Life Cycle Assessment of a vegetarian meal in comparison with a meat based
meal
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Sommario
Il presente studio nasce dalla curiosità verso le diverse tipologie di dieta e i loro effetti
sull'ambiente. La natura di per sé suggerisce l'opportunità di una dieta vegetariana se si
considerano gli aspetti energetici e di uso delle risorse: nel passaggio da un anello al
successivo della catena alimentare, infatti, l'efficienza energetica è pari semplicemente al
10%. La relazione si pone come obiettivo quello di rispondere a un quesito:
una dieta vegetariana è effettivamente più sostenibile di una dieta che ammette carne
animale?
L'analisi è articolata in 4 fasi: in principio sono stati definiti gli obiettivi dello studio e si è
effettuata una ricerca degli aspetti critici del processo (scoping). In particolare, è stata
individuata un alternativa all'oggetto di studio per poter effettuare un confronto e
giudicare i risultati da un punto di vista più completo. Nella seconda fase si è proceduto
alla costruzione del modello attraverso la scelta delle diverse unità e la simulazione
effettuata tramite il software SimaPro Analyst in modalità demo. I risultati ottenuti nella
seconda fase sono stati poi elaborati attraverso operazioni di semplificazione e
aggregazione dei diversi indicatori, in modo da essere più facilmente interpretabili. Infine,
le informazioni ottenute sono state analizzate e interpretate, con particolare attenzione
per alcuni aspetti ambientali.
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Analisi dell'eco-profilo di un pasto
Goal and Scope definition
L'obiettivo dello studio è la valutazione della sostenibilità ambientale di due modelli di
alimentazione umana. In particolare, si è focalizzata l'attenzione sul confronto tra gli
impatti dovuti a una dieta onnivora e quelli legati a una dieta vegetariana, attraverso
l'analisi dell'ecoprofilo di un pasto costituito da una zuppa di lenticchie accompagnata da
alcune fette di pane (d'ora in avanti indicato come Pasto_1) e un altro costituito da una
bistecca di carne bovina (Pasto_2).
Nella scelta dell'unità funzionale, si è ritenuto opportuno riferirsi all'apporto calorico e
nutrizionale, che, se da un lato costituisce un parametro adatto al tipo di studio, dall'altro
lato consente un confronto più appropriato tra i due diversi pasti rispetto al loro valore
economico o alla loro quantità in massa o in volume. Il riferimento è dunque a un piatto
rappresentativo, di circa 400 kcal così suddivise:
Pasto_1:
300 g di zuppa di lenticchie
100 g di pane
Pasto_2:
200 d di bistecca di carne bovina
L'approccio utilizzato nello studio non è quello tipico dell'Analisi del Ciclo di Vita (from -
cradle – to - grave), ma è stata trascurata la fase di end of life management, riducendo i
limiti del sistema a quelli di un eco-profilo, from – cradle – to - gate. La prima unità di
processo del Pasto_1 è costituita dalla coltivazione dei cereali e dei legumi, mentre per il
Pasto_2 è la coltivazione del mangime per i bovini allevati.
I dati utilizzati provengono principalmente dai database a disposizione, specialmente per
quanto riguarda i processi iniziali di coltivazione/allevamento e pre-trattamento
(secondary + generic data). Tuttavia, non è stata trascurata la fase di raccolta di dati
specifici del problema utilizzato, specialmente nel computo del trasporto e della
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trasformazione finale dei prodotti (primary + specific data). La fase di raccolta dei dati
verrà analizzata con più dettaglio nella seconda fase dello studio, relativa al LCI.
Per l'analisi è stato scelto di utilizzare una metodologia specifica per la produzione del
cibo, codificata su SimaPro sotto il nome di Eco-Indicator 99 (H) LCA Food V2.03 / Europe
EI 99 H/H. Svolto un primo ciclo di simulazioni con questa metodologia, tuttavia , si è
proceduto con lo studio definitivo utilizzando la più generica ma aggiornata Eco-indicator
99 (H) V2.08 / Europe EI 99 H/A. Dal confronto tra i risultati ottenuti, comunque, non
emergono sostanziali differenze. particolare, l'attenzione si è concentrata sugli effetti
sull'ambiente legati all'uso del suolo e ai cambiamenti climatici.
Life Cycle Inventory (LCI)
Questa fase, che consiste nella compilazione e selezione delle informazioni, costituisce il
cuore dell'analisi del ciclo di vita. In funzione degli obiettivi prefissati e delle categorie di
impatto sulle quali si vuole porre l'attenzione, in questa fase si procede a costruire il
modello tramite un sistema di input e output, che quantifichi e colleghi le singole unità di
processo da quella iniziale a quella finale. Si dà luogo così alla creazione di un diagramma
di flusso che rappresenta e schematizza il processo nelle sue singole fasi (figure 1 e 2):
Figura 1
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Essiccamento
Imballaggio
MolaturaFarina
Trasporto AcquaPane
EnergiaPasto 1
EnergiaZuppa
Coltivazione e LenticchieTrattamento
Acqua
Figura 2
Come anticipato, i dati sono stati raccolti sfruttando per quanto possibile le conoscenze
dei processi e, nel caso di lacune, appoggiandosi a database di comprovata affidabilità. Si
sottolinea che, al fine di rendere ripercorribile a ritroso l'analisi, i dati scelti sono di tipo
Unit: sono cioè dati disaggregati, per cui l'intera catena correlata a una singola unità di
processo è a disposizione dell'utente. Detto questo, si è preferito, all'atto della
rappresentazione del diagramma di flusso, definire una risoluzione, in modo da
nascondere tutti i blocchi caratterizzati da un impatto irrilevante e rendere il modello più
snello e di facile consultazione. I database di provenienza dei dati secondari sono i
seguenti:
LCA food DK: dati sulla produzione agricola
ELCD: dati sul consumo energetico
Ecoinvent Unit processes: dati sul trasporto su strada
In dettaglio, si sono prese ad esempio due coltivazioni di pregio siciliane (grano duro di
tipo “tumminia” e lenticchie di Cammarata”) destinate al consumo locale (la città di
Palermo). Dalla bibliografia su tali coltivazioni è stato possibile considerare una
produttività di circa 3 tonnellate di prodotto per ettaro. Inoltre, è stato considerato un
percorso di trasporto pari a 100 km (Castelvetrano (TP) – Palermo Città) per la semola e 85
km (Cammarata – Palermo Città) per le lenticchie essiccate.
In entrambi i casi il trasporto viene effettuato tramite camion a consumo medio, di portata
superiore alle 20 tonnellate. Al fine di rendere più bilanciata la comparazione del Pasto_1 e
del Pasto_2, anche per la carne è stata considerata una ipotetica produzione locale, con
una distanza rispetto al luogo di distribuzione e consumo pari a 70 km. Anche in questo
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Carne bovina
Cella frigorifera Bistecca cruda
Trasporto Bistecca Pasto 2
Energia
caso il trasporto viene effettuato tramite camion a consumo medio, di portata superiore
alle 20 tonnellate. Per la conservazione della carne nel centro di smercio, è stata utilizzata
una camera frigorifera delle dimensioni di 75 m3 (5*5*3). Infine, per il processo di
preparazione di tutti i cibi, si è scelto di considerare una cottura domestica, con un
consumo di 2 kWh per la zuppa e la bistecca e di 2,5 kWh per il pane .
Come output del Life Cycle inventory è stata ottenuta una tabella contenente i valori di
emissione legati ai processi Pasto_1 e Pasto_2, di cui appresso viene illustrato, a titolo di
esempio, il blocco di stringhe relativo all'emissione di anidride carbonica (Tabelle 1 e 2). I
risultati delle tabelle sono inoltre forniti in forma di rete, in funzione dell'indicatore scelto
( nelle figure 3 e 4 l'indicatore utilizzato è sempre l'anidride carbonica emessa).
Tabella 1
Tabella 2
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Substance Compartment Unit Pasto_1 tot Pane ZuppaCarbon dioxide Air g 22.665505 17.556767 5.108738Carbon dioxide biogenic Air g 7.7595377 4.3085474 3.4509902Carbon dioxide fossil Air g 252.86362 140.45308 112.41054Carbon dioxide in air Raw g 8.2603466 4.586111 3.6742356Carbon dioxide land transf. Air mg 19.121089 10.621263 8.4998259
Substance Compartment Unit Pasto_2 tot Bistecca ElectricityCarbon dioxide Air kg 1.0959529 1.0959529 xCarbon dioxide biogenic Air g 6.8916004 x 6.8916004Carbon dioxide fossil Air g 224.70111 x 224.70111Carbon dioxide in air Raw g 7.3351049 x 7.3351049Carbon dioxide land transf. Air mg 16.992615 x 16.992615
Figura 3
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Figura 4
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Life Cycle Impact Assessment (LCIA)
La fase di inventario produce una serie di indicatori che, seppure oggettivi, sono ancora
assimilabili a dati grezzi, che poco si prestano all'interpretazione da parte di utenti
estranei al settore tecnico-scientifico. Tali dati risultano quindi pressoché inutilizzabili per
esprimere giudizi e valutazione sull'ecoprofilo in esame. Per questo motivo, è utile
un'ulteriore fase di selezione delle categorie di impatto e generazione di indici più vicini
alla descrizione degli effetti sull'ambiente prodotti dai suddetti impatti. L'analisi degli
impatti del ciclo di vita segue un iter codificato e fisso, descritto di seguito con a corredo
un report dello studio.
Characterisation: per ciascuna categoria di effetto, si assegnano i contributi dei diversi
impatti, in modo da creare degli indici dalle sole variabili che interessano il problema. Tali
variabili vengono poi moltiplicate per fissati fattori, al fine di ottenere il valore degli
effetti. Gli output sono illustrati di seguito (tabelle 3 e 4, figure 5 e 6).
Tabella 3
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Impact category Unit Pasto_1 tot Pane ZuppaCarcinogens DALY 1,28E-07 7,11E-08 5,68E-08Resp. organics DALY 1,39E-10 8,42E-11 5,52E-11Resp. inorganics DALY 1,76E-07 1,04E-07 7,18E-08Climate change DALY 7,22E-08 3,54E-08 3,68E-08Radiation DALY 4,42E-09 2,46E-09 1,96E-09Ozone layer DALY 3,32E-11 2,01E-11 1,31E-11Ecotoxicity PAF*m2yr 1,17E-01 6,59E-02 5,12E-02Acidification/ Eutrophication PDF*m2yr 6,13E-03 4,22E-03 1,91E-03Land use PDF*m2yr 5,34E-01 1,70E-01 3,64E-01Minerals MJ surplus 8,72E-03 4,86E-03 3,86E-03Fossil fuels MJ surplus 2,27E-01 1,36E-01 9,05E-02
Impact category Unit Total Bistecca ElectricityCarcinogens DALY 1,21E-07 7,69E-09 1,13E-07Resp. organics DALY 3,93E-09 3,87E-09 5,73E-11Resp. inorganics DALY 4,67E-06 4,54E-06 1,27E-07Climate change DALY 1,89E-06 1,84E-06 4,97E-08Radiation DALY 4,28E-09 3,63E-10 3,92E-09Ozone layer DALY 7,17E-10 7,06E-10 1,10E-11Ecotoxicity PAF*m2yr 1,39E-01 3,70E-02 1,02E-01Acidification/ Eutrophication PDF*m2yr 7,03E-01 7,00E-01 3,14E-03Land use PDF*m2yr 1,31E+01 1,31E+01 1,38E-03Minerals MJ surplus 8,67E-03 9,59E-04 7,71E-03Fossil fuels MJ surplus 2,14E+00 1,97E+00 1,62E-01
Tabella 4
Figura 4 Figura 5
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In pratica, la fase di caratterizzazione serve a individuare le unità di processo responsabili
di un dato effetto, ragion per cui i risultati sono mostrati sotto forma di percentuali.
Normalisation: gli indici prodotti vengono normalizzati in funzione di un valore di
riferimento, in modo da rendere subito visibile la rilevanza di un dato impatto rispetto a un
altro. Il valore di riferimento è costituito dal carico medio annuale in Europa, in funzione
della popolazione. In questo modo, si ottengono grandezze in persone equivalenti.
Tabella 5
Tabella 6
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Impact category Pasto_1 tot Pane ZuppaCarcinogens 1,46E-05 8,11E-06 6,48E-06Resp. organics 1,59E-08 9,60E-09 6,30E-09Resp. inorganics 2,01E-05 1,19E-05 8,19E-06Climate change 8,23E-06 4,04E-06 4,20E-06Radiation 5,05E-07 2,81E-07 2,24E-07Ozone layer 3,79E-09 2,29E-09 1,49E-09Ecotoxicity 2,05E-06 1,15E-06 8,95E-07Acidification/ Eutrophication 1,07E-06 7,38E-07 3,34E-07Land use 9,33E-05 2,97E-05 6,36E-05Minerals 1,16E-06 6,45E-07 5,12E-07Fossil fuels 3,00E-05 1,81E-05 1,20E-05
Impact category Pasto_2 tot Bistecca ElectricityCarcinogens 1,38E-05 8,77E-07 1,29E-05Resp. organics 4,48E-07 4,42E-07 6,54E-09Resp. inorganics 5,32E-04 5,18E-04 1,45E-05Climate change 2,16E-04 2,10E-04 5,67E-06Radiation 4,88E-07 4,14E-08 4,47E-07Ozone layer 8,18E-08 8,05E-08 1,26E-09Ecotoxicity 2,43E-06 6,47E-07 1,78E-06Acidification/ Eutrophication 1,23E-04 1,22E-04 5,49E-07Land use 2,28E-03 2,28E-03 2,42E-07Minerals 1,15E-06 1,27E-07 1,02E-06Fossil fuels 2,83E-04 2,62E-04 2,14E-05
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Figura 8 Figura 7
Weighting: gli indici vengono moltiplicati per un certo peso in modo da poter essere
aggregati. Nelle figure che seguono (9 e 10) è riportato l'effetto della normalizzazione,
mentre nella pagina seguente si mostra un confronto tra i due pasti attraverso
l'assegnazione a ciascuno di un unico punteggio riassuntivo (figura 11).
Figura 9
Figura 10
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Figura 11
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Interpretation and Improvement
Land use: l'occupazione e la trasformazione del suolo agricolo costituiscono insieme la
categoria di impatto che maggiormente caratterizza le due produzioni. Questo risulta già
evidente nella fase di normalizzazione degli indicatori, ma salta ancora più all'occhio nella
fase di weighting, dal momento che al land use viene assegnato un peso maggiore rispetto
alle altre categorie.
Nel pasto uno, l'occupazione del suolo è dovuta per un terzo alla produzione del grano,
mentre per due terzi alle lenticchie. Si noti che il dato utilizzato per entrambi gli oggetti si
riferisce a una coltivazione biologica: l'uso del terreno coltivabile in questo caso è molto
maggiore di quello dovuto a colture intensive, dal momento che la produttività è ridotta
dall'assenza di fertilizzanti chimici. Nel caso due , comunque, la fetta di impatto legata al
land use è molto maggiore: infatti, per produrre un pasto del tipo Pasto_2 è necessario
utilizzare una porzione di terreno circa 25 volte superiore a quella necessaria per produrre
un pasto come il Pasto_1. Si noti inoltre che, in questo caso, la coltura iniziale è di tipo
intensivo.
Climate change: l'influenza sui cambiamenti climatici è uno degli effetti visibili legati a
entrambe le produzioni. In particolare, è la produzione agricola a incidere maggiormente
su tale categoria: infatti, i contributi sono distribuiti equamente sulla produzione dei due
componenti del Pasto_1, mentre nel Pasto_2 sono legati quasi esclusivamente alla
bistecca di bovino, lasciando all'energia elettrica utilizzata per la preparazione del pasto un
margine irrisorio. Si sottolinea anche in questa sede che la produzione biologica, scelta per
la coltivazione di grano e lenticchie del Pasto_1, incide maggiormente sull'effetto
climatico rispetto a una coltivazione intensiva a causa dell'aumentato ricorso a macchinari
agricoli per sopperire alla mancanza di fertilizzanti chimici.
Andando ad analizzare il confronto tra Pasto_1 e Pasto_2 spicca subito con evidenza il
diverso ordine di grandezza degli indici, per cui gli effetti climatici prodotti dalla
produzione del grano e della lenticchia risultano essere pari a circa il 10% rispetto a quelli
dovuti alla produzione di cibo per gli allevamenti. Questo non stupisce, ma anzi conferma
quanto atteso come esito dello studio.
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Alla luce di quanto emerso dallo studio, è possibile rispondere al quesito iniziale
sull'effettiva differenza di sostenibilità tra le due diete vegetariana e onnivora, avendo
dimostrato che un'alimentazione basata su cibi di origine vegetale hanno un minore
impatto sull'ambiento rispetto ad alimenti di origine animale.
Tuttavia, è importante considerare che i modelli si basano su approssimazioni di processi
reali e, comunque, soltanto su un esempio tipo. Nella realtà, occorre valutare nel dettaglio
la singola dieta, considerando non solo la tipologia animale/vegetale, ma anche le
tipologie dei cibi e la loro origine (produzione locale, stagionale, intensiva, industriale...).
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Bibliografia
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www.LCAfood.dk/
www.scienzavegetariana.it
www.lca.jrc.ec.europa.eu
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