di metro quadrato di rivestimento, il taglio casellario comporta un consumo energetico di circa la metà rispetto al taglio irregolare, richiedendo quest’ultimo una tempistica maggiore. Tali consumi, come era immaginabile supporre, possono diminuire in maniera sostanziale, quasi dimezzandosi, se i macchinari utilizzati sono di nuova generazione. Gli impatti dovuti alle operazioni di finitura superficiale presentano valori molto differenziati, dipendenti indubbiamente dalle diverse tecniche di lavorazione (sabbiatura, fiammatura, bocciardatura, etc) e dal livello di scalfitura che si intende esercitare sulla superficie litica. Nel caso della pietra serena esse sono la causa di circa il 33% dell’impatto totale, quando la rugosità epidermica è lieve (levigatura). Questi valori si allineano a quanto documentato in letteratura (Gazi et al., 2012) e in particolare dallo studio condotto dall’ETH di Zurigo (Ioannidou et al., 2014), che in particolare


questioni di sostenibilità nel settore dei prodotti litici

individua impatti sull’indicatore ‘ecotossicità acquatica8’ legati al processo di taglio, e sul potenziale di riscaldamento globale (GWP) dovuti alla fiammatura, con differenze di circa il 20% passando dalla esecuzione manuale a quella meccanizzata (Fig. 12). Infine, la conferma che la correzione di alcune variabili nei cicli produttivi possa determinare considerevoli benefici sulla riduzione degli impatti, proviene da uno studio LCA sulla filiera del granito spagnolo (Mendoza J.M.F. et al., 2014), in cui si dimostra come l’utilizzo di un telaio multifilo piuttosto del tradizionale multilama permetta di raggiungere risparmi sui consumi idrici dell’ordine del 30%, del 40% su quelli energetici e un aumento fino all’80% del materiale utile rispetto alla superficie del singolo prodotto in granito lucidato. L’esigenza di intervenire sulla innovazione tecnologica delle imprese soprattutto come miglioramento nell’efficienza produttiva non è sicuramente un elemento nuovo per la filiera dei materiali litici. Lo confermano le indagini di settore che indicano la crescente diffusione del filo diamantato nelle attività estrattive in cava in ambito europeo (circa il 20% nel decennio 2001-2010) e in parte nella lavorazione, anche se per ora con tassi di penetrazione più ridotti (5%).

Bibliografia AA.VV. 2012, EeBGuide Guidance Document Part B: Buildings, Report del progetto ‘EeB. ENV.2011.3.1.5-2: Operational guidance for Life Cycle Assessment studies of the Energy — Efficient Buildings Initiative’. Bjørn A., Owsianiak M., Laurent A., Olsen S.I., Corona A., Hauschild M.Z. 2018, Chapter 8 — Scope Definition, in Hauschild M. Z., Rosenbaum R. K., Olsen S.I., Life Cycle Assessment — Theory and Practice, Springer. Crishna N., Banfill P., Goodsir S. 2011, Embodied energy and CO2 in UK dimension stone, “Resour. Conserv. Recycl.”, 55, pp. 1265-1273. De Joanna P. 2016, Architettura e materiali lapidei. Strategie sostenibili e processi estrattivi, Maggioli, Santarcangelo di Romagna (RN). Gazi A., Skevis G., Founti M.A. 2012, Energy efficiency and environmental assessment of a typical marble quarry and processing plant, “Journal of Cleaner Production”, 32, pp. 10-21. Iannidou, D., Zerbi S., Habert G. 2014, When more is better e Comparative LCA of wall systems with stone, “Building and Environment”, 82, pp. 628-639.

8 Indicatore non analizzato in tutti e quattro i litoidi italiani: marmo di Custonaci, marmo di Carrara, pietra Serena e pietra Leccese.

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150

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Jones C.I., Life Cycle Energy consumption and environmental burdens associated with energy technologies and buildings, Thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy, University of Bath Department of Mechanical Engineering, April 2011. Liguori V., Traverso M., Rizzo G. 2008, Marble quarrying: an energy and waste intensive activity in the production of building materials, “WIT Transactions on Ecology and the Environment”, Vol 108. Mendoza J.M., Feced M., Feijoo G., Josa A., Gabarrell X., Rieradevall J. 2014, Life cycle inventory analysis of granite production from cradle to gate, “Int J Life Cycle Assess”,19, pp. 15365. Mendoza J.M., Oliver-Sola J, Gabarrell X, Josa A, Rieradevall J. 2012, Life cycle assessment of granite applications in sidewalks, “Int J Life Cycle Assess”, 17, pp. 580-592. Napoli S.M. (a cura di) 2004, Distretto industriale lapideo: realtà e prospettive future, Carrara. Nicoletti G. M., Notarnicola B., Tassielli G. 2002, Comparative Life Cycle Assessment of flooring materials: ceramic versus marble tiles, “Journal of Cleaner Production”, vol. 10, Issue 3, pp. 283-296. Product Category Rules 2009, Marble or other calcareous stone, granite, sandstone and monumental or building stone. Simonen K., 2014, Life Cycle Assessment, Taylor & Francis Ltd, London, pp. 182. Traverso M., Rizzo G., Finkbeiner M. 2010, Environmental performance of buildings materials: life cycle assessment of a typical sicilian marble “Int J Life Cycle Assess”,15, pp. 104-114, rintracciabile a http://dx.doi.org/10.1007/s11367-009-0135-z. University of Tennessee, Center for clean products 2009, A life-cycle inventory of granite dimension stone quarrying and processing. Report prepared for the Natural Stone Council, rintracciabile a: https://www.marble-institute.com/pdfs/Granite_ LCIv2.pdf.


il rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

Dal prodotto litico alla soluzione tecnica nel Life Cycle Affinché le prestazioni ambientali di un prodotto da costruzione siano valutate con pertinenza nell’ottica Life Cycle rispetto all’uso a cui è destinato, sono necessarie analisi sulla fase produttiva (cradle to gate) accompagnate da un giudizio di sostenibilità esteso alla sua destinazione d’uso e possibilmente alla fine vita. La relazione fra le dichiarazioni ambientali dei prodotti da costruzione e la valutazione ambientale a livello di edificio è uno dei nodi più significativi da affrontare ed esplicitare, in quanto si tratta di riferire tutte le informazioni a determinate ipotesi di scenario (Gargari, C. et al., 2009). In sostanza, è necessario definire in modo chiaro, inequivocabile e trasparente cosa valutare, e quindi dichiarare, sia a livello di prodotti da costruzione circa le prestazioni ambientali nel ciclo di vita e cosa valutare, e quindi dichiarare, sia a livello di edificio, considerando come riferimento un determinato ‘scenario’ di progetto, di contesto climatico, di modalità d’uso, etc. (Torricelli et al., 2008, 2010). Se le dichiarazioni sulle prestazioni ambientali dei prodotti da parte dei produttori contenessero informazioni riferite alle soluzioni tecniche che rappresentano la migliore pratica di impiego dei prodotti stessi in rapporto a determinati contesti climatici e di mercato, per ottenere una valutazione delle prestazioni ambientali dell’edificio, basterebbe che il progettista assumesse tali dati rispetto al proprio progetto. Ma risulta evidente quanto sia difficile percorrere questa strada aprioristicamente. Quando si emette una EPD specifica di prodotto si possono inserire delle ipotesi di scenario, ma in quanto tali restano legate alle ipotesi assunte; dunque la rielaborazione da parte del progettista resta essenziale. Ad esempio, per la valutazione della fase di distribuzione del prodotto dal gate al cantiere, se si considerano la distanza dallo stabilimento di produzione a un ipotetico cantiere, la tipologia di mezzo di trasporto e la portata, il calcolo dell’impatto per le quantità presenti nel progetto è frutto di una semplice operazione aritmetica. Lo stesso non può dirsi per la fase d’uso dove le variabili e il livello delle informazioni da prevedere sono molteplici e fortemente legate alla localizzazione


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pagina a fronte Fig. 1 Inquadramento dei casi studio analizzati e identificazione delle fasi prese in esame nell’analisi LCA

dell’intervento, al clima ma anche alla esposizione (significativa per litoidi in involucri di facciata) e alle modalità di installazione in opera (a secco, a umido), etc. Un valido esempio di EPD connesso a un prodotto della pietra naturale contenente valutazioni oltre i confini dello stabilimento produttivo (from cradle to gate with options) è quello della quarzite di Oppdal (Norvegia) dell’azienda Minera Skyper (vedi nel capitolo 4). Come si vedrà di seguito, per poter essere applicato a contesti reali, anche un EPD accuratamente predisposto necessita di rielaborazioni da parte del progettista. Esplorare le relazioni fra il profilo ambientale del prodotto valutato secondo la metodologia LCA, e le prestazioni ambientali del rivestimento litico in diverse possibili applicazioni e in specifici contesti, costituisce l’obiettivo di questa sezione di testo, che affronta il tema analizzando una serie di realizzazioni significative reperite nel panorama architettonico attuale. I casi studio, suddivisi in sei ambiti tematici (arredo urbano, grandi superfici, retail, stazioni, edilizia abitativa, sport e fitness) (Fig. 1) vengono analizzati seguendo i criteri proposti dagli standard normativi (Fig. 2), come di seguito illustrato: • A1-A3 from cradle to gate riferita alla estrazione della materia prima litica (Modulo A1), al suo trasporto nel laboratorio produttivo (Modulo A2), e alla successiva lavorazione (Modulo A3), adottando il riferimento al peso al m2 di rivestimento. I dati alla base dell’analisi fanno riferimento agli esiti delle analisi LCA per le soluzioni in pietra serena e della pietra leccese, mentre a indicatori desunti da EPD del produttore nel caso della quarzite di Oppdal; • A4 (trasporto) connesso alla consegna del prodotto dal centro produttivo al cantiere. I dati sono analizzati e inventariati adottando il riferimento alla distanza chilometrica da stabilimento produttivo al luogo in cui è localizzato l’intervento oggetto di studio. Inoltre, limitatamente ad applicazioni di pavimentazioni esterne (Piazza Gino Valle a Milano e Piazza Castello in provincia di Bergamo), e di soluzioni di facciata (Walter Benjamin platz a Berlino, museo marittimo a Otranto e piscina comunale di Firenzuola) sono valutati anche i moduli relativi a scenari manutentivi durante la ipotetica vita utile, ed in particolare: • trattamenti protettivi (B2), • trattamenti consolidanti (B3), • sostituzione di parti (B4), solo per le pavimentazioni esterne e per i rivestimenti a secco.


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

Case study — rivestimenti litici Tipologia

Public Area

Big Surface & Office

Retail

Station

Home

Sport & Wellness

Edificio

Fasi analizzate

Piazza Gino Valle (MI)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Piazza Castello Castel Rozzone (BG)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Walter Benjamin Platz Berlino

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Uppsala University Segerstedt house Sweden

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Statnett-Strinda Trondhein Norway

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Centro commerciale Bari Blu (BA)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Finisterrae Cafè (FI)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Stazione metro Copenaghen Denmark

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Stazione marittima Otranto (LE)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Pajara ‘mediterranea’ (LE)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Piscina comunale Firenzuola (FI)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Hotel Risorgimento (LE)

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

Gli scenari manutentivi sono oggetto di analisi solo per quei contesti che risultano essere, in correlazione con quanto desunto dalla pratica1 e da esiti di precedenti ricerche2,3, 1 Informazioni raccolte presso produttori e aziende specializzate nella produzione di prodotti di trattamento per il settore litico). 2 Progetto TI-POT2 su commissione del Consorzio Le città delle pietre ornamentali, cofinanziato dalla Regione Toscana, cfr. Garzonio, C.A., Montanari, F., Torricelli, M.C., (a cura di) 2010. 3 Corcione et al. (2015).

153


154

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Fig. 2 Articolazione in moduli e blocchi di informazione ambientale: sul prodotto, sulle soluzioni tecniche, sull’uso e sull’esercizio dell’edificio. Ad eccezione della fase di produzione (A1-A3), tutte le informazioni vanno riferite a determinate ipotesi di scenario (rielaborata da ISO 21930:2017)

maggiormente significativi rispetto al tema dell’usura (pavimentazioni per esterno), dell’installazione (a umido versus a secco) e della differenza di contesto climatico (urbano-montano e marino). Quest’ultimo livello di analisi è strettamente legato allo scenario di Service Life, che, determinando l’arco temporale a cui riferire la valutazione ‘globale’ applicata all’edificio, è considerato dalla letteratura scientifica uno degli elementi di maggior influenza (Bjørn, Anders et al. 2018), ed è pertanto trattato in un paragrafo dedicato. I moduli riferiti al fine vita — demolizione della parete (C1), trasporto del materiale in discarica (C2) e conseguente smaltimento (C3) — sono valutati solo per i casi con quarzite. Dato l’obiettivo di valutare la sola pelle litica, restano totalmente esclusi dalla valutazione le fasi A5 (installazione in opera), B1 (condizioni d’uso), B6 e B7 (rispettivamente consumi energetici e di acqua nella fase d’uso). Infine, si è scelto di non estendere l’indagine al modulo D, la cui analisi richiede una trattazione dedicata. Pur rivestendo un ambito di grande interesse (par. 1.1) sia l’ambito dei prodotti litici — in quanto investe il delicato tema del reinserimento degli scarti di produzione in nuove filiere — sia l’ambito scientifico, integrando di fatto più approcci metodologici, risulta non sufficientemente esauribile in questo contesto di indagine. I primi esiti di ricerca condotti in tale direzione, limitatamente agli scarti secchi di pietra leccese, sono rintracciabili in un recente articolo scientifico di ambito internazionale (Corcione, C. et al. 2017), frutto del lavoro di ricerca interdisciplinare. Durabilità e determinazione della Expected Service Life Quando dalla valutazione di sostenibilità ambientale alla scala del prodotto si passa ad analizzarne l’impatto rispetto alla sua applicazione in uso, il riferimento alle problematiche legate alla durabilità diventa preponderante. Pertanto, se in generale per una determinata soluzione tecnica, composta da materiali di natura, manutenibilità e longevità differenti, ciò significa definire una durata di vita (Service Life, SL) sulla base di uno scenario di analisi e di condizioni di impiego, per un prodotto litico da rivestimento vuol dire focalizzare l’attenzione sulla sua capacità di mantenere le prestazioni richieste per un dato periodo di tempo. La pianificazione della Service Life di un organismo edilizio è volta ad assicurare, entro termini ragionevoli, che la sua durata di vita attesa, in relazione a piani di manutenzione stabiliti, sia almeno equivalente alla durata di vita stabilita in fase di progettazione (Design Service Life — DSL). Lo standard di riferimento per la valutazione del ciclo di vita per il settore delle co-


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

155

Informazioni sulla valutazione dell’edificio Informazioni supplementari

Informazioni sulla valutazione del ciclo di vita dell’edificio

CRADLE TO GATE WITH OPTION

Inclusioni opzionali 1) 2)

Inclusion optional 1) 2)

C1-C4

D

C1 C2 C3 C4

D

De-costruzione/demolizione

Mandatory 1) Inclusion optional 1)

unità dichiarata funzionale

CRADLE TO GRAVE unità funzionale

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Oltre il confine del sistema

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R) Smaltimento dei rifiuti

Consumo di acqua nella fase operativa

Energia utilizzata nella fase d’uso

Ristrutturazione

Sostituzione

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Riparazioni

A5

Manutenzione

Manifattura

Indispensabile

A4

Uso e applicazione dei prodotti installati

A3

B6-B7

Installazione nell’edificio

A2

B1-B5

Trasporto al sito di costruzione

A1

Trasporto al produttore

A4-A5

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

A1-A3

End of Life fase

Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

no RSL

unità dichiarata

Fase del processo di costruzione

Inclusion optional

RSL 2)

CRADLE TO GATE

Fase di produzione

A1-A3

A4-A5

B1-B7

C1-C4

D

Modulo A1-A3 sezione materiali

Modulo A4-A5 trasporti e messa in opera

Modulo B1-B7 fase d’uso

Modulo C1-C4 end of life

Modulo D informazioni aggiuntive

Dichiarazioni ambientali di prodotto EPD (UNI EN ISO 14025)

Definizione scenari rispetto a: - Trasporto dei materiali in cantiere; - Messa in opera

Definizione scenari rispetto a: - Eventuale dismissione edificio; - Riciclo/smaltimento o riuso di materiali

Definizione scenari rispetto a eventuali benefici da riuso/recupero edifici

Definizione scenari rispetto alla Reference Service Life (RSL) su: - consumi energetici; - cicli manutentivi


156

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Tab. 1 Approccio fattoriale per la definizione della ESL (rielaborata da Sjostrom C., 1996)

struzioni (ISO 21930:2017) definisce, invece, la Reference Service Life (RSL) di un materiale da costruzione, come la “durata di vita nota di un prodotto in determinate condizioni di riferimento”. Più nello specifico delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD), la RSL di un prodotto destinato in un determinato contesto è la “definizione di un insieme di condizioni d’uso che possano servire per stimare la vita utile anche in scenari applicativi differenti” (cfr. 3.25 EN 15804:2012+A1:2013). Dunque a livello di LCA, e nello specifico delle EPD, se il produttore estende la propria analisi (facoltativo) alle altre fasi del ciclo di vita oltre il proprio stabilimento di produzione (gate), deve necessariamente esprimere il valore della RSL rispetto all’uso previsto del prodotto, in uno scenario chiaro, e in relazione alla unità funzionale dichiarata4. Come è facilmente intuibile, tale informazione è funzione di uno specifico contesto costruttivo, tecnologico e ambientale, e non potrà certo essere interpretata come garanzia fornita dal produttore5. Ed è proprio questo il punto più complesso, in quanto i dati specifici sulla durata di vita — o Reference Service Life (RSL) — di un materiale da costruzione, oltre a essere di difficile reperibilità in letteratura, richiedono spesso che ci sia un riadattamento rispetto all’ambito in cui sono stati pensati. A livello europeo sono stati elaborati diversi metodi di analisi e valutazione della durata di vita di sistemi e componenti edilizi che fungano da riferimento per la determinazione della ‘vita operativa (Working Life)’. Tra questi, alcuni riconosciuti di ‘approccio scientifico’, definiscono modelli di sviluppo dello scadimento della struttura adottando analisi sui fenomeni di degrado dei singoli materiali, mentre altri di tipo più sperimentale, annotano l’evoluzione dei fenomeni di degrado attraverso il monitoraggio in opera e ne derivano modelli di obsolescenza. Tra i metodi disponibili per stimare numericamente la durata di vita di un componente o elemento edilizio, si distingue il metodo fattoriale noto come ‘Japanese principle’6, in quanto inizialmente proposto dall’Istituto di architettura del Giappone. La flessibilità e facilità di utilizzo lo hanno di fatto reso una delle metodologie più raccomandate, costituendo anche il riferimento di base per il metodo proposto attraverso la ISO 156867. 4 Si ricorda che ‘l’unità funzionale è definita come la prestazione tecnica quantificata di un sistema o di un edificio, impiegata quale elemento di riferimento per la valutazione LCA (cfr. Par.2.2). 5 Palumbo et al. (2009). 6 Nel 1979, the Architectural Institute of Japan decise di organizzare una commissione tecnica per definire il concetto di disabilità nelle costruzioni. Questo studio portò alla elaborazione del primo documento normativo riguardante la durabilità e la service life dell’edificio e dei suoi componenti. Nel 1989 venne tradotto in inglese sotto il titolo “(Japanese principle) guidance for service life planning of building” (AIJ, 1993). 7 ISO International organization for Standardization basato sulle raccomandazioni del RILEM (International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures) (Frohnsdorff et al. 1996).


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

Componente edilizio

RSL (anni)

Ambiente

Fonte Service Fattori correttivi Manutenzione Life o altre inB C D fo empiriche A

ESL F

(anni)

Tale standard prevede che la Expected Service Life (ESL) di un componente o di un elemento tecnico venga definita moltiplicando la RSL per specifici fattori di correzione (compresi tra 0,8 e 1,2), attraverso la formula data: ESL = RSL x fattore A x fattore B x fattore C x fattore D x fattore E x fattore F x fattore G) dove i fattori A-F sono correlati a: • caratteristiche qualitative riferite alla installazione (A, B e C, rispettivamente qualità dei materiali, della esecuzione dell’opera e della progettazione), • condizioni ambientali dell’ambiente interno (D) ed esterno (E contesto climatico), • uso e manutenzione intesi come livello di utilizzo (tipologia di utenza prevista-F), e programmazione degli interventi di manutenzione (livello previsto — G) (Tab. 1). La centralità del metodo risiede nella determinazione dei fattori correttivi A-G: quanto più essi rispecchiano peculiarità e comportamenti in uso dei materiali e delle tecniche costruttive ad essi connessi, tanto più il metodo è in grado di restituire valori affidabili e pertinenti alla realtà. La serie ISO 15686 è il riferimento utilizzato anche per la definizione della banca dati internazionale ‘Database for the evaluation of building’s service life’ per la raccolta delle Vite Utili di Riferimento dei componenti edilizi, frutto della collaborazione tra il DBCG — Durability of Building Components Group del Politecnico Milano e il CSTB — Centre Scientifique et Tecnique du Bâtiment di Grenoble (Daniotti, B. et al., 2010). Sulla base di tali presupposti si colloca la metodologia sperimentale ‘Method of the variation in the estimated service life and quantification of the sub-factors’ messa a punto da un gruppo di ricercatori portoghesi, seppure sia attualmente limitata ai rivestimenti litici installati a umido (Silva et al. 2014). Tale metodologia, partendo dall’approccio adottato nel metodo dei fattori di cui sopra, e sulla base di monitoraggi condotti su ca. 140 sistemi di facciate in rivestimento litico presenti nella città di Lisbona, restituisce fattori di correzio-

157


158

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Fig. 3 Ambiti di influenza sulla RSL dei rivestimenti litici incollati (rielaborata da Silva et al. 2014)

ne caratterizzati e quantificati rispetto alle peculiarità proprie dei materiali litici, e del loro comportamento in relazione ai fenomeni di degrado e di obsolescenza osservati. Ne deriva quindi che i tre ambiti che influenzano maggiormente il livello di degrado del rivestimento litico sono: l’anno di installazione, la distanza dal mare, il tipo di finitura e le dimensioni delle lastre. Tali ambiti di influenza dipendono, conseguentemente dalla tipologia del litoide (natura petrografica e colore) e dalle caratteristiche dell’edificio in cui questo è installato (orientamento, altezza, esposizione) (Fig. 3). Si noti che lo studio associa dei fattori correttivi a ciascuno degli ambiti di influenza sopra definiti (Tab. 2). In funzione di tali ambiti di influenza e degli opportuni fattori correttivi, la determinazione di un livello ‘accettabile’ di RSL (20%8) può essere determinato dalla seguente equazione (dove TDL= livello — Threshold Degradation Level): TDL = 20%: RSL=(0.20-0.955+0.690 x Distanza dal mare + 0.315 x Tipo di fornitura - 0.059 x Dimensione della lastra di rivestimento 0.03 Di conseguenza tenendo conto delle caratteristiche proprie del materiale (tipologia, colore e finitura), della esposizione dell’edificio (vicinanza al mare, ventilazione), dei fattori climatici (umidità), e adottando l’approccio proposta da Silva et al. (2014), la RSL per le due applicazioni di rivestimento litico di facciata installate a colla risulta essere pari a 55 anni per l’edificio localizzato ad Otranto (Stazione Marittima) e 70 anni circa per quello a Firenzuola (Piscina Comunale). Nel caso dei sistemi di rivestimento su sottostruttura metallica e delle pavimentazioni esterne è stata ipotizzata una Service life di 50 anni. Quest’ultimo arco temporale è stato definito considerando la soglia limite di riferimento indicata dallo studio stesso.

8 Valore definito dagli autori dello studio come la soglia massima accettabile di ‘Reference service life for different threshold (maximum acceptable) degradation levels’, condiviso dalla letteratura scientifica (Table 1 pagina 166, A. Silva et al. / Automation in Construction 22 (2012) 165-174.


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

EXPOSURE TO WIND/RAIN

E1

ORIENTATION

-0.2

E3

EXPOSURE TO DAMP

0.

LOCATION OF THE CLADDING

0.180

-0.6

E4

10 3 0.00

22

AGE

25

8

E2

-0.

TYPE OF FINISHING

F1

USE OF THE BUILDING

-1.

09 2

-0.012

59

B4

0.0

-0.0

02

6

B2

HEIGHT OF THE BUILDING

24

TYPE OF STONE

0.

A

5

31

B3

0.

09

4

COLOUR OF 0.029 NATURAL STONE

90

B1

DISTANCE FROM THE SEA

.6 -0

E5

SIZE OF THE STONE PLATES

DEGRADATION SEVERITY

159


160

lca natural stone • elisabetta palumbo

FACTOR FACTOR

A

FACTOR

B

FACTOR

E

FACTOR

F

QUANTIFICATION OF THE SUB-FACTORS SUB-FACTORS CONSIDERED (METHOD OF THE VARIATION IN THE ESTIMATED SERVICE LIFE)

A

TYPE OF STONE

Marble 0.99

Limestone 1.04

Granite and similar 1.37

B1

COLOUR OF NATURAL STONE

White 0.97

Light colours 1.04

Dark colours 2.28

B2

HEIGHT OF THE BUILDING

Height ≤9m 0.96

9m<Height≤14m 1.00

Height>14m 0.91

B3

TYPE OF FINISHING

Fine rough 0.97

Smooth 1.06

B4

SIZE OF THE STONE PLATES

Medium size 1.04

Large size 0.96

E1

ORIENTATION

North/norhteast 0.96

E2

DISTANCE FROM THE SEA

≤5Km from the sea coast 0.93

>5Km from the sea coast 1.00

E3

EXPOSURE TO DAMP

High 0.91

Low 0.91

E4

EXPOSURE TO WIND/RAIN

Moderate 0.99

Severe 0.96

E5

LOCATION OF THE CLADDING

Integral and partial elevated cladding 0.87

Bottom wall cladding 1.03

F1

USE OF THE BUILDING

Housing 0.99

With services 0.93

F2

VANDALISM (GRAFFITI)

With 0.99

Tab. 2 Quantificazione dei sub fattori A-F (rielaborata da Silva et al., 2014)

South/southwest 1.04

Housing&commerce 1.01

East/southeast North/northeast 0.91 0.97

Without 0.99


Superfici litiche nelle aree pubbliche

Pietra Serena â&#x20AC;&#x201D; Serena Stone Piazza Gino Valle Milano, Italia Progetto Studio Valle Architetti LocalitĂ Comune di Milano (IT) Anno 2015 Tipologia di intervento Public area Oggetto LCA Rivestimento outdoor Tipologia prodotto Lastre rifilate Spessore 6 cm Geometria regolare Installazione Posa a fresco su malta da disegno simmetrico Scenario manutentivo Ambiente montano-urbano Service life 50 Anni Cava Localizzazione edificio 275 Km


162

lca natural stone • elisabetta palumbo

Planimetria generale e pianta coperture. (Fonte: Valle Architetti Associati)

pagina a fronte Disegno della pavimentazione di piazza Gino Valle, Milano. (Fonte: Valle Architetti Associati)

Descrizione All’interno del progetto di riconversione dell’area del Portello, un tempo sede degli stabilimenti dell’Alfa Romeo, e oggi una delle aree simbolo della riqualificazione urbana di ex aree industriali a Milano, nasce la piazza dedicata al padre storico del progetto, il ‘pragmatico colto e sensibile’ Gino Valle (Podrecca B.). Inaugurata a Maggio 2015, in concomitanza con l’avvio di Expo, con i suoi 25.000 metri quadrati, è la più grande piazza di Milano, la cui pavimentazione è stata progettata dallo Studio Valle Architetti Associati, in collaborazione lo studio berlinese Topotek 1. La piazza, con forma planimetrica a ventaglio, definisce l’asse principale di tutto il piano del Portello. Con una pendenza del 5% sale lungo una linea diagonale orientata a 45 gradi rispetto alla direttrice dell’ex area espositiva, per raggiungere la quota di +7 metri e, proseguendo nella passerella pedonale che attraversa il viale Serra verso il parco. Il disegno della pavimentazione nasce dalla sovrapposizione di un reticolo regolare su tutta la superficie della pianta della piazza, che alla stregua di una rete che si deforma, si comprime nel punto dell’imbocco della passerella su viale Serra (dove c’è un punto di compressione dello spazio, che crea quasi un imbuto) e si dilata poi nella piazza segnandone l’ampiezza. Attraverso tale deformazione le linee dritte del reticolo diventano ampie curve concentriche che formando un disegno regolare danno una direzione d’insieme non assiale.


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

163


164

lca natural stone • elisabetta palumbo

Pavimentazione esterna in lastre di pietra serena. Piazza Gino Valle

A Pietra serena spessore 6 cm B Letto di malta C Basamento in calcestruzzo

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

pagina a fronte Tab. 2 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 6 cm

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Trasporto al produttore

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine di piazza Gino Valle, Milano. (Fonte: Casone Group)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di pavimentazione in pietra serena di firenzuola, spessore 6 cm

Service life

50 Anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio*

Trattam. Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

8,5E-01

1,8E+00

4,1E+00

7,8E-01

7,5E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,3E-04

8,6E-05

1,9E-04

3,7E-05

5,5E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

4,2E-03

1,9E-03

4,3E-03

8,3E-04

1,1E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,1E-03

5,4E-04

1,2E-03

2,3E-04

3,1E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

1,7E-06

1,4E-06

3,2E-06

6,3E-07

7,0E-06

NRF

Non renewable, fossil

MJ

1,8E+01

2,3E+01

5,6E+01

1,0E+01

1,1E+02

* Il calcolo tiene conto è riferito a un taglio detto ‘casellario’, i cui consumi energetici, a parità di spessore, sono superiori rispetto a una produzione standardizzata di circa il doppio.


8,0E+00

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

1,0E+00

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

1,2E-02

1,0E-02

8,0E-03

6,0E-03

4,0E-03

(kg SO2 eq)

2,0E-03

Acidification (AP)

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq di pavimentazione in pietra serena levigata (spessore 6 cm)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

166


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

6,0E-04

5,0E-04

4,0E-04

3,0E-04

2,0E-04

1,0E-04

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

3,5E-03

3,0E-03

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

5,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

167


168

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Immagine di piazza Gino Valle, Milano. (Fonte: Valle Architetti Associati) Tab. 3 LCA from cradle to site riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 6 cm

A4 Trasporto Tipologia

Camion

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 300 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio A umido su letto di malta I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente urbano

Trattamenti protettivi ogni 10 anni (numero cicli 4)

B3 Riparazioni Contesto

Descrizione

Ambiente urbano

Sigillatura dei giunti per il 10% della superficie pavimentata ogni 10 anni (frequenza 4 volte)

B4 Sostituzioni

Contesto

Descrizione

Ambiente urbano

Sostituzione di parti per il 10% della superficie ogni 10 anni (frequenza 4 volte)

Esiti LCA ‘cradle to gate’

Fasi LCA esaminate

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

B2-B3-B4

Totale

GWP

Global warming (GWP100a)

kg CO2 eq

7,5E+00

2,7E+00

1,7E+00

1,2E+01

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

5,5E-04

4,4E-04

1,2E-04

1,1E-03

AP

Acidification

kg SO2 eq

1,1E-02

1,1E-02

2,6E-03

2,4E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

3,1E-03

3,2E-03

7,2E-04

7,0E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

7,0E-06

4,6E-07

1,2E-06

8,6E-06

NRF

Non Renewable

MJ eq

1,1E+02

2,0E+01

1,3E+02

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

4,8E+01

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente)

169


Global Warming (GWP100A)

Totale

B2-B4

A4

Acidification (AP)

1,4E+01

1,2E+01

1,0E+01

8,0E+00

4,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

6,0E+00

A1-A3 0,0E+00

Totale

B2-B4

A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

3,0E -02

2,5E -02

2,0E -02

1,0E -02

5,0E -03

(kg SO2 eq)

1,5E -02

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

1,0E-05

9,0E-06

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

A1-A3 1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to grave riferita a 1 mq rivestimento litico da 6 cm di spessore

0,0E+0 0

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

170


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Photochemical Oxidation (POCP)

Totale

B2-B4

A4

Eutrophication (EP)

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

(kg C2H4 eq)

2,0E-04

0,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

8,0E-03

7,0E-03

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg PO4--- eq)

1,0E-03

0,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

A1-A3

171


172

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


Superfici litiche nelle aree pubbliche

Pietra Serena â&#x20AC;&#x201D; Serena Stone Piazza Castello Castel Rozzone, Italia Progetto Gualtiero Oberti e Attilio Stocchi LocalitĂ Castel Rozzone (BG, IT) Anno 2009 Tipologia di intervento Public area Oggetto LCA Rivestimento outdoor Tipologia prodotto Lastre rifilate / Spessore 4 cm / Geometria irregolare Installazione Posa a fresco su malta da disegno simmetrico Scenario manutentivo Ambiente montano-urbano Service life 50 Anni Cava Localizzazione edificio 275 Km


174

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine di piazza Castello a Castel Rozzone, Bergamo. (Fonte: Casone Group)

Dettaglio dal disegno irregolare della pavimentazione. (Fonte: Casone Group)

pagina a fronte Pavimentazione esterna in lastre di pietra serena. Piazza Castello Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Descrizione Un grigio manto litico dai 2900 tasselli, che come parti di un unico puzzle, si connettono componendo il luogo del ‘pretesto-contesto’, la figura retorica che ha guidato i progettisti Gualtiero Oberti e Attilio Stocchi nel disegno di piazza Castello a Castel Rozzone (Bergamo). Al suolo ogni elemento è in pietra serena di Firenzuola, sia le lastre, ognuna con una propria forma, sia i compluvi realizzati su disegno per la raccolta dell’acqua meteorica a ridosso dei pali metallici (Ferraresi A., 2009).


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

175

A Pietra serena spessore 4 cm B Letto di malta C Basamento in calcestruzzo

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Smaltimento dei rifiuti

Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Trasporto al sito di costruzione

Manifattura

Trasporto al produttore

A4-A5 Fase del processo di costruzione

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

A1-A3 Fase di produzione

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine di piazza Castello. (Fonte: Casone Group) pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 4 cm

Tab 4 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 4 cm

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di pavimentazione in pietra serena di Firenzuola, spessore 4 cm

Service life

50 anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio* Trattam. Totale Superficiali

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

5,7E-01

1,2E+00

4,0E+00

7,8E-01

6,5E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,5E-04

5,7E-05

1,9E-04

3,7E-05

4,4E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

2,8E-03

1,3E-03

4,2E-03

8,3E-04

9,1E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

7,4E-04

3,6E-04

1,2E-03

2,3E-04

2,5E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

1,1E-06

9,6E-07

3,1E-06

6,3E-07

5,8E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

1,2E+01

1,5E+01

1,0E+02

1,0E+01

1,4E+02

* Il calcolo tiene conto del consumo energetico legato alla realizzazione degli elementi di differente formato, che comporta un incremento di energia elettrica di circa il 50% rispetto a un taglio a ‘casellario’ e del 60% rispetto a una produzione standardizzata


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

0,0E+00

Global Warming (GWP100A)

1,2E-02

9,0E-03

6,0E-03

3,0E-03

(kg SO2 eq)

0,0E+00

Acidification (AP)

8,0E-06

6,0E-06

4,0E-06

2,0E-06

(kg CFC-11 eq)

0,0E+00

Ozone Layer Depletion (ODP)

177


lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

5,0E-04

4,5E-04

4,0E-04

3,5E-04

3,0E-04

2,5E-04

2,0E-04

(kg C2H4 eq)

1,5E-04

Photochemical Oxidation (POCP)

1,0E-04

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 4 cm

5,0E-05

â&#x20AC;˘

0,0E+00

178

5,0E-03

4,5E-03

4,0E-03

3,5E-03

3,0E-03

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

5,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

Non Renewable Fossil (NRfossil)

1,6E+02

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

(MJ)

2,0E+01

Tab 5 LCA from cradle to site riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 4 cm

0,0E+00

pagina a fronte Fasi LCA esaminate


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

179

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 300 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio A umido su letto di malta I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente montano/urbano

Trattamenti protettivi ogni 10 anni (numero cicli 4)

B3 Riparazioni Contesto

Descrizione

Ambiente montano/urbano

Sigillatura dei giunti per il 10% della superficie pavimentata ogni 10 anni (frequenza 4 volte)

B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente montano/urbano

Sostituzione di parti per il 10% della superficie ogni 10 anni (frequenza 4 volte)

Esiti LCA ‘cradle to gate’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

B2-B3-B4

Totale

GWP

Global warming (GWP100a)

kg CO2 eq

6,5E+00

1,8E+00

1,1E+00

9,4E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

4,4E-04

2,9E-04

9,1E-05

8,2E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

9,1E-03

7,0E-03

1,9E-03

1,8E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

2,5E-03

2,2E-03

5,2E-04

5,2E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,8E-06

3,1E-07

8,0E-07

6,9E-06

NRF

Non Renewable

MJ eq

1,4E+02

9,0E+00

1,5E+02

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

3,0E+01

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente).


Global Warming (GWP100A)

Totale

B2-B4

A4

Acidification (AP)

1,1E+01

9,0E+00

7,5E+00

6,0E+00

4,5E+00

1,5E+00

(kg CO2 eq)

3,0E+00

A1-A3 0,0E+00

Totale

B2-B4

A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

2,0E-02

1,8E-02

1,6E-02

1,4E-02

1,2E-02

1,0E-02

8,0E-03

6,0E-03

4,0E-03

(kg SO2 eq)

2,0E-03

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

A1-A3 1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to grave riferita a 1 mq rivestimento litico da 6 cm di spessore

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

180


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Photochemical Oxidation (POCP)

Totale

B2-B4

A4

Eutrophication (EP)

1,0E-03

9,0E-04

8,0E-04

7,0E-04

6,0E-04

5,0E-04

4,0E-04

3,0E-04

2,0E-04

(kg C2H4 eq)

1,0E-04

0,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg PO4--- eq)

1,0E-03

0,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

1,6E+02

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

A1-A3

181


182

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


Rivestimenti di grandi superfici

Pietra Serena â&#x20AC;&#x201D; Serena Stone Walter Benjiamin Platz Berlino, Germania Progetto Hans Kollhoff & Helga Tiemmermann LocalitĂ Berlino (DE) Anno 1997-1999 Tipologia di intervento Big surfaces Oggetto LCA Rivestimento facciata Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore 3 cm Geometria regolare Installazione Fissaggio su sottostruttura in acciaio Scenario manutentivo Ambiente montano-urbano Service life 50 Anni

Cava Localizzazione edificio 1200 Km


184

lca natural stone • elisabetta palumbo

Dettaglio della facciata rivestita con lastre di grandi dimensioni in pietra serena. (Fonte: Casone Group)

pagina precedente Immagine della facciata rivestita con lastre di grandi dimensioni in pietra serena. (Fonte: Casone Group) pagina a fronte Immagine della facciata rivestita con lastre di grandi dimensioni in pietra serena. (Fonte: Casone Group)

Descrizione Il complesso di edifici di Walter Benjiamin Platz a Berlino sono parte dell’intervento architettonico Leibniz Kolonnaden che porta il nome di Hans Kollhoff e della sua collaboratrice Helga Timmermann, attraverso il quale l’esistente vuoto urbano cittadino, originariamente parco e poi parcheggio, è trasformato in ‘elemento di valore urbanistico abbandonando il ruolo di provvisorietà avuto per decenni (Archea, 2011). La nuova piazza, bordata da edifici colonnati, è separata dal tessuto edificato esistente dalle testate di due edifici, di sette e otto piani, rivolte una di fronte all’altra specularmente, creando un ‘tipo di spazio che ricorda le vecchie metropoli (Hartbaum V., 2012). Il rivestimento litico delle facciate a grandi lastre in pietra serena, sono posate a strati con spessori da tre a sei centimetri, creando quell’effetto di rilievo che lo stesso Kollhoff descrive: “seguendo il procedimento della tettonica” in questo modo “le lastre si possono traslare una dietro l’altra senza problemi […], le tolleranze vengono coperte, le fughe delle giunzioni sono inevitabili solo nella zona dell’architrave. Con una forma architettonica sublimata si ottengono l’immagine monolitica e il gioco di luce e ombra che tanto ci impressionano della pietra prima che venga tagliata” (Acocella A., 2009).


Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento in pietra serena di Firenzuola, spessore 3 cm

Service life

50 anni

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Smaltimento dei rifiuti

Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

De-costruzione/demolizione

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

Uso e applicazione dei prodotti installati

Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

B6-B7

Consumo di acqua nella fase operativa

Fase del processo di costruzione

Installazione nell’edificio

Manifattura

Trasporto al produttore

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Fase di produzione

B1-B5

Energia utilizzata nella fase d’uso

A4-A5

Trasporto al sito di costruzione

A1-A3

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

187

Rivestimento della facciata di uno degli edifici del complesso di Walter Benjamin. Platz, Berlino

B

Tab 6 LCA from cradle to site riferita a 1 mq lastre da pavimentazione levigate in pietra serena, spessore 4 cm

C

A

Struttura muraria Sottostruttura in acciaio Pietra serena spessore 3 cm

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola (rif. Cap. 3). Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio*

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,3E-01

9,1E-01

2,0E+00

7,8E-01

4,1E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,2E-04

4,3E-05

9,6E-05

3,7E-05

2,9E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

2,1E-03

9,6E-04

2,2E-03

8,3E-04

6,0E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

5,6E-04

2,7E-04

6,0E-04

2,3E-04

1,7E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

8,4E-07

7,2E-07

1,6E-06

6,3E-07

3,8E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

8,8E+00

9,7E+00

2,2E+01

8,4E+00

4,9E+01


4,5E+00

4,0E+00

3,5E+00

3,0E+00

2,5E+00

2,0E+00

1,5E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

5,0E-01

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

7,0E-07

6,0E-07

5,0E-07

4,0E-07

3,0E-07

2,0E-07

(kg SO2 eq)

1,0E-07

Acidification (AP)

4,0E-06

3,5E-06

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

(kg CFC-11 eq)

1,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

5,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da rivestimento per facciate in pietra serena lavorata, spessore 3 cm

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

188


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

3,5E-04

3,0E-04

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

5,0E-05

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

1,8E-03

1,6E-03

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

2,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

2,0E+01

1,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

189


190

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Immagine della facciata rivestita con lastre di grandi dimensioni in pietra serena. (Fonte: Casone Group) Tab 7 Indicatori di impatto di LCA from cradle to grave riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata in Walter Benjiamin Platz (3 cm spessore)

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 1200 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio Su sottostruttura metallica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente urbano

Trattamenti protettivi ogni 5 anni (numero cicli 9) Trattamenti consolidanti per il 10% della superficie sui 25 anni (numero cicli 2)

B4 Sostituzioni

Contesto

Descrizione

Ambiente montano/urbano

Sostituzione di parti per il 6,2% della superficie ogni 10 anni (frequenza 4 volte)

Esiti LCA ‘cradle to gate’

Fasi LCA esaminate

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

B2-B3-B4 Totale

GWP

Global warming (GWP100a)

kg CO2 eq

4,1E+00

5,8E+00

4,0E+00

1,4E+01

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,9E-04

9,6E-04

6,5E-04

1,9E-03

AP

Acidification

kg SO2 eq

6,0E-03

2,3E-02

1,4E-02

4,3E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,7E-03

7,0E-03

3,4E-03

1,2E-02

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

3,8E-06

1,0E-06

2,6E-06

7,4E-06

NRF

Non Renewable

MJ eq

5,6E+01

7,20E+01

1,3E+02

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

9,8E+01

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente)

191


Global Warming (GWP100A)

Totale

B2-B4

A4

1,6E+01

8,0E+00

4,0E+00

(kg CO2 eq)

Acidification (AP)

2,0E+00

A1-A3 1,0E+00

Totale

B2-B4

A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

Totale

B2-B4

A4

8,0E-06

7,0E-06

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

A1-A3

5,0E+02

4,5E+02

4,0E+02

3,5E+02

3,0E+02

2,5E+02

2,0E+02

1,5E+02

1,0E+02

(kg SO2 eq)

5,0E-03

A1-A3

1,0E-06

Diagrammi degli indicatori di impatto di LCA from cradle to grave riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata in Walter Benjiamin Platz (3 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

192


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Photochemical Oxidation (POCP)

Totale

B2-B4

A4

Eutrophication (EP)

2,5E+03

2,0E+03

1,5E+03

1,0E+03

(kg C2H4 eq)

5,0E-04

1,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

1,4E-02

1,2E-02

1,0E-02

8,0E-03

4,0E-03 4,0E+01

6,0E-03

2,0E-03 2,0E+01

Non Renewable Fossil (NRfossil)

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

A1-A3

Totale

B2-B4

A4

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

(MJ)

6,0E+01

A1-A3

193


194

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


Rivestimenti di grandi superfici

Quarzite di Oppdal Uppsala University Uppsala, Svezia Progetto 3XN Località Uppsala (SE) Anno 2017 Tipologia di intervento Big Surface & Office Oggetto LCA Pavimentazione Tipologia prodotto Lastre rifilate e spazzolate spessore 1,8 cm Geometria regolare Installazione Su letto di malta Scenario manutentivo Ambiente urbano Service life 60 anni

Cava Localizzazione edificio 700 Km Il trattamento di spazzolatura è escluso dalla analisi LCA poiché tale fase non è contemplata nella EPD del produttore. Si allega, a mero titolo informative, la simulazione relativa alla spazzolatura rielaborata dall’autore (cfr. Riferimenti assunti). *Dato fornito dal produttore nella EPD n. NEPD-316-192 EN (Minera Skifer AS, maggio 2015, validità 2020).


196

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine della facciata dell’edificio, Università di Uppsala (Fonte: Minera Skifer)

Immagini della pavimentazione e della scalinata realizzate con elementi modulari rettangolari in quarzite di Oppdal. (Fonte: Minera Skifer)

pagina a fronte Immagine dell’interno della sede dell’Università di Uppsala. (Fonte: Minera Skifer)

Descrizione L’università di Uppsala, considerata la più antica e prestigiosa università della penisola scandinava, con ca. 45.000 di studenti, è un posto di lavoro di fama internazionale per più di 600 ricercatori. Realizzata su progetto dello studio danese 3XN si estende su una superficie di 25.000 metri quadrati, i cui differenti piani che ospitano gli uffici della dirigenza, un ristorante e una piccola sala studio, si susseguono come ‘ali sovrapposte’ intorno all’atrio principale, considerato l’elemento di connessione tra i vari piani dell’edificio. All’interno, le pavimentazioni (1650 mq ca.) e il rivestimento dei gradini della suggestiva scalinata, le cui incisioni evocano i più illustri scienziati mondiali, sono realizzate in elementi rettangolari (larghezza 30 cm e lunghezza variabile), dall’esile spessore (1,8 cm) in quarzite di Oppdal, con finitura spazzolata.


198

lca natural stone • elisabetta palumbo

Pavimentazione interna in quarzite di Oppdal

pagina a fronte Tab 8 LCA from cradle to gate (A1-A3) riferita a 1 mq di pavimentazione in quarzite di Oppdal rifilata e spazzolata, spessore 1,8 cm

B C

Letto di adesivo Basamento in calcestruzzo

B6-B7

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

End of life stage

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

De-costruzione/demolizione

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5

Uso e applicazione dei prodotti installati

Fase del processo di costruzione

Installazione nell’edificio

Manifattura

Fase di produzione

A4-A5

Trasporto al sito di costruzione

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Quarzite di Oppdal spessore 1,8 cm

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Trasporto al produttore

A

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Dettaglio della pavimentazione in quarzite (Fonte: Minera Skifer)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di pavimentazione in lastre di quartzite di Oppdal, rifilate e spazzolate, spessore 1,5 cm

Ipotesi aggiuntiva**

Si suppone un consumo energetico per il trattamento di spazzolatura pari a 3kw/mq

Service life

60 Anni*

* Dato fornito dal produttore nella epd (nepd-316-192-en, maggio 2015) ** Dato mutuato da rilievi effettuati sul campo in ambito nazionale

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ ciclo di produzione della quarzite di Oppdal (rif. Cap. 4) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto Manifattura*

Spazzolatura**

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

8,6E+00

2,1E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,8E-03

1,0E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

5,2E-02

2,2E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,6E-02

6,2E-04

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

1,1E-06

1,7E-06

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

1,2E+02

2,2E+01

Il prodotto oggetto di certificato EPD non considera alcun trattamento sulla superficie del materiale. Elaborazione da parte dell’autore


200

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Tab. 9 LCA from cradle to grave (A1-A4; C1,C2,C4) riferita a 1 mq di rivestimento in quarzite di Oppdal rifilata, spessore 1,5 cm

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio Sottostruttura ad aggancio meccanico Dalla analisi è stato escluso il contributo relativo alla fase di messa in opera e quindi anche l’impatto derivante dai materiali utilizzati per la realizzazione della soluzione tecnica, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo 75% Incluso ritorno

Camion

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Portata > 32 t

ca. 125 km

EURO 4

ton/km

B2 Manutenzione / B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella EPD non sono previsti trattamenti manutentivi, riparazioni o sostituzioni rispetto alla durata di vita dichiarata di 60 anni

C1 Demolizione Scenario

Descrizione

Demolizione mediante utensile elettrico

Consumo energetico legato alla operazione di demolizione. (Ipotesi assunte: 1 minuto per demolire 1 m² di facciata, con consumo di energia elettrica paria a 2kW)

C2 Trasporto verso trattamento di fine vita Tipologia

Capacità di utilizzo 75% Incluso ritorno

Camion

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Portata > 16 t

ca. 50 km

ton/km

C3 Fine Vita

Fasi LCA esaminate

Scenario

Descrizione

Discarica

Dopo la operazione di demolizione il pannello di rivestimento in quarzite viene inviato in discarica per lo smaltimento come inerte o per altri trattamenti (non di riciclo).

Esiti LCA ‘cradle to gate’

A3

C4


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

201

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4

C1

C2

C4

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

8,6E+00

2,1E+00

1,2E-03

3,2E-01

1,3E-01

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,8E-03

3,6E-04

3,6E-07

5,3E-05

2,4E-05

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

5,2E-02

8,5E-03

8,3E-06

1,7E-03

9,2E-04

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,6E-02

3,1E-03

6,8E-06

4,7E-04

2,2E-04

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

1,1E-06

3,7E-07

5,8E-11

5,3E-08

1,6E-08

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

1,2E+02

3,6E+01

1,1E-02

4,9E+00

1,7E+00


Global Warming (GWP100A)

Totale C4 C2 C1 A4

Acidification (AP)

1,2E+01

1,0E+01

8,0E+00

6,0E+00

4,0E+00

(kg CO2 eq)

2,0E+00

0,0E+00

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

6,5E-02

5,5E-02

4,5E-02

3,5E-02

2,5E-02

(kg SO2 eq)

1,5E-02

A1-A3 5,0E-03

Totale C4 C2 C1 A4

1,6E-06

1,4E-06

1,2E-06

1,0E-06

8,0E-07

6,0E-07

(kg CFC-11 eq)

4,0E-07

A1-A3 2,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to grave riferita a 1 mq rivestimento litico per la pavimentazione della Uppsala University (1,8 cm spessore)

-5,0E-03

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

202


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Photochemical Oxidation (POCP)

Totale C4 C2 C1 A4

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

0,0E+00

(kg C2H4 eq)

Eutrophication (EP)

5,0E-04

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

2,5E-02

2,0E-02

1,5E-02

5,0E-03

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

1,0E-02

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

1,6E+02

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

A1-A3

203


204

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


Rivestimenti di grandi superfici

Quarzite di Oppdal Sede Statnett FS Trondheim, Norvegia Progetto Rambøll Stavanger Località Statnett SF, Tanem (NO) Anno 2012 Tipologia di intervento Office Oggetto LCA Rivestimento parietale Tipologia prodotto Lastre rifilate Spessore 1,5 cm Geometria regolare Installazione Ad aggancio meccanico Scenario manutentivo Ambiente marino Service life 60 anni*

Cava Localizzazione edificio 125 Km *Dato fornito dal produttore nella EPD n. NEPD-316-192 EN (Minera Skifer AS, maggio 2015, validità 2020)


206

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine della sede Statnett FS, Trondheim (Fonte: Minera Skifer)

Dettagli della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal. (Fonte: Minera Skifer)

pagina a fronte Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal

Descrizione Localizzato a circa 20 km dal centro di Trondheim il nuovo edificio amministrativo della società Statnett SF, gestore della energia elettrica Norvegia, in linea con la mission aziendale, è stato progettato secondo i parametri dello standard Passivhouse, raggiungendo il livello A. Si tratta quindi di un edificio compatto, a forma quadrata, con ridotte superfici vetrate, in cui un buon livello di illuminazione naturale negli spazi comuni è garantito da un lucernario posto a copertura dell’atrio centrale, attorno a cui si sviluppa tutto l’edificio. Gli elementi in quarzite di Oppdal di forma rettangolare (altezza 4 cm e lunghezze variabili da 5 a 9 cm), con spessore di 1,5 cm, che compongono la facciata esterna si dispongono, attraverso delle viti di aggancio in metallo, inclinati rispetto al piano verticale.


208

lca natural stone • elisabetta palumbo

Rivestimento della facciata della sede Statnett FS

C Struttura muraria B Aggancio meccanico puntiforme A Quarzite di Oppdal spessore 1,5 cm

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Tab 10 LCA from cradle to gate (A1-A3) riferita a 1 mq di rivestimento in quarzite di Oppdal rifilata, spessore 1,5 cm

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o riciclaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

pagina a fronte Dettagli della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal. (Fonte: Minera Skifer)

A1-A3

Trasporto al produttore

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento per facciate in quarzite di Oppdal (Norvegia), spessore 1,5 cm

Service life

60 anni*

* Dato fornito dal produttore nella EPD (NEPD-316-192-EN, maggio 2015)

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ ciclo di produzione della quarzite di Oppdal (rif. Cap. 4) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto Manifattura*

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

7,2E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,5E-03

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

4,3E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,3E-02

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

8,9E-07

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

9,7E+01

Il prodotto oggetto di certificato EPD non considera alcun trattamento sulla superficie del materiale.


210

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Tab. 11 LCA from cradle to grave (A1-A4; C1,C2,C4) riferita a 1 mq di rivestimento litico della facciata della sede Statnett SF (1,5 cm spessore)

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio Sottostruttura ad aggancio meccanico Dalla analisi è stato escluso il contributo relativo alla fase di messa in opera e quindi anche l’impatto derivante dai materiali utilizzati per la realizzazione della soluzione tecnica, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo 75% Incluso ritorno

Camion

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Portata > 32 t

ca. 125 km

EURO 4

ton/km

B2 Manutenzione / B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella EPD non sono previsti trattamenti manutentivi, riparazioni o sostituzioni rispetto alla durata di vita dichiarata di 60 anni

C1 Demolizione Scenario

Descrizione

Demolizione

La demolizione nel caso di ancoraggio meccanico non è prevista dalla dichiarazione del produttore, pertanto resta esclusa dalla analisi

C2 Trasporto verso trattamento di fine vita Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 16 t

ca. 50 km

ton/km

C3 Fine Vita

Fasi LCA esaminate

Scenario

Descrizione

Discarica

Dopo la operazione di demolizione il pannello di rivestimento in quarzite viene inviato in discarica per lo smaltimento come inerte o per altri trattamenti (non di riciclo).

Esiti LCA ‘cradle to gate’

A1

A2

A3 A4

A5

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

C1

C2

C3

C4

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4

C2

C4

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,8E+00

1,5E+00

0,18

7,0E-02

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,0E-03

2,5E-04

3,0E-05

1,4E-05

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

2,9E-02

5,9E-03

9,7E-04

5,1E-04

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

8,6E-03

2,2E-03

2,6E-04

1,2E-04

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,9E-07

2,6E-07

3,0E-08

8,9E-09

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

6,5E+01

2,5E+01

2,7E+00

9,7E-01

211


Global Warming (GWP100A)

Totale C4 C2 A4

Acidification (AP)

8,0E+00

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

2,0E+00

A1-A3 0,0E+00

Totale C4 C2 A4

3,0E-02 6,0E-07

5,0E-02

2,5E-02 5,0E-07

4,5E-02

2,0E-02 4,0E-07

4,0E-02

1,5E-02 3,0E-07

3,5E-02

1,0E-02

Ozone Layer Depletion (ODP)

2,0E-07

(kg SO2 eq)

5,0E-03

A1-A3

1,0E-07

Totale C4 C2 A4

1,0E-06

9,0E-07

(kg CFC-11 eq)

8,0E-07

A1-A3 7,0E-07

LCA from cradle to grave (A1-A4; C1,C2,C4) riferita a 1 mq di rivestimento litico della facciata della sede Statnett SF (1,5 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

212


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Photochemical Oxidation (POCP)

Totale C4 C2 A4

1,6E-03

1,8E-03 1,6E-02

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,5E-04

1,4E-02

Eutrophication (EP)

4,0E-04

(kg C2H4 eq)

2,0E-04

0,0E+00

A1-A3

Totale C4 C2 A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

1,2E-02

1,0E-02

8,0E-03

6,0E-03

4,0E-03

(kg PO4--- eq)

2,0E-03

0,0E+00

A1-A3

Totale C4 C2 A4

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

A1-A3

213


214

lca lca natural natural stone stone â&#x20AC;˘ elisabetta â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo palumbo


Superfici litiche nel retail

Pietra Leccese â&#x20AC;&#x201D; Leccese Stone Bari Blu Centro Commerciale Bari, Italia Progetto Magnanimo Ingegneri Associati LocalitĂ Triggiano, Bari (IT) Anno 2004-2007 Tipologia di intervento Retail Oggetto LCA Rivestimento di facciata Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore 4 cm Geometria regolare Installazione Fissaggio su sottostruttura in acciaio Scenario manutentivo Ambiente marino Service life 55 Anni*

Cava Localizzazione edificio 185 Km * Arrotondamento da 53 anni, metodo ricercatori portoghesi (Silva, A., 2012).


216

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine di una facciata, Bari Blu Centro Commerciale (Fonte: PIMAR)

pagina a fronte Dettagli del rivestimento di facciata del centro commerciale Bari Blu in elementi modulari di pietra leccese. (Fonte: PIMAR)

Descrizione Ubicato a meno di cinque chilometri dalla riviera della cittĂ di Bari, il Centro Commerciale Bari Blu di Triggiano si sviluppa su due livelli con una superficie di circa 34.000 mq, destinata a uso commerciale (negozi di piccole, medie e grandi dimensioni) e ricreativo (ristoranti, pizzerie, bar, etc). Il rivestimento esterno del complesso commerciale realizzato come facciata ventilata in acciaio con lastre di pietra leccese di formato rettangolare (dimensioni 40x80) e spessore 4 cm, intervallate con regolaritĂ  da elementi litici dalla superficie.


218

lca natural stone • elisabetta palumbo

Rivestimento di facciata in pietra leccese su sottostruttura metallica, spessore 4 cm

C Struttura muraria B Sottostruttura metallica A Pietra leccese spessore 4 cm

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Tab. 12 LCA from cradle to grave (A1-A4; C1,C2,C4) riferita a 1 mq di rivestimento in pietra leccese lavorata (sp. 4 cm)

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

pagina a fronte Immagine della facciata in pietra leccese su sottostruttura metallica. (Fonte: Magnanimo Ingegneri Associati)

A1-A3

Trasporto al produttore

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento in lastre rifilate* per facciate in pietra leccese, spessore 4 cm

Service life

55 anni

* L’analisi non tiene conto degli elementi ‘a rilievo’ inseriti in limitate porzioni della facciata. Rispetto alla planarità complessiva della facciata, ottenuta adoperando lastre da 4 cm, l’inclusione di tali parti comporterebbe una valutazione su elementi di maggiore spessore (ca. 6cm spessore).

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra leccese di Cursi (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio*

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,3E-01

5,6E-01

2,4E+00

1,6E+00

5,0E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,1E-05

2,7E-05

1,1E-04

7,7E-05

2,4E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

4,8E-04

6,0E-04

2,5E-03

1,7E-03

5,3E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,3E-04

1,7E-04

7,1E-04

4,8E-04

1,5E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

3,4E-07

4,5E-07

1,9E-06

1,3E-06

4,0E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

5,4E+00

7,1E+00

3,0E+01

2,1E+01

6,3E+01


Global Warming (GWP100A)

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

0,0E+00

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

Acidification (AP)

4,5E-06

4,0E-06

3,5E-06

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

(kg CFC-11 eq)

1,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

5,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da rivestimento per facciate in pietra leccese lavorata, spessore 4 cm

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

220


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

0,0E+00

(kg C2H4 eq)

5,0E-05

Photochemical Oxidation (POCP)

1,6E-03

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

2,0E-04 1,0E+01

4,0E-04

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

7,0E+01

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

(MJ)

2,0E+01

Non Renewable Fossil (NRfossil)

221


222

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata del Centro Commerciale di Bari Blu (4 cm spessore)

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 16 t

ca. 50 km

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio Su sottostruttura metallica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di rivestimento in oggetto sono stato esclusi trattamenti protettivi o consolidanti

B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni

Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di rivestimento in oggetto è stato escluso lo scenario relativo a eventuali riparazioni o sostituzione di parti della superficie

Esiti LCA ‘cradle to gate’

Fasi LCA esaminate

A1

Tab. 13 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq di rivestimento in pietra leccese, spessore 4 cm

A2 A3 A4

Cod

A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

TOTALE

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

5,0E+00

7,6E-01

5,7E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,4E-04

1,3E-04

3,6E-04

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

5,3E-03

3,0E-03

8,3E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,5E-03

9,3E-04

2,4E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

4,0E-06

1,3E-07

4,1E-06

NRf

Non renewable, fossil

MJ eq

6,3E+01

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

6,3E+01 1,3E+01

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente)

1,3E+01

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Global Warming (GWP100A)

Totale

A4

Acidification (AP)

8,0E+00

4,0E+00

1,0E+00

5,0E-01

(kg CO2 eq)

2,0E+00

A1-A3

Totale

A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

1,0E+02

9,0E-03

8,0E-03

7,0E-03

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

0,0E+00

A1-A3

Totale

A4

4,8E-06

4,0E-06

3,2E-06

2,4E-06

1,6E-06

8,0E-07

(kg CFC-11 eq)

0,0E+00

A1-A3

223


Photochemical Oxidation (POCP)

Totale

A4

Eutrophication (EP)

4,0E+04

2,4E+04

1,6E+04

8,0E-05

(kg C2H4 eq)

3,2E+04

A1-A3

1,0E+00

Totale

A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

3,0E-03

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

(kg PO4--- eq)

5,0E-04

A1-A3

Totale

A4

7,5E+02

6,0E+01

4,5E+01

(MJ)

3,0E+01

A1-A3

1,5E+01

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata del Centro Commerciale di Bari Blu (4 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

224


Superfici litiche nel retail

Pietra Serena — Serena Stone Caffè Finisterrae Firenze, Italia Progetto Mimesi 62 Architetti Associati Località Firenze (IT) Anno 2012 Tipologia di intervento Retail Oggetto LCA Pavimentazione interna Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore 2 cm Geometria regolare Installazione Su letto di adesivo Scenario manutentivo Non valutato Service life Non valutato

Cava e localizzazione edificio

55 Km


226

lca natural stone • elisabetta palumbo

Dettaglio del rivestimento in pietra serena (Fonte: Mimesi 62 Architetti)

pagina a fronte Immagine della pavimentazione in pietra serena a fughe sottili. (Fonte: Casone Group)

Descrizione Nei pressi di una delle più suggestive piazze della città fiorentina si colloca l’ampliamento del ristorante Finisterrae, su progetto dello studio Mimesi 62. Il richiamo alla ‘magnificenza dei grandi artisti italiani’ evocata dalla vicina Basilica di Santa Croce è sapientemente esaltato nel rivestimento parietale in giallo avorio, le cui incisioni richiamano le ‘targhe memoriali degli antichi mausolei’ (Poini, F., 2014). Quasi a creare un piano omogeneo a questa si accosta il rivestimento grigio-azzurrognolo della pavimentazione in pietra serena di Firenzuola, realizzata in lastre sottili di 2 cm di spessore installate a cui fughe sottili.


228

lca natural stone • elisabetta palumbo

Pavimentazione interna del Caffè Finisterrae di Firenze in pietra serena, spessore 2 cm

A Pietra serena spessore 2 cm B Letto di adesivo C Basamento in calcestruzzo

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Smaltimento dei rifiuti

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5

Uso e applicazione dei prodotti installati

Fase del processo di costruzione

Installazione nell’edificio

Manifattura

Fase di produzione

A4-A5

Trasporto al sito di costruzione

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Trasporto al produttore

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D pagina a fronte Tab. 14 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq lastre da pavimentazione in pietra serena, spessore 2 cm

‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine dell’interno, Caffè Finisterrrae, Firenze. (Fonte: Magnanimo Ingegneri Associati)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di pavimentazione interna in pietra serena per facciate, spessore 2 cm

Service life

Non dichiarata

* L’analisi non tiene conto degli elementi ‘a rilievo’ inseriti in limitate porzioni della facciata. Rispetto alla planarità complessiva della facciata, ottenuta adoperando lastre da 4 cm, l’inclusione di tali parti comporterebbe una valutazione su elementi di maggiore spessore (ca. 6cm spessore).

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio*

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

2,8E-01

6,0E-01

4,4E+00

7,8E-01

6,0E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

7,7E-05

2,9E-05

2,1E-04

3,7E-05

3,5E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

1,4E-03

6,4E-04

4,6E-03

8,3E-04

7,5E-03

EP

Eutrophication

kg PO4 eq

3,7E-04

1,8E-04

1,3E-03

2,3E-04

2,1E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,6E-07

4,8E-07

3,5E-06

6,3E-07

5,2E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

6,1E+00

7,7E+00

5,6E+01

1,0E+01

7,9E+01


6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

1,0E+00

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

8,0E-03

7,0E-03

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

Acidification (AP)

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre per pavimentazione in pietra serena lavorata, spessore 2 cm

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

230


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

231

4,0E-04

3,5E-04

3,0E-04

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

5,0E-05

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

5,0E-04

Eutrophication (EP)

9,0E+01

7,5E+01

6,0E+01

4,5E+01

3,0E+01

1,5E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)


232

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq pavimentazione in pietra serena (2 cm spessore)

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 16 t

ca. 55 km

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio

Su letto adesivo Dalla analisi LCA sono stati esclusi sia il letto di malta, sia il trattamento protettivo antimacchia eseguito sulla pavimentazione particolarmente esposta in tal senso I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione / B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni

Fasi LCA esaminate

Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nelle soluzioni di rivestimento in pietra serena per interni sono state escluse eventuali trattamenti manutentivi o sostituzioni di parti

Esiti LCA ‘cradle to gate’ A1

Tab. 15 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq di pavimentazione in pietra serena (2 cm spessore)

A2 A3 A4

A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

TOTALE

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

6,0E+00

1,8E-01

6,2E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

3,5E-04

2,9E-05

3,8E-04

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

7,5E-03

7,0E-04

8,2E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

2,1E-03

2,2E-04

2,3E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,2E-06

3,1E-08

5,2E-06

NRf

Non renewable, fossil

MJ eq

7,9E+01

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

7,9E+01 3,0E+00

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente)

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Global Warming (GWP100A)

Totale

A4

Acidification (AP)

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

1,0E+00

5,0E-01

A1-A3

Totale

A4

9,0E+03

4,5E-03 3,0E-06

7,5E-03

3,0E-03 2,0E-06

6,0E-03

1,5E-03 1,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

0,0E+00

(kg SO2 eq)

0,0E+00

A1-A3

Totale

A4

6,0E-06

5,0E-06

(kg CFC-11 eq)

4,0E-06

A1-A3

233


Photochemical Oxidation (POCP)

Totale

A4

Eutrophication (EP)

4,0E-04

3,5E-04

3,0E-04

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

(kg C2H4 eq)

5,0E-05

A1-A3

1,0E+00

Totale

A4

Non Renewable Fossil (NRfossil)

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

(kg PO4--- eq)

5,0E-04

A1-A3

Totale

A4

9,0E+01

7,5E+01

6,0E+01

4,5E+01

(MJ)

3,0E+01

A1-A3

1,5E+01

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq pavimentazione in pietra serena (2 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

234


Rivestimenti litici nell’architettura delle stazioni

Quarzite di Oppdal Helsingborg Central Station Helsingborg, Svezia (SE) Progetto Tengbom Architects Località Helsingborg (SE) Anno 2014-2015 Tipologia di intervento Station Oggetto LCA Rivestimento parietale Tipologia prodotto Lastre rifilate e spazzolate spessore 1 cm Geometria regolare Installazione Su adesivo Scenario manutentivo Ambiente marino Service life 60 Anni*

Cava Localizzazione edificio 880 Km Il trattamento di spazzolatura è escluso dalla analisi poiché tale fase non è contemplata nella EPD del produttore. * Dato fornito dal produttore nella EPD n. NEPD-316-192 EN (Minera Skifer AS, maggio 2015,validità 2020.


236

lca natural stone • elisabetta palumbo

Dettaglio del rivestimento esterno in quarzite di Oppdal, spessore 1 cm Immagini della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal. (Fonte: Minera Skifer)

pagina a fronte Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal, Helsingborg Central Station. (Fonte: Minera Skifer)

Descrizione Un anonimo ingresso posteriore di accesso alla metropolitana di Helsingbord è stato sapientemente trasformato dallo studio di architetti Tengmon (Svezia e Finlandia), introducendo una grande copertura in legno, che alla stregua di una grande pensilina unisce il livello superiore della stazione, adibito in gran parte a parcheggio delle biciclette, e la piattaforma sotterranea per il transito delle locomotive. Alla base della copertura le due estese pareti di quarzite di Oppdal, la cui spazzolatura superficiale ne esalta le sfumature grigio-verdastre. Ogni lastra ha una larghezza di 30 cm e lunghezze variabili tra 45 e 110 cm. Il progetto è stato selezionato dal World Architecture Festival 2016 nelle categorie ‘Small Project’ e ‘Transport’.


238

lca natural stone • elisabetta palumbo

Rivestimento esterno in quarzite di Oppdal, spessore 1 cm

B A

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o riciclaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Basamento in calcestruzzo Strato di colla Quarzite di Oppdal spessore 1,0 cm

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Trasporto al produttore

C

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D pagina a fronte Tab 16 (A1-A3) riferita a 1 mq di rivestimento in quarzite di Oppdal rifilata, spessore 1 cm

‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal, Helsingborg Central Station. (Fonte: Minera Skifer)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di di rivestimento per facciate in quartzite di Oppdal (Norvegia), spessore 1 cm

Moduli analizzati

A1-A3, A4, C1, C2, C4

Service life

60 Anni*

* Secondo indicazione fornite dal produttore nella EPD (NEPD-316-192-EN di maggio 2015)

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della quarzite di Oppdal (NO) (rif. Cap. 4) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto Manifattura*

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,8E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,0E-03

AP

Acidification

kg SO2 eq

2,9E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

8,6E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,9E-07

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

9,2E-03

*EPD non include il trattamento di spazzolatura.


240

lca natural stone • elisabetta palumbo

Indicatori di impatto riferiti a 1 mq di rivestimento per facciata in quarzite di Oppdal posata a colla

A4 Trasporto Tipologia Camion

Capacità di utilizzo 75% Incluso ritorno

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Portata > 32 t

ca. 880 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio Su adesivo

Global Warming (GWP100A)

Abiotic Depletion (Fossil Fuels)

B2 Manutenzione / B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella EPD non sono previsti trattamenti manutentivi, riparazioni o sostituzioni rispetto alla durata di vita dichiarata di 60 anni

C1 Demolizione Fine vita (C1, C3, C4) pagina a fronte Fasi LCA esaminate Tab. 17 LCA from cradle to grave (A1-A4; C1,C2,C4) riferita a 1 mq di rivestimento in quarzite di Oppdal rifilata, spessore 1 cm

Dalla dichiarazione EPD del produttore si evince che il materiale litico installato può essere demolito, a seconda del tipo di installazione, in diversi modi. In questo scenario si ipotizza l’installazione con adesivo a base di cemento e quindi una demolizione con scalpello. I dati utilizzati nel calcolo della voce C adottata nella EPD, si basa sulla seguente ipotesi: 2 kW di consumo elettrico per l’utilizzo di uno scalpello (tempo di utilizzo: 1 min. per 1 mq di superficie). Dopo la rimozione il materiale viene trasportato in una discarica distante 50 km per essere smaltito come inerte o per altri scopi previsti dalle procedure della discarica.

Scenario

Descrizione

Demolizione mediante utensile elettrico

Consumo energetico legato alla operazione di demolizione. (Ipotesi assunte: 1 minuto per demolire 1 mq di facciata, con consumo di energia elettrica paria a 2kW)


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

241

C2 Trasporto verso trattamento di fine vita Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 16 t

ca. 50 km

ton/km

C3 Fine vita Scenario

Descrizione

Discarica

Dopo la operazione di demolizione il pannello di rivestimento in quarzite viene inviato in discarica per lo smaltimento come inerte o per altri trattamenti (non di riciclo)

Esiti LCA ‘cradle to gate’

C4

A3 Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4

C1

C2

C4

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,8E+00

1,5E+00

6,8E-04

0,18

7,0E-02

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,0E-03

2,5E-04

2,0E-07

3,0E-05

1,4E-05

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

2,9E-02

5,9E-03

4,6E-06

9,7E-04

5,1E-04

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

8,6E-03

2,2E-03

3,8E-06

2,6E-04

1,2E-04

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,9E-07

2,6E-07

3,2E-11

3,0E-08

8,9E-09

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

6,5E+01

2,5E+01

5,9E-03

2,7E+00

9,7E-01


242

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

â&#x20AC;˘

Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di quarzite di Oppdal, Helsingborg Central Station. (Fonte: Minera Skifer)

pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della stazione di Helsingborg (1 cm spessore)


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Global Warming (GWP100A)

Totale C4 C2 C1 A4

Acidification (AP)

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

1,0E+00

0,0E+00

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

Ozone Layer Depletion (ODP)

4,0E-02

3,5E-02

3,0E-02

2,5E-02

2,0E-02

1,5E-02

1,0E-02

(kg SO2 eq)

5,0E-03

0,0E+00

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

1,0E-06

9,0E-07

8,0E-07

7,0E-07

6,0E-07

5,0E-07

4,0E-07

3,0E-07

2,0E-07

1,0E-07

(kg CFC-11 eq)

0,0E+00

A1-A3

243


Photochemical Oxidation (POCP)

Totale C4 C2 C1 A4

Eutrophication (EP)

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

(kg C2H4 eq)

2,0E-04

A1-A3

0,0E+00 Totale C4 C2 C1 A4

1,2E-02

1,0E-02

8,0E-03

6,0E-03

4,0E-03

(kg PO4 — eq)

Non Renewable Fossil (NRfossil)

2,0E-03

A1-A3

Totale C4 C2 C1 A4

9,0E+01

8,0E+01

7,0E+01

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

(MJ)

2,0E+01

A1-A3

1,0E+01

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della stazione di Helsingborg (1 cm spessore)

0,0E+00

lca natural stone • elisabetta palumbo

0,0E+00

244


Rivestimenti litici nellâ&#x20AC;&#x2122;architettura delle stazioni

Pietra Leccese â&#x20AC;&#x201D; Leccese Stone Stazione Marittima Otranto, Italia Progetto Mario Cucinella LocalitĂ Otranto, Lecce (IT) Anno 2001 Tipologia di intervento Station Oggetto LCA Rivestimento di facciata Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore 4 cm Geometria regolare Installazione Su adesivo Scenario manutentivo Ambiente marino Service life 55 Anni*

Cava e localizzazione edificio

17 Km * Arrotondamento da 53 anni, metodo ricercatori portoghesi (Silva, A., 2012) (cfr. par. 6.2).


246

lca natural stone • elisabetta palumbo

Dettaglio del rivestimento in pietra leccese della stazione marittima di Otranto (Fonte: MC Architetti)

pagina a fronte Immagine del rivestimento di facciata della stazione marittima di Otranto in elementi modulari di pietra leccese (sp. 4 cm). (Fonte: MC Architetti)

Descrizione La nuova stazione marittima e capitaneria del porto di Otranto, concepita all’interno del più ampio progetto di riqualificazione della città pugliese, che prevedeva, oltre al recupero della zona orientale in cui si colloca l’edificio, il collegamento fra il porto e la città vecchia attraverso una ampia piazza pedonale antistante la marina, porta la firma dello studio Mario Cucinella (MC Architect). L’edificio si inserisce in un contesto fortemente connotato dal punto di vista storico e paesaggistico, da cui ne deriva la forma spigolosa che si propone come prolungamento verso l’orizzonte del mare. La facciata è rivestita con pietra leccese di Cursi, i cui elementi tagliati a piano di sega esaltano la rugosità della materia litica (Divisare, 2007).


248

lca natural stone • elisabetta palumbo

Rivestimento di facciata in pietra leccese su adesivo, spessore 4 cm

C Struttura in calcestruzzo B Strato di colla A Pietra leccese spessore 4 cm

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

pagina a fronte Tab. 18 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq di rivestimento in pietra leccese lavorata (sp. 4 cm)

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o ricilaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Trasporto al produttore

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’(dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine del rivestimento di facciata della stazione marittima di Otranto in elementi modulari di pietra leccese. (Fonte: MC Architetti)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento per facciate in pietra leccese, spessore 4 cm

Service life

55 Anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Cursi (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio*

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

4,3E-01

5,6E-01

2,4E+00

1,6E+00

5,0E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,1E-05

2,7E-05

1,1E-04

7,7E-05

2,4E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

4,8E-04

6,0E-04

2,5E-03

1,7E-03

5,3E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,3E-04

1,7E-04

7,1E-04

4,8E-04

1,5E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

3,4E-07

4,5E-07

1,9E-06

1,3E-06

4,0E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

5,4E+00

7,1E+00

3,0E+01

2,1E+01

6,3E+01


6,0E+00

5,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

4,0E+00

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

Acidification (AP)

4,5E-06

4,0E-06

3,5E-06

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

(kg CFC-11 eq)

1,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

5,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da rivestimento per facciate in pietra leccese lavorata, spessore 4 cm

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

250


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

0,0E+00

(kg C2H4 eq)

5,0E-05

Photochemical Oxidation (POCP)

1,6E-03

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

2,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

7,0E+01

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

2,0E+01

1,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

251


252

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina a fronte Immagine della stazione marittima di Otranto in elementi modulari di pietra leccese. (Fonte: MC Architetti) Tab. 19 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq di rivestimento litico della facciata della stazione marittima di Otranto (4 cm spessore)

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 16 t

ca. 185 km

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio

Su adesivo Dalla analisi LCA è stata esclusa la sottostruttura per l’ancoraggio, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Trattamenti protettivi ogni 5 anni (numero cicli 11) Trattamenti consolidanti per il 10% della superficie sui 25 anni (numero cicli 2,2

B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni

Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di rivestimento in oggetto è stato escluso lo scenario relativo a eventuali riparazioni o sostituzione di parti della superficie

Esiti LCA ‘cradle to gate’

Fasi LCA esaminate

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4

B2

TOTALE

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

5,0E+00

7,0E-02

2,8E+00

7,9E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,4E-04

1,2E-05

5,9E-04

8,4E-04

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

5,3E-03

2,8E-04

1,3E-02

1,9E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,5E-03

8,5E-05

3,1E-03

4,7E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

4,0E-06

1,2E-08

1,7E-06

5,7E-06

NRf

Non renewable, fossil

MJ eq

6,3E+01

5,7E+01

1,2E+02

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

1,20E+00

1,20E+00

253


1,0E+01

8,0E+00

6,0E+00

4,0E+00

(kg CO2 eq)

2,0E+00

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

1,5E-02

1,0E-02

5,0E-03

(kg SO2 eq)

2,0E-02

Acidification (AP)

6,0E-06

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata della stazione marittima di Otranto (4 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

254


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

2,0E-04

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

1,0E-03

Eutrophication (EP)

1,4E+02

1,2E+02

1,0E+02

8,0E+01

6,0E+01

4,0E+01

2,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

255


lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


Il rivestimento litico nellâ&#x20AC;&#x2122;architettura abitativa

Pietra Leccese â&#x20AC;&#x201D; Leccese Stone Pajara Salentina Otranto, Italia Progetto Massimo Iosa Ghini LocalitĂ Salve, Lecce (IT) Anno 2014 Tipologia di intervento Home Oggetto LCA Pavimentazione esterna Tipologia prodotto Chianche spessore 4 cm Geometria regolare Installazione Su letto di adesivo Scenario manutentivo Ambiente marino Service life 55 Anni

Cava e localizzazione edificio

40 Km


258

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine residenza salentina in chianche di pietra leccese. (Fonte: Iosa Ghini Associati)

Dettaglio della pavimentazione in pietra leccese (Fonte: Iosa Ghini Associati)

Pavimentazione in chianche di pietra leccese su adesivo, spessore 4 cm

A Chianche di pietra leccese spessore 2 cm B Letto di adesivo C Basamento in calcestruzzo

pagina a fronte Immagine della pavimentazione esterna della residenza salentina in chianche di pietra leccese. (Fonte: Iosa Ghini Associati)

Descrizione Nei dintorni di Salve, nel basso Salento, e a pochi chilometri dal mare, sorge la dimora estiva progettata dall’architetto Massimo Iosa Ghini. Ha un disegno pulito, razionalista, di sapore Wrightiano che denota una progettualità molto attenta al vernacolo pugliese e al rispetto del genius loci (Gimini G., 2014). Disposta su un unico livello e su un terreno di oltre un ettaro, il disegno della planimetria è ispirato alla masserie salentine, la cui integrazione alla terra salentina è accentuata dall’uso di tecniche di lavorazione e materiali autoctoni suggeriti da artigiani e maestranze locali (Iosa Ghini M.). Tra questi spicca la pavimentazione esterna realizzata con le chianche: le tradizionali lastre per coperture delle ‘lammie’, le terrazze.


Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o riciclaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Ristrutturazione

Sostituzione

Manutenzione

Riparazioni

Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

B6-B7

Consumo di acqua nella fase operativa

Fase del processo di costruzione

Uso e applicazione dei prodotti installati

Manifattura

Trasporto al produttore

Fase di produzione

B1-B5

Energia utilizzata nella fase d’uso

A4-A5

Installazione nell’edificio

A1-A3

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Trasporto al sito di costruzione

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)

Riferimenti assunti e limitazioni

Tab. 20 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq di pavimentazione esterna in chianche di pietra leccese (sp. 4 cm)

Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di pavimentazione interna in chianche di pietra serena

Service life

55 Anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra leccese di Cursi (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

3,6E-01

3,8E-01

2,4E+00

3,1E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,9E-05

1,8E-05

1,1E-04

1,5E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

4,0E-04

4,1E-04

2,5E-03

3,3E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,2E-04

1,1E-04

7,1E-04

9,4E-04

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

2,8E-07

3,0E-07

1,9E-06

2,5E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

4,8E+00

4,9E+00

3,0E+01

4,0E+01


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

261

3,5E+00

3,0E+00

2,5E+00

2,0E+00

1,5E+00

1,0E+00

5,0E-01

(kg CO2 eq)

0,0E+00

Global Warming (GWP100A)

3,5E-03

3,0E-03

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

5,0E-04

(kg SO2 eq)

0,0E+00

Acidification (AP)

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

1,0E-06

5,0E-07

(kg CFC-11 eq)

0,0E+00

Ozone Layer Depletion (ODP)


(MJ)

4,5E+01

4,0E+01

3,5E+01

3,0E+01

2,5E+01

2,0E+01

1,5E+01

1,0E+01

50E+00

(kg PO4--- eq)

Non Renewable Fossil (NRfossil) 1,0E-03

9,0E-04

8,0E-04

7,0E-04

6,0E-04

5,0E-04

4,0E-04

3,0E-04

2,0E-04

1,0E-04

0,0E+00

1,6E-04

1,4E-04

1,2E-04

1,0E-04

8,0E-05

6,0E-05

4,0E-05

2,0E-05

0,0E+00

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

262 lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

Photochemical Oxidation (POCP)

Eutrophication (EP)


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 40 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio

Su sottostruttura metallica Dalla analisi LCA sono stati esclusi i materiali usati per la posa in opera, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di pavimentazione in oggetto sono stato esclusi trattamenti protettivi o consolidanti

B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di pavimentazione in oggetto è stato escluso lo scenario relativo a eventuali riparazioni delle chianche o sostituzione di di esse

Esiti LCA ‘cradle to gate’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

TOTALE

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

3,1E+00

1,6E-01

3,3E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,5E-04

2,7E-05

1,8E-04

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

3,3E-03

6,5E-04

4,0E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

9,4E-04

2,0E-04

1,1E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

2,5E-06

2,9E-08

2,5E-06

NRf

Non renewable, fossil

MJ eq

4,0E+01

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

4,0E+01 2,8E+00

Tab. 21 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq di pavimentazione in chianche di pietra leccese (4 cm spessore)

263


3,0E+00

3,5E+00

3,6E-03

4,2E-03

2,5E+00

2,0E+00

1,0E+00

1,2E-03

1,5E+00

5,0E-01

(kg CO2 eq)

6,0E-04

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

2,4E-03

1,8E-03

(kg SO2 eq)

3,0E-03

Acidification (AP)

3,0E+06

2,5E+06

2,0E+06

1,5E+06

(kg CFC-11 eq)

1,0E+06

Ozone Layer Depletion (ODP)

5,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq pavimentazione in chianche di pietra leccese (4 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

264


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

5,0E-05

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

0,0E+00

2,0E-04

4,0E-04

6,0E-04

8,0E-04

1,0E-03

1,2E-03

8,0E+00

1,6E+01

2,4E+01

3,2E+01

4,0E+01

4,8E+01

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

Non Renewable Fossil (NRfossil)

(MJ)

265


266

lca lca natural natural stone stone â&#x20AC;˘ elisabetta â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo palumbo


Materiali litici negli spazi del wellness

Pietra Serena â&#x20AC;&#x201D; Serena Stone Piscina di Firenzuola Firenzuola (Firenze), Italia Progetto Rossi Prodi Architetti LocalitĂ Firenzuola, Firenze (IT) Anno 2001 Tipologia di intervento Welness & Sport Oggetto LCA Rivestimento di facciata Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore 2 cm Geometria regolare Installazione Su adesivo Scenario manutentivo Ambiente montano-urbano Service life 71 Anni*

Cava e localizzazione edificio

1 Km * Fonte: Silva, A., 2012.


268

lca natural stone • elisabetta palumbo

pagina precedente Immagine della piscina di Firenzuola, Firenze. (Fonte: Rossi Prodi Associati)

Rivestimento esterno in pietra serena, spessore 2 cm

Pietra serena spessore 2 cm Letto di colla Struttura muraria

pagina a fronte Dettagli della facciata rivestita con elementi modulari di pietra serena. (Fonte: Rossi Prodi Associati)

C

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Smaltimento dei rifiuti

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

A1-A3

Trasporto al produttore

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

B

Riuso, recupero e/o riciclaggio potenziale (3R)

A

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di pietra serena, spessore 2 cm. (Fonte: Rossi Prodi Associati)

pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento per facciate in pietra serena lavorata, spessore 2 cm

Riferimenti assunti e limitazioni

Tab. 22 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq di rivestimento in pietra serena levigata, spessore 2 cm

Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento in pietra serena per facciate, spessore 2 cm

Service life

71 Anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra serena di Firenzuola (rif. Cap. 3)

Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

2,8E-01

6,0E-01

4,4E+00

7,8E-01

6,0E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

7,7E-05

2,9E-05

2,1E-04

3,7E-05

3,5E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

1,4E-03

6,4E-04

4,6E-03

8,3E-04

7,5E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

3,7E-04

1,8E-04

1,3E-03

2,3E-04

2,1E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,6E-07

4,8E-07

3,5E-06

6,3E-07

5,2E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

6,1E+00

7,7E+00

5,6E+01

1,0E+01

7,9E+01


(kg CFC-11 eq)

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

1,0E-06

5,0E-07

(kg SO2 eq) 5,0E-03

4,5E-03

4,0E-03

3,5E-03

3,0E-03

2,5E-03

2,0E-03

1,5E-03

1,0E-03

5,0E-04

0,0E+00

3,5E+00

3,0E+00

2,5E+00

2,0E+00

1,5E+00

1,0E+00

5,0E-01

0,0E+00

(kg CO2 eq)

0,0E+00

rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Global Warming (GWP100A)

Acidification (AP)

Ozone Layer Depletion (ODP)

271


lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

2,5E-04

2,0E-04

(kg C2H4 eq)

1,5E-04

Photochemical Oxidation (POCP)

1,0E-04

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento per facciate in pietra serena lavorata, spessore 2 cm

5,0E-05

â&#x20AC;˘

0,0E+00

272

pagina a fronte Fasi LCA esaminate

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

2,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

4,0E+01

3,5E+01

3,0E+01

2,5E+01

2,0E+01

1,5E+01

1,0E+01

50E+00

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilità e casi studio

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Classe

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 1 km

EURO 4

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio

Su adesivo Dalla analisi LCA è stato escluso l’adesivo per l’ancoraggio, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente montano/ urbano

Trattamenti protettivi ogni 5 anni (numero cicli 14,2) Trattamenti consolidanti per il 10% della superficie sui 25 anni (numero cicli 2)

B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni Contesto

Descrizione

Ambiente montano/ urbano

Nelle soluzioni di rivestimento a umido è stato escluso lo scenario relativo a eventuali riparazioni o sostituzione di parti della superficie

Esiti LCA ‘cradle to gate’

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D

273


274

lca natural stone • elisabetta palumbo

Immagine della facciata rivestita con elementi modulari di pietra serena. (Fonte: Rossi Prodi Associati) pagina a fronte Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata della Piscina in Firenzuola (2 cm spessore)

Tab. 23 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq di rivestimento di facciata in pietra serena (2 cm spessore)

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4^

B2-B4

Totale

GWP

Global warming (GWP100a)

kg CO2 eq

6,0E+00

3,2E-03

4,3E+00

1,0E+01

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

3,5E-04

5,4E-07

9,0E-04

1,3E-03

AP

Acidification

kg SO2 eq

7,5E-03

1,3E-05

1,9E-02

2,7E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

2,1E-03

3,9E-06

4,7E-03

6,8E-03

5,6E-10

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

5,2E-06

NRF

Non Renewable

MJ eq

7,9E+01

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

5,4E-02

^ Per i trasporti non è stato calcolato il Non Renewable fossil (MJ equivalente)

2,7E-06

7,8E-06

8,8E-02

7,9E+01


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

1,6E+01

8,0E+00

4,0E+00

0,0E+00

(kg CO2 eq)

2,0E+00

Global Warming (GWP100A)

3,0E-02

2,5E-02

2,0E-02

1,5E-02

1,0E-02

5,0E-03

(kg SO2 eq)

0,0E+00

Acidification (AP)

8,4E-06

7,2E-06

6,0E-06

4,8E-06

3,6E-06

2,4E-06

1,2E-06

(kg CFC-11 eq)

0,0E+00

Ozone Layer Depletion (ODP)

275


1,4E-03

1,2E-03

6,0E-04 3,0E-03

1,0E-03

4,0E-04 2,0E-03

8,0E-04

2,0E-04

(kg C2H4 eq)

1,0E-03

Photochemical Oxidation (POCP)

0,0E+00

7,0E-03

6,0E-03

5,0E-03

(kg PO4--- eq)

4,0E-03

Eutrophication (EP)

9,0E+01

7,5E+01

6,0E+01

4,5E+01

(MJ)

3,0E+01

Non Renewable Fossil (NRfossil)

1,5E+01

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq rivestimento litico della facciata della Piscina in Firenzuola (2 cm spessore)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

276


Materiali litici negli spazi del wellness

Pietra Leccese â&#x20AC;&#x201D; Leccese Stone Hotel Risorgimento Lecce, Italia Progetto Bart Conterio & Luca Sacchetti Architetti LocalitĂ Lecce (IT) Anno 2014 Tipologia di intervento Welness Oggetto LCA Rivestimento interno Tipologia prodotto Lastre rifilate spessore variabile (2-5 cm) Geometria irregolare Installazione Su strato di adesivo Scenario manutentivo Non valutato Service life Non valutata

Cava e localizzazione edificio

30 Km


278

lca natural stone • elisabetta palumbo

Rivestimento interno in pietra leccese su strato di colla

C B

A

Smaltimento dei rifiuti

OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA

D

Riuso, recupero e/o riciclaggio potenziale (3R)

Trasporto all’impianto di trattamento dei rifiuti Impianto di trattamento dei rifiuti per il riuso, recupero e/o riciclaggio (3R)

End of life stage

De-costruzione/demolizione

C1-C4

Fase d’uso/ informazioni funzionamento dell’edificio

Consumo di acqua nella fase operativa

Ristrutturazione

Sostituzione

Riparazioni

Manutenzione

B6-B7

Energia utilizzata nella fase d’uso

B1-B5 Fase d’uso/informazioni relative alle prestazioni in uso del prodotto

Uso e applicazione dei prodotti installati

Installazione nell’edificio

Fase di produzione

Fase del processo di costruzione

Trasporto al sito di costruzione

A4-A5

Manifattura

A1-A3

Trasporto al produttore

Sviluppo delle Fasi (Stage) del Life Cycle per il settore delle costruzioni secondo la classificazione prevista dagli standard europei

Strato di colla

Pietra leccese | Dimensioni e spessori variabili

Life Cycle Assessment ‘from cradle to grave’

Estrazione delle materie prime e ciclo di produzione

Struttura muraria

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D ‘CRADLE TO GATE’ ‘GATE TO GRAVE’ ‘CRADLE TO GRAVE’ (dalla culla alla tomba) ‘CRADLE TO CRADLE’ (dalla culla alla culla)


Dettaglio del rivestimento interno dell’hotel in lastre rifilate di pietra leccese, a spessori variabili tra 2 e 5 cm. (Foto Bart Conterio)

Riferimenti assunti e limitazioni Assunzioni

Descrizione/Valore

Unità funzionale

1 mq di rivestimento interno in pietra leccese, a spessori variabili (2-5 cm)

Service life

55 anni

A1-A3 Analisi LCA ‘from cradle to gate’ del ciclo di produzione della pietra leccese di Cursi (rif. Cap. 3) Cod

Indicatore di impatto

UM

Estrazione Trasporto

Segagione in lastre

Taglio

Trattam Superficiali

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

3,8E-01

4,9E-01

2,1E+00

1,4E+00

4,4E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

1,8E-05

2,3E-05

9,9E-05

6,7E-05

2,1E-04

AP

Acidification

kg SO2 eq

4,2E-04

5,2E-04

2,2E-03

1,5E-03

4,7E-03

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,2E-04

1,5E-04

6,2E-04

4,2E-04

1,3E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

3,0E-07

3,9E-07

1,7E-06

1,1E-06

3,5E-06

NR

Non renewable, fossil

MJ

4,7E+00

6,2E+00

2,6E+01

1,8E+01

5,5E+01

Tab. 24 LCA from cradle to gate riferita a 1 mq di rivestimento in pietra leccese lavorata (sp. variabile tra 2 e 5 cm)


9,0E+00

8,0E+00

7,0E+00

6,0E+00

5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

1,0E+00

(kg CO2 eq)

5,0E-01

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

Acidification (AP)

4,0E-06

3,5E-06

3,0E-06

2,5E-06

2,0E-06

1,5E-06

(kg CFC-11 eq)

1,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

5,0E-07

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da rivestimento in pietra leccese lavorata (sp. variabile tra 2 e 5 cm)

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

280


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

0,0E+00

(kg C2H4 eq)

5,0E-05

Photochemical Oxidation (POCP)

1,4E-03

1,2E-03

1,0E-03

8,0E-04

6,0E-04

4,0E-04

2,0E-04

(kg PO4--- eq)

0,0E+00

Eutrophication (EP)

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

2,0E+01

1,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

281


282

lca natural stone • elisabetta palumbo

A4 Trasporto Tipologia

Capacità di utilizzo

Tipo di veicolo

Distanza

Valore

Camion

75% Incluso ritorno

Portata > 32 t

ca. 30 km

ton/km

A5 Costruzione Tipologia di ancoraggio

Su adesivo Dalla analisi LCA è stata esclusa la sottostruttura per l’ancoraggio, essendo l’obiettivo della analisi LCA quello di indagare l’impatto relativo alla sola pelle litica I dati relativi alla fase di messa in opera sono stati esclusi dalla analisi LCA essendo l’obbiettivo dello studio quello di caratterizzare unicamente il profilo del rivestimento litico. Tali aspetti sono stati trattati in precedenti ricerche. Per approfondimenti sugli esiti di tali ricerche si veda (Torricelli, M.C. et al., 2010; Torricelli, M.C. et al., 2009; Palumbo, E., 2011).

B2 Manutenzione Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nell’analisi sono esclusi trattamenti protettivi o conservativi

B3 Riparazioni / B4 Sostituzioni

Contesto

Descrizione

Ambiente marino

Nella soluzione di rivestimento in oggetto è stato escluso lo scenario relativo a eventuali riparazioni o sostituzione di parti della superficie

Esiti LCA ‘cradle to gate’

Fasi LCA esaminate

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4

D


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

Immagine dellâ&#x20AC;&#x2122;Hotel Risorgimento, Lecce. (Fonte: PIMAR) Tab. 25 LCA from cradle to grave riferita a 1 mq lastre da rivestimento interno in pietra leccese, spessori variabili tra 2 e 5 cm

Cod

Indicatore di impatto

UM

A1-A3

A4

B2

Totale

GWP

Global Warming

kg CO2 eq

5,0E+00

7,0E-02

2,8E+00

7,9E+00

POCP

Photochemical oxidation

kg C2H4 eq

2,4E-04

1,2E-05

5,9E-04

8,4E-04

AP

Acidifiication

kg SO2 eq

5,3E-03

2,8E-04

1,3E-02

1,9E-02

EP

Eutrophication

kg PO4--- eq

1,5E-03

8,5E-05

3,1E-03

4,7E-03

ODP

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq

4,0E-06

1,2E-08

1,7E-06

5,7E-06

NRf

Non renewable, fossil

MJ eq

6,3E+01

5,7E+01

1,2E+02

AP

Abiotic depletion (fossil fuels)

MJ

1,2E+02

1,2E+00

1,2E+00

1,20E+00

283


5,0E+00

4,0E+00

3,0E+00

2,0E+00

(kg CO2 eq)

1,0E+00

Global Warming (GWP100A)

0,0E+00

6,0E-03

5,0E-03

4,0E-03

3,0E-03

2,0E-03

(kg SO2 eq)

1,0E-03

Acidification (AP)

5,0E-06

4,0E-06

3,0E-06

(kg CFC-11 eq)

2,0E-06

Ozone Layer Depletion (ODP)

1,0E-06

Indicatori di impatto di LCA from cradle to gate riferita a 1 mq lastre da rivestimento interno in pietra leccese, spessori variabili tra 2 e 5 cm

0,0E+00

â&#x20AC;˘

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo

0,0E+00

284


rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

2,5E-04

2,0E-04

1,5E-04

1,0E-04

5,0E-05

(kg C2H4 eq)

0,0E+00

Photochemical Oxidation (POCP)

1,6E-03

1,2E-03

8,0E-04

0,0E+00

(kg PO4--- eq)

4,0E-04

Eutrophication (EP)

6,0E+01

5,0E+01

4,0E+01

3,0E+01

2,0E+01

1,0E+01

(MJ)

0,0E+00

Non Renewable Fossil (NRfossil)

285


286

lca natural stone â&#x20AC;˘ elisabetta palumbo


parametri che influenzano l’impatto ambientale dei rivestimenti litici •

Rivestimento massivo in quarzite (Foto di Minera Skifer)

Dalle valutazioni LCA relative alle specifiche soluzioni di rivestimenti litici emerge che, a parità di disegno geometrico, dato un metro quadrato di superficie rivestita, all’aumento di spessore della lastra corrisponde una crescita di tutti gli indici di impatto. Questo è logico e facilmente intuibile, poiché al crescere dello spessore cresce proporzionalmente il volume di materiale estratto e quindi la quantità di risorsa litica lavorata (Fig. 4). È altresì interessante osservare come nella determinazione del profilo ambientale della lastra di rivestimento influisca anche la geometrica dell’elemento litico, che a sua volta dipende dalle modalità di esecuzione dell’operazione di taglio. Scenari applicativi caratterizzati da elementi litici ottenuti da rifilature cosiddette ‘fuori squadro’ comportano aumenti dei consumi energetici di circa il doppio rispetto alla tipologia a ‘casellario’, che comunque non rappresenta la produzione standard, essendo anch’essa legata alla esclusività delle scelte progettuali. La combinazione di questi due aspetti è evidente confrontando le due differenti tipologie di pavimentazione esterne realizzate in pietra serena di Firenzuola: piazza Castello a Castel Rozzone (cfr. 6.3.2) e piazza Gino Valle a Milano (cfr. 6.3.1). Di queste, la prima — di spessore minore (4 cm) — è caratterizzata da una geometria irregolare dei tasselli litici, mentre l’altra — di spessore maggiorato di circa 1,5 volte (6 cm) — segue un disegno, per le parti in pietra serena, piuttosto regolare. Una comparazione effettuata tenendo in considerazione solo lo spessore della lastra, passando quindi da 4 cm a 6 cm, comporterebbe un aumento dell’impatto, nella globalità della LCA ‘from cradle to gate’, di circa il 13% (Fig. 5). Conducendo, invece, l’analisi considerando anche l’influenza determinata dal taglio (‘fuori squadro’ versus ‘a casellario’), si avrebbe un aumento di circa il 9%. È opportuno precisare che tali considerazioni vanno contestualizzate e ricomprese negli obiettivi del presente testo, che focalizza l’attenzione unicamente sulla ‘pelle’ litica. Infatti, una valutazione basata solo sulla variazione dello spessore della materia litica resta fine a se stessa, poiché il parametro a cui fare riferimento è la soluzione tecnica nella sua globalità e non il singolo strato di cui è composta. Un secondo aspetto da analizzare è quello relativo al tempo di vita atteso attribuito alla


%

100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Abiotic Global Ozone depletion warming layer (fossil fuels) (GWP 100a) depletion

Uman toxicity

Fresh water aquatic ecotox

Marine aquatic ecotoxicity

Terrestrial ecotoxicity

Photochemical oxidation

Acidification

Eutrophication

Produzione della lastra di rivestimento, taglio casellario, spessore 6 cm Produzione della lastra di rivestimento, taglio casellario, spessore 4 cm Fig. 5 Variazione dei valori di impatto derivanti dalla comparazione tra rivestimenti litici, negli spessori 4 cm e 6 cm, nelle differenti tipologie di taglio della lastra pagina a fronte Fig. 4 Aumento dell’impatto ambientale nella valutazione LCA cradle to gate all’aumentare dello spessore della lastra (a parità di disegno geometrico)

soluzione tecnica, e di conseguenza dell’edificio nel suo insieme. Risulta evidente come, per soluzioni che richiedono limitati cicli manutentivi, a parità di durata di vita attesa, corrispondano impatti ambientali minori nelle fasi riguardanti le prestazioni in uso (B2-B4 fase di manutenzione). Considerazioni che possono mutare totalmente gli esiti delle analisi se il confronto viene condotto per orizzonti temporali più estesi: in quali casi gli impatti derivanti dalle operazioni di manutenzione superano l’impatto relativo al rifacimento della superficie di rivestimento? È evidente come la prospettiva temporale, derivata dall’approccio Life Cycle Thinking, premi materiali e tecnologie in grado di durare nel tempo garantendo la prestazione prevista in fase progettuale con il minimo intervento manutentivo e/o di sostituzione, assicurando così concretamente una effettiva riduzione dei costi ambientali globali dell’opera. Il testo, in linea con gli intenti iniziali, restituisce un’analisi degli impatti ambientali secondo l’approccio Life cycle associabili alla filiera dei materiali litici da rivestimento, definendo sia il profilo ambientale della materia prima nel suo ciclo di produzione (from cradle to gate), sia le possibili conformazioni che esso può assumere quando utilizzato in più contesti applicativi. I dodici esempi di soluzioni di rivestimenti litici analizzati


parametri che influenzano l’impatto ambientale dei rivestimenti litici

4 cm disegno standard differenza 13,3% 6 cm disegno standard

4 cm disegno irregolare differenza 3,4%

6 cm disegno standard

4 cm disegno irregolare differenza 9,2% 6 cm disegno casellario

appartengono all’ambito dell’architettura contemporanea, realizzata nell’arco degli ultimi dieci anni, e contemplano spessori sottili (lastre da 1,2 cm a 6 cm). Scenari di sviluppo futuri potrebbero riguardare l’estensione della valutazione LCA a soluzioni litiche massive, includendo pertanto la soluzione tecnica nel suo insieme. Un ambito non sviluppato nella presente trattazione riguarda il fine vita degli scarti provenienti dai cicli di produzione (allo stato secco in cava e soprattutto come fanghi nella lavorazione), un tema di gran rilievo per il settore delle costruzioni. Infatti, se opportunamente sviluppato, si tratta di un ambito che potrebbe ridurre le problematiche legate all’impatto ambientale ed aprire nuove opportunità di mercato.

289


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considerazioni conclusive

Le valutazioni di approccio LCA condotte in questo testo permettono di osservare come la conoscenza dell’impatto dei processi produttivi dei materiali da costruzione, e nello specifico di quelli litici, sia centrale in una analisi volta a misurare l’impatto del costruito nella globalità del ciclo di vita. Risulta evidente come la comprensione di consumi ed emissioni nelle fasi di produzione, insieme a quelli dovuti alle fasi della vita utile, sia di estrema importanza nel determinare il bilancio degli impatti di edifici ed opere, soprattutto se la riduzione dei consumi in uso è molto ridotta. Ciò risulta rilevante anche rispetto all’emergente necessità di orientare le filiere manifatturiere verso la cosiddetta circolarità 4.0. Per muovere in questa direzione, infatti, la conoscenza dell’impronta ambientale dei prodotti risulta indispensabile. Una recente indagine condotta in tal senso (Università Bocconi e Scuola Sant’Anna di Pisa) evidenzia come la limitata conoscenza degli aspetti che influenzano la determinazione degli impatti da parte degli operatori del settore produttivo (riduzione delle quantità di materie prime utilizzate, elevata attitudine al disassemblaggio dei prodotti, a favore di un efficace fine vita) di fatto rallenti la diffusione delle pratiche orientate alla circular economy. Le simulazioni condotte nel testo si avvalgono della metodica Life Cycle Assessment, che è stata applicata in base a quanto oggi previsto dagli standard ISO e EN. Tali indirizzi di fatto permettono di definire il sistema di dati di input e output che alimentano le analisi LCA, e di renderli omogenei e comparabili. Tuttavia, nello scenario normativo attuale, queste indagini vanno lette con la consapevolezza che sono ancora molte le lacune metodologiche e gli aggiornamenti necessari per raggiungere una completa maturità del metodo. Ad esempio, nello specifico della filiera dei materiali litici, quanto previsto dagli standard europei CEN non tratta questioni ambientali di rilievo come l’aspetto paesaggistico (sia come impatto sul territorio sia come azioni di recupero e riqualificazione delle cave), o come gli effetti sull’uso del suolo e sulle acque derivanti dalla formazione degli scarti durante i cicli di produzione.


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Dettaglio della scala interna rivestita in pietra naturale del nuovo Museo degli Uffizi (Foto: Casone Group)

pagina a fronte Centro di Alti Studi Musicali, Santiago de Compostela. (Anton Garcia Abril)

Le valutazioni condotte in questo studio applicano la metodologia il più rigorosamente coerente con quanto indicato dagli standard, con la finalità di far conoscere al progettista, al produttore e a tutti gli operatori interessati, gli strumenti alla base delle analisi LCA, e dunque orientarne una scelta consapevole, grazie alla conoscenza più completa possibile del profilo ambientale di prodotti e soluzioni tecniche litiche. Il testo, partendo dagli esiti delle valutazioni di impatto ambientale LCA applicate a specifiche filiere appartenenti alla realtà produttiva italiana (pietra serena di Firenzuola e pietra leccese di Cursi) o derivanti da accreditate certificazioni ambientali di prodotto (quarzite di Oppdal-NE), si propone una duplice finalità. Da un lato, favorire una maggiore diffusione di tali tematiche in questo settore; dall’altro e parallelamente, contribuire all’innalzamento delle conoscenze di coloro che realizzano, progettano, e utilizzano tali prodotti. Inoltre, esplorando il passaggio dal profilo ambientale del prodotto litico, durante le fasi ‘from cradle to gate’, alla valutazione delle sue prestazioni ambientali quando utilizzato in sistemi di rivestimento litico, lo studio intende evidenziare le implicazioni che que-


considerazioni conclusive

sto cambio di scala comporta, seppure nei limiti della osservazione di specifici e circoscritti casi studio, Non dimenticando che l’oggetto a cui riferire le analisi resta l’edificio, le valutazioni condotte in questo lavoro non intendono indicare la soluzione con il migliore profilo ambientale, ma più semplicemente forniscono indicazioni per l’impiego del set di indicatori ambientali tratti da una analisi Life Cycle Assessment, a supporto di una valutazione di sostenibilità ambientale di sistemi di rivestimento litico in fase di progettazione. Per le ragioni fin qui presentate (necessità di migliorare e integrare la metodica LCA, carenza di dati primari sui cicli di produzione, etc.), gli esiti delle valutazioni presenti nel testo vanno letti nell’ambito delle assunzioni adottate, rimandando a futuri studi gli aggiornamenti dei dati, le estensioni dei confini delle analisi e le integrazioni con altri strumenti di supporto alla progettazione (ad esempio il recente Building Information Building — BIM).

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rivestimento litico in architettura: indicatori di sostenibilitĂ e casi studio

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postfazione Marzia Traverso

Centro di Alti Studi Musicali, Santiago de Compostela. (Anton Garcia Abril)

Professore ordinario Dipartimento Sustainability Systems e Sustainability Models in Construction — INaB RWTH Aachen University (DE)

L’utilizzo sempre crescente della metodologia Life Cycle Assessment (LCA), quale strumento di supporto alle decisioni per una produzione e consumo sostenibile, è confermato dalle sempre più numerose implementazioni nei diversi settori e gruppi di prodotto. A questo si aggiungono, l’introduzione a livello Europeo del concetto di economia circolare e l’introduzione dei 17 obiettivi di sviluppo sostenibili (Sustainable Development Goals) delle Nazioni Unite, entrambe le iniziative introducono a livello strategico e legislativo la necessità di utilizzare una prospettiva di ciclo di vita. Infatti, il primo concetto, l’economia circolare, non può essere implementata senza che un prodotto/servizio sia concepito considerando il proprio intero ciclo di vita e gli impatti ambientali che ne derivano. Uno dei nuovi obiettivi di sviluppo sostenibile è proprio il 12esimo che mira ad un consumo e una produzione sostenibile, abbracciando perfettamente il concetto di economia circolare e la prospettiva di ciclo di vita nell’analisi delle performance. Un settore che gioca sicuramente un ruolo significativo per il raggiungimento di uno sviluppo sostenibile e la conseguente riduzione di impatti ambientali e consumi energetici è quello delle costruzioni. Infatti, la Commissione Europea ha pubblicato proprio l’anno scorso la prima bozza di un robusto Report ‘Level(s) — A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings’1, volto a tracciare un quadro generale per migliorare le prestazioni di sostenibilità riguardante: gli strumenti, le normative, i protocolli e le metodologie presenti nel settore edilizio. Anche in questo report la LCA si pone come la metodologia di base per valutare le performance ambientali degli edifici e dei suoi componenti e le conseguenti certificazioni. Ma sebbene ci sia un’ampia letteratura su questo tema, non sono così tante le pubblicazioni che focalizzano l’attenzione sulle pietre ornamentali naturali. 1 Nicholas Dodd, Mauro Cordella, Marzia Traverso, Shane Donatello, 2017. Level(s) — A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings, Parts 1 and 2: Introduction to Level(s) and how it works (Beta v1.0). JRC technical Report European Commission, Sevilla. https://bit.ly/2IVGi45.


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pagina a fronte Rivestimento parietale interno al Decumanus Caffè realizzato con i banchi di fresa di pietra serena delle cave di Firenzuola, Firenze (Foto Mimesi 62)

Queste giocano e hanno da sempre giocato un ruolo fondamentale nella decorazione di edifici, negli spazi interni ed esterni, e in particolare per l’Italia rappresentano un prodotto ‘fiore all’occhiello’ in termini di qualità e prestigio. Per esempio, il marmo di Carrara è da sempre considerato uno dei marmi più pregiati al mondo per resistenza, qualità e pregio estetico. Sebbene così importanti, in letteratura troviamo pubblicazioni e studi riguardanti solo uno o più prodotti, ma non un quadro generale su metodologie, etichette ecologiche e certificazioni disponibili sul mercato per il calcolo delle performance ambientali delle natural stone né tanto meno una raccolta esaustiva di casi studi sugli stessi. È proprio questo il carattere innovativo di questo libro. In questa pubblicazione sono raccolte e presentati dati primari, impatti ambientali, casi studi dei più importanti materiali litici e delle sue applicazioni quali componenti edilizi in Italia e all’estero… Questo lavoro rappresenta la conclusione di un ampio progetto di ricerca sull’applicazione e implementazione della metodologia LCA e delle relative certificazioni ambientali quali la Environmental Product Declaration (EPD) sui rivestimenti litici. Questa pubblicazione è particolarmente importante perché nonostante i numerosi database disponibili sugli impatti ambientali dei materiali e prodotti per le costruzioni, in nessuno di essi troviamo dati sulla produzione italiana, e non esiste ancora oggi un database nazionale. I casi studi sono tutti riportati con grande dettaglio, sia nella descrizione metodologica sia nella interpretazione dei risultati. Questi coprono numerosi esempi di materiali e componenti litici di varia provenienza: italiani, tedeschi e norvegesi. Nella sezione metodologica Elisabetta Palumbo non si ferma soltanto alla descrizione della LCA ma descrive il framework generale in cui l’analisi del ciclo di vita si inserisce, introducendo la valutazione di sostenibilità complessiva Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA), definita come la contemporanea implementazione delle tre valutazione LCA, Life Cycle Costing (LCC) e Social Life Cycle Assessment (S-LCA). Queste ultime due, che non godono ancora di un livello di standardizzazione paragonabile a quello della LCA, rappresentano i topics delle ricerche future per completare la valutazione delle prestazioni di sostenibilità globale (ambientale-economico e sociale) di un prodotto, in questo caso dei prodotti litici. Pochi esempi di LCSA sono presenti in letteratura ma il suo sviluppo, la sua implementazione e l’interpretazione dei relativi risultati rappresentano una delle prossime sfide che i ricercatori in questo settore dovranno affrontare.


postfazione â&#x20AC;˘ marzia traverso

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ringraziamenti

Questo libro è il frutto di molti anni di ricerca condotti sul tema della sostenibilità nelle costruzioni, durante i quali mi sono formata e confrontata nell’ambito del gruppo di docenti e ricercatori dell’area della Tecnologia dell’Architettura che lavorano secondo un approccio Life Cycle. Desidero pertanto ringraziare la professoressa Maria Chiara Torricelli, una guida indispensabile durante questi anni di formazione e di ricerca scientifica, e i ricercatori tutti che lavorano e hanno lavorato al DIDA dell’Università di Firenze sul tema del LCA in edilizia, perché è in questo ambito che a partire dal Dottorato mi sono formata e confrontata nello svolgimento di ricerche sulla sostenibilità di soluzioni tecniche, di edifici e di materiali laterizi e lapidei. Alla professoressa Torricelli un ringraziamento particolare per il supporto scientifico, l’incoraggiamento e la disponibilità nel fornirmi i preziosi suggerimenti grazie ai quali sono riuscita portare a compimento il presente testo. Ringrazio il professore Ernesto Antonini del DA dell’Università di Bologna per la preziosa opportunità che mi ha offerto di continuare a lavorare su questi temi allargando lo sguardo ai temi dell’efficienza energetica e dell’economia circolare nel settore delle costruzioni, e in particolare per la disponibilità e lo sguardo sempre attento e critico, ma propositivo. Ringrazio il professor Andrea Boeri del DA dell’Università di Bologna per avermi inserito nel suo gruppo di lavoro permettendomi di estendere le analisi LCA a temi più ampi come la riqualificazione energetica degli edifici, i nZEB e la loro integrazione nell’ambito delle Smart Cities. Un ringraziamento va anche ai componenti della sezione Edilizia della rete LCA Italia coordinata dalla professoressa Monica Lavagna del Dipartimento ABC del Politecnico di Milano, per le occasioni di confronto e aggiornamento. Sono grata alla professoressa Marzia Traverso dell’INaB della RWTH Aachen University per la opportunità di confronto interdisciplinare sui temi LCSA, durante lo scambio interuniversitario Marco Polo e per avermi offerto la prestigiosa opportunità di entrare nel suo gruppo di ricerca universitario. Un ringraziamento particolare ai dirigenti e agli operatori delle Aziende produttrici Minera Skyfer di Oppdal, in Norvegia (in particolare Terje Holdstad), Casone Group di Firenzuo-


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la (Alberto Bartolomei), Pimar di Cursi (Lecce) che hanno reso possibili queste indagini e che hanno seguito e verificato i dati su cui si basa questa ricerca. Ringrazio gli studi di progettazione Mario Cucinella Architetti e Iosa Ghini Associati di Bologna, lo studio Valle Architetti di Milano, lo studio Rossi Prodi Associati e lo studio Mimesi62 di Firenze, lo studio Maganino ingegneri di Bari, l’architetto Toti Semerano di Lecce e l’architetto spagnolo Antòn Garcia Abril che hanno celermente e con dovizia fornito immagini e dettagli dei propri progetti. Ringrazio Angela Masciullo per avermi dato la possibilità di lavorare sull’interessante e tradizionale filiera litica leccese. Ringrazio i fotografi Matteo Dunchi di Carrara, Giorgia Salinitro e Giovanni De Sandre dello studio De Sandre, e infine Laura Tenan della startup Desamanera che hanno generosamente messo a disposizione i loro suggestivi scatti. Devo anche ringraziare i due Anonimi Revisori per i preziosi suggerimenti di miglioramento forniti nella revisione di questo testo. Per gli aspetti di grafica e di produzione editoriale un aiuto importante mi è stato dato dal didacommunicationlab del DIDA di UniFi, da Aurora Toma e Noemi Piccioli che hanno contribuito a ingentilire gli ostici diagrammi parte integrante della ricerca, e da Elisabetta Spampalato e Debora Mosconi dello studio grafico Doubledot di Bologna che mi hanno meticolosamente seguita nella trasformazione dei testi nel prodotto editoriale. Ancora un grazie ad Angela Santangelo per l’aiuto nella rilettura e correzione dei testi. Ringrazio infine Andrea per avermi pazientemente accompagnata e incoraggiata durante questo complesso ed entusiasmante percorso, e i miei fratelli e mio padre che con il loro lavoro mi hanno fatto conoscere ed apprezzare il complesso mondo dei materiali litici. Ed infine un grazie grande alla mia preziosissima e amata mamma, Maria Luisa D’Angelo, per avermi trasmesso la tenacia, la forza di guardare avanti e per accompagnarmi, seppure da molto lontano, sempre e ovunque con il suo sorriso.


Finito di stampare per conto di didapress Dipartimento di Architettura UniversitĂ degli Studi di Firenze Marzo 2018


Materiali tradizionali per eccellenza, la pietra e le risorse litiche in genere rivestono un ruolo preponderante nella storia dell’architettura, permanendo, seppure con usi e modalità differenti, tra le risorse impiegate nella concezione costruttiva contemporanea. Le attuali esigenze progettuali e costruttive, allineandosi ai paradigmi della sostenibilità ambientale (uso di suolo, risorse e rifiuti), sociale (salute umana e sicurezza) ed economica (approvvigionamento di materie prime e maintenance), tendono a collocare la risorsa litica ai margini di scelte eco-friendly, attribuendole aprioristicamente il peso degli impatti legati alla sola filiera estrattiva, secondo logiche valutative lineari, spesso non misurate e non contemplative di tutte le fasi che interessano il relativo ciclo di vita. L’approccio alla base di tali valutazioni è quello del Life Cycle, che pur essendo adottato da più di venti anni da parte degli accademici per stimare l’impatto ambientale degli edifici, risulta essere ancora oggi molto specialistico, di difficile interpretazione e di complessa applicabilità da parte degli operatori del settore: progettisti, costruttori, ma anche produttori e pubbliche amministrazioni. Partendo dall’esperienza maturata in anni di lavoro di ricerca -fra indagini sul campo e ricerca scientifica-, il libro intende fornire una lettura analitica degli impatti relativi a materiali litici usati in involucri edilizi, secondo un approccio del ciclo di vita. Il libro, attraverso nozioni di natura teorica e tecnologica su metodi e strumenti operativi volti a valutare la sostenibilità in ambito edilizio nella prima parte del volume, e sugli esiti di analisi di valutazioni LCA applicata a casi studio nella seconda, intende fornire una lettura semplificata del profilo ambientale di sistemi di involucro litico, tenendo in considerazione l’intero ciclo di vita. Infine, ponendo l’attenzione agli assets critici della supply chain del settore litico, il volume si conclude evidenziando possibili traiettorie di ricerca. Il testo è rivolto a tutte le figure dell’ambito progettuale, produttivo e costruttivo, a quelle delle scuole di architettura e di ingegneria, e al mondo delle Pubbliche Amministrazioni coinvolte nei processi degli Appalti Verdi. Elisabetta Palumbo, architetto, PhD in Tecnologia dell’Architettura (2008), è ricercatore presso il dipartimento INaB della RWTH Aachen University (DE). Svolge le sue ricerche nell’ambito della Tecnologia dell’Architettura: dal 2005 al 2012 ha svolto attività di ricerca presso il Dipartimento di Architettura dell’Università degli Studi di Firenze e dal 2014 al 2017 presso il Dipartimento di Architettura dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna. Gli interessi di ricerca sono principalmente rivolti ai materiali e ai sistemi costruttivi – tradizionali e innovativi – per la sostenibilità dell’ambiente costruito. Esperta di analisi e metodologie di calcolo per la valutazione delle performance di sostenibilità ambientale, economica e sociale (Life Cycle Sustainability Assessment – LCSA) di edifici, materiali e prodotti per l’edilizia, collaborando a progetti di ricerca e sviluppo nazionali e internazionali. È autrice di capitoli di libri, articoli pubblicati su riviste ed atti di convegni, nazionali ed internazionali.

ISBN 978-88-3338-025-4

ISBN 978-88-3338-025-4

9 788833 380254

€ 30,00

LCA natural stone | Palumbo  

Materiali tradizionali per eccellenza, la pietra e le risorse litiche in genere rivestono un ruolo preponderante nella storia dell’architett...

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