Come rendere più precise le analisi del ciclo di vita

Chi vuole sapere quanto sia ecologica un’auto, un pezzo di formaggio o una turbina eolica, fa affidamento alla relativa analisi del ciclo di vita. Questa analisi rileva il ciclo di vita di un prodotto o di un servizio e in inglese viene quindi denominata Life Cycle Assessment, ovvero analisi del ciclo di vita (LCA). «Un'analisi del ciclo di vita è in sostanza un metodo matematico: la sua validità dipende esclusivamente dalla qualità dei dati su cui si basa», afferma Michael Weinold, che oggi lavora presso il Politecnico federale di Zurigo (ETH). Ha svolto il suo lavoro di ricerca presso il Laboratorio per l'analisi dei sistemi energetici del PSI.

Il problema: le analisi del ciclo di vita classiche non riescono a individuare tutti i processi che contribuiscono all’impatto ambientale di un prodotto. Sono coloro che mettono a punto l’analisi del ciclo di vita a decidere dove tracciare il confine. Weinold ha pertanto analizzato delle procedure in grado di colmare queste lacune con dati provenienti dall’economia globale. Nell'eseguire tale analisi si è imbattuto in un ulteriore problema: per queste cosiddette analisi del ciclo di vita ibride esistono svariati metodi, le cui differenze non erano state finora chiarite in modo univoco.

In collaborazione con a Majeau-Bettez, professore presso il centro di ricerca sull’analisi del ciclo di vita CIRAIG in Canada, Weinold ha esaminato i vari procedimenti. In due studi pubblicati sulla rivista specializzata Journal of Industrial Ecology, i ricercatori dimostrano che quattro metodi ibridi riconosciuti possono essere ridotti matematicamente a due soli metodi. Inoltre, i ricercatori forniscono raccomandazioni in merito a quando si deve impiegare ciascun metodo.

L'influenza soggettiva

Un’analisi del ciclo di vita deve rilevare i dati relativi all’intero ciclo di vita di un prodotto: si tratta di una catena di processi che, oltre alla produzione, comprende anche le materie prime, l’approvvigionamento energetico, i trasporti e molti altri servizi. Ad esempio, prendendo in considerazione la benzina per un’auto, non conta solo la combustione, ma anche la provenienza del carburante. «Per la nafta questa catena termina solitamente nel punto in cui viene estratto il petrolio», afferma Weinold. «In teoria, però, si potrebbero includere anche la ricerca, l’amministrazione o i progetti immobiliari dei gruppi petroliferi».

Dove si dovrebbe tracciare la linea di confine in questo caso? La decisione dipende da chi esegue l’analisi. «Questo rende l’analisi del ciclo di vita un processo in parte soggettivo», afferma Weinold. «E questo dato sussiste, nonostante la procedura sia standardizzata secondo la norma ISO, in quanto la norma esiste, sì, ma non prescrive dove si debbano tracciare le linee di confine del sistema».

Questa componente soggettiva può avere ripercussioni dirette sull’economia, ad esempio nel caso del nuovo «Meccanismo europeo di adeguamento del carbonio alle frontiere». Questo sistema ha lo scopo di garantire che le merci importate siano soggette a un onere finanziario corrispondente alla loro impronta di carbonio. In tal modo, ad esempio, l’importazione di acciaio dalla Cina subirà un rincaro del prezzo. «Questo è di grande importanza per l’economia», afferma Weinold. «I calcoli devono essere il più possibile oggettivi, perché in ultima analisi siamo tutti noi, in quanto consumatori, a pagare i costi».

Combinare conoscenza approfondita e completezza

La soluzione: i dati dettagliati di processo, riguardanti i processi produttivi vengono combinati con i dati economici globali. Questi dati vengono raccolti nelle cosiddette tavole input-output. Queste tavole mostrano come i settori economici siano interdipendenti e quali impatti ambientali ne derivino. Le tavole indicano, ad esempio, quanto denaro spende l'aviazione statunitense per l’acciaio. Se si conoscono anche le emissioni di CO₂ della produzione di acciaio, è possibile calcolare quale parte di esse possa essere attribuita al settore dell'aviazione.

I metodi che combinano i classici dati di processo con le tavole input-output dell’economia nazionale sono denominati analisi del ciclo di vita ibride (Hybrid Life Cycle Assessment, in sigla: HLCA). «Le tavole economiche sono, per definizione, complete», afferma Weinold. "Pertanto, nelle analisi del ciclo di vita ibride non è più necessario tracciare una linea di confine arbitraria».

Solo due metodi anziché quattro

A partire dagli anni ’70, i ricercatori hanno sviluppato diversi metodi per la messa a punto di analisi del ciclo di vita ibride. «Finora sono stati scientificamente riconosciuti quattro metodi principali e alcune loro varianti», spiega Weinold. In un impegnativo lavoro di ricerca Weinold ha analizzato i diversi metodi ed è riuscito in conclusione a dimostrare che tutti questi metodi possono essere ridotti matematicamente a due.

«Non è stata una dimostrazione semplice», ricorda Weinold. Gli autori di uno dei quattro metodi principali erano inizialmente scettici e ci hanno pregato di svolgere ulteriori calcoli per diversi casi particolari. Alla fine è emerso che i metodi, pur formulati in modo diverso, concordano in termini matematici.

I due metodi rimanenti si differenziano per la loro complessità. Nel caso dell’ «approccio a più livelli» (tiered HLCA), più semplice, il bilancio di processo classico viene integrato con i dati provenienti dalle tavole input-output. Nell’analisi del ciclo di vita del formaggio, ad esempio, vengono utilizzati dati concreti come la quantità di latte o il consumo di energia elettrica. Laddove tali dati mancano, la lacuna viene colmata ricorrendo ai dati medi del settore lattiero-caseario. «Questo metodo è adatto a prodotti il cui volume di produzione è di modesta entità, considerando il contesto economico complessivo, come ad esempio anche gli orologi svizzeri», afferma Weinold. "Nel caso di processi rilevanti per il sistema economico globale, occorre applicare il secondo metodo».

Flusso di dati bidirezionale

In questo cosiddetto «approccio integrato» (integrated HLCA), i dati non solo fluiscono dalla tavola economica alla catena di processo, ma tornano anche indietro, il che rende necessaria una ripartizione dei settori economici.

Weinold spiega cosa significhi questo concetto prendendo come esempio lo sviluppo dell’energia eolica in Svizzera: un progetto pilota con dieci turbine eoliche ha pochi effetti sul sistema energetico nazionale; si tratta di un caso in cui è indicata l’analisi del ciclo di vita ibrida a più livelli. Se invece si vuole analizzare uno scenario in cui il venti per cento della produzione elettrica svizzera sia coperta dall’energia eolica, siamo tutti coinvolti in quanto consumatori di energia elettrica. «In quel caso occorre il metodo integrato», afferma Weinold.

Ora le conoscenze acquisite da Weinold devono confluire anche nell'applicazione pratica: l’obiettivo consiste nello sviluppo di un software per la creazione di analisi del ciclo di vita ibride, che possa essere utilizzato anche senza conoscenze matematiche approfondite. Il modello di riferimento è il software open source Brightway, sviluppato presso il PSI per le analisi del ciclo di vita classiche, che oggi è uno degli strumenti più utilizzati in questo campo.

Testo: Barbara Vonarburg

Informazioni sul PSI

L'Istituto Paul Scherrer PSI è il più grande istituto di ricerca per le scienze naturali e ingegneristiche della Svizzera. È la sede centrale delle grandi infrastrutture di ricerca della Svizzera, a disposizione della scienza e dell’industria. La sua attività di ricerca comprende tecnologie del futuro, energia e clima, innovazione sanitaria e fondamenti della natura. Il budget annuale è di 450 milioni di franchi svizzeri. Il PSI impiega 2300 persone, di cui circa un quarto sono ricercatori post-dottorato, dottorandi o apprendisti. Il PSI fa parte del settore dei PF, che comprende anche i Politecnici federali di Zurigo e di Losanna, nonché gli altri istituti federali di ricerca Empa, Eawag e WSL.

Contatti

Dr. Michael Weinold
michael.weinold@psi.ch
[tedesco, inglese]

Prof. Dr. Russell McKenna
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
Istituto Paul Scherrer PSI
+41 56 310 23 01
russell.mckenna@psi.ch
[inglese]

Pubblicazione originale

Mathematical Unification of Methods for Hybrid Life Cycle Assessment
Weinold MP, Majeau-Bettez G.
Journal of Industrial Ecology, 07.11.2026
DOI: 10.1007/s44498-026-00187-w

Critical analysis of the path-exchange method for hybrid life cycle assessment
Weinold MP, Majeau-Bettez G.
Journal of Industrial Ecology, 01.04.2026
DOI: https://doi.org/10.1007/s44498-026-00023-1

Ulteriori informazioni

Link al software open source sviluppato presso il PSI Brightway