Water footprint e sostenibilità ambientale nell'industria agroalimentare

H20 è la formula chimica che tutti conoscono. L'acqua, infatti, non è solo la sostanza più diffusa sulla terra, ma è anche la condizione necessaria per la vita. La disponibilità e l’accessibilità di acqua pulita è essenziale per la salute delle comunità, è fondamentale per gli ecosistemi e indispensabile per la prosperità economica. La quantità di acqua dolce sulla Terra è limitata e non equamente distribuita. La scarsità idrica non è più un problema limitato alle regioni più povere del Pianeta: l’acqua è oggi un problema globale che coinvolge sempre più aree del mondo. Ed è proprio grazie al binomio importanza - scarsità che l’acqua è stata soprannominata l'oro blu del XXI secolo, secolo in cui sarà l’acqua a rendere più precari gli equilibri mondiali come, in passato, lo è stato il petrolio. Nella prima parte di questo elaborato l’acqua e i problemi ad essa connessa faranno da protagonisti. Nel capitolo 1 inquadreremo dapprima il problema idrico e parleremo della scarsità di questa importantissima risorsa e dei suoi innumerevoli utilizzi. Nel capitolo 2 presenteremo la Water Footprint o impronta idrica, un indicatore appositamente ideato per quantificare l'uso di acqua di un prodotto, un processo, un individuo, un organizzazione o una nazione. Questo indicatore apre la strada alla focalizzazione sui prodotti dell’industria agroalimentare, il comparto industriale su cui concentreremo la nostra attenzione. Nel capitolo 3 esamineremo l’utilizzo dell’acqua nelle industrie, con particolare attenzione ai temi del riciclo e riuso della risorsa idrica. Nel capitolo 4 analizzeremo alcune esperienze di aziende agroalimentari che hanno intrapreso un percorso di tutela e risparmio della risorsa idrica. Nella seconda parte dell’elaborato inquadreremo il tema della salvaguardia della risorsa idrica in un quadro più generale di tutela ambientale. Nel capitolo 5 presenteremo i temi di green economy, sostenibilità ambientale e ecologia industriale dando rilievo alla dimensione ambientale, economica e sociale. Nel capitolo 6, infine, analizzeremo gli strumenti che le aziende hanno a disposizione per calcolare, certificare e comunicare la loro politica di sostenibilità ambientale.

Water footprint e modalità di risparmio idrico nell'industria agroalimentare

Ci rendiamo conto del valore dell’acqua solamente quando scarseggia. Fino ad oggi il problema poteva sembrare limitato ai Paesi più poveri di tale risorsa, ma le cose potrebbero cambiare perché l’acqua “di qualità” – ossia dolce e non inquinata – rappresenta solo una minima percentuale delle nostre riserve. E noi ne usiamo sempre di più: sia perché aumenta la popolazione della Terra, sia perché il maggiore benessere raggiunto da molti Paesi spinge la popolazione a consumare (e sprecare) più acqua. Un consumo che va esaminato non solo in termini “reali” (calcolando le quantità che si usano per la cura personale, per la cucina o per la pulizia della casa), ma anche “virtuali” (in termini di impronta idrica), stimando cioè tutta l’acqua che è stata utilizzata lungo l’intero ciclo di vita di un qualunque prodotto o servizio acquistato. Basti pensare che se si modificasse il proprio stile alimentare, passando ad esempio a prediligere una dieta più ricca di frutta, verdura e cereali, limitando la quantità di proteine animali, sarebbe possibile ridurre anche in modo significativo i consumi di acqua “virtuale”. 
Quindi, se da un lato la domanda cresce e dall’altro le risorse si riducono, anche per colpa dell’inquinamento e del cambiamento climatico, è sicuro che il valore economico dell’acqua aumenterà e le disuguaglianze, già oggi presenti, potranno portare nuovi attriti. Per questi motivi diventa fondamentale il concetto di Water Footprint, ossia l’analisi delle quantità di acqua utilizzata all’interno di tutta la filiera che porta alla produzione di un prodotto finito. Visto il mio corso di studi in ingegneria gestionale, ho deciso di concentrarmi principalmente sul concetto di Water Footprint all’interno dell’ambito industriale, analizzando in particolare il caso di un’azienda dell’Emilia Romagna. Ho scelto questo argomento perché sono sempre stato interessato all’ambiente e alla sua salvaguardia. Trattare nella tesi tale tema mi è sembrato utile per approfondire e diffondere concetti come quelli dell’impronta idrica e dell’acqua virtuale che, pur discussi a livello internazionale ormai da anni, tardano ancora ad essere affrontati in maniera ampia in Italia, che è il terzo Paese importatore netto di acqua virtuale al mondo.

Prestazioni energetico-ambientali di sistemi cogenerativi avanzati e analisi di casi applicativi

Lo scopo di questa tesi è quello di analizzare dapprima l’impatto ambientale di tali impianti e poi analizzare il contributo effettivo che oggi la tecnologia innovativa dei cicli Rankine organici può dare nella valorizzazione elettrica del calore di scarto di processi industriali, focalizzando l’obiettivo principalmente sulle turbine a gas ed eseguendo un caso di studio in un settore ancora poco esplorato da questa tecnologia, quello Oil&Gas. Dopo aver effettuato il censimento degli impianti a fonti fossili e rinnovabili, cogenerativi e non, presenti in Emilia-Romagna, è stato sviluppato un software chiamato MiniBref che permette di simulare il funzionamento di una qualsiasi centrale termoelettrica grazie alla possibilità di combinare la tecnologia dell’impianto con il tipo di combustibile consentendo la valutazione delle emissioni inquinanti ed i potenziali di inquinamento. Successivamente verranno illustrati gli ORC, partendo dalle caratteristiche impiantistiche e termodinamiche fino ad arrivare alla scelta del fluido organico, fondamentale per le performance del ciclo. Dopo aver effettuato una ricognizione dello stato dell’arte delle applicazioni industriali degli ORC nel recupero termico, verranno eseguite simulazioni numeriche per ricostruire gli ORC ed avere una panoramica il più completa ed attendibile delle prestazioni effettive di questi sistemi. In ultimo verranno illustrati i risultati di un caso di studio che vede l’adozione di recupero mediante ciclo organico in un’installazione esistente del settore Oil&Gas. Si effettuerà uno studio delle prestazione dell’impianto al variare delle pressioni massime e minime del ciclo ed al variare del fluido impiegato al fine di mostrare come questi parametri influenzino non solo le performance ma anche le caratteristiche impiantistiche da adottare. A conclusione del lavoro si riporteranno i risultati relativi all’analisi condotte considerando l’impianto ai carichi parziali ed in assetto cogenerativo.

Dallo spreco alimentare alla creazione di capitale sociale. Definizione di strumenti metodologici per la valutazione dell'impatto sociale dei progetti di recupero alimentare

Ogni anno in Europa milioni di tonnellate di cibo vengono gettate via. Una stima pubblicata dalla Commissione europea afferma che, nei 27 Stati membri, 89 milioni di tonnellate di cibo, o di 179 kg pro capite, vengono scartati. Lo spreco si verifica lungo tutta la catena di agro alimentare; la riduzione dei rifiuti alimentari è diventata una delle priorità dell'agenda europea. La ricerca si concentra su un caso studio, Last Minute Market, un progetto di recupero di sprechi alimentari. L'impatto di questo progetto dal punto di vista economico e ambientale è già stato calcolato. Quello che verrà analizzato è l'impatto di questa iniziativa sulla comunità e in particolare sul capitale sociale, definito come "l'insieme di norme e reti che consentono l'azione collettiva". Obiettivo del presente lavoro è, quindi, quello di eseguire, attraverso la somministrazione di un questionario a diversi stakeholder del progetto, un’analisi confrontabile con quella del 2009 e di verificare a distanza di cinque anni, se l'iniziativa Last Minute Market abbia prodotto una crescita di capitale sociale nella comunità interessata da questa iniziativa. Per riassumere l’influenza del progetto sul capitale sociale in un indice sintetico, viene calcolato quello che verrà chiamato indice di "affidabilità del progetto" (definito in statistica, la "capacità di un prodotto, un sistema o un servizio di fornire le prestazioni richieste, per un certo periodo di tempo in condizioni predeterminate").

Tecnologie appropriate e accesso all'approvvigionamento energetico nei paesi in via di sviluppo

La necessità di fronteggiare il problema dell'approvvigionamento energetico è urgente. Circa 1.3 miliardi di persone non usufruisce di servizi energetici basilari. Il problema assume un peso maggiore nelle aree rurali delle regioni in via di sviluppo, come Africa Sub-Sahariana e Cina e India, troppo distanti dalla rete elettrica. L'utilizzo di biomasse inquinanti e non efficienti, che sono causa di deforestazione e emissioni di gas serra, è all'ordine del giorno. Promuovere tecnologie appropriate, cioè adeguate sia per dimensioni che come impatto socio-culturale, può essere una soluzione vincente. Tramite finanziamenti e incentivi, tecnologie a piccola scala come biogas, idroelettrico, fotovoltaico e eolico permettono di sfruttare risorse e materiali locali per la produzione di energia.

Analisi tecnico-economica di interventi di riqualificazione energetica in un plesso scolastico

Gli interventi di riqualificazione energetica di un edificio risultano necessari per rispondere alle leggi europee e nazionali che impongono misure sempre più stringenti per limitare le dispersioni termiche degli edifici e per ridurre i consumi energetici. L’utilizzo del software Edilclima ha permesso lo studio e l’analisi delle condizioni pre e post-interventi dell’edificio scolastico G. Marconi sito in Castelfranco Emilia (MO). Per mezzo del modello creato nel software, sono state determinate le dispersioni termiche dell’edificio, sulla base delle quali è stato possibile definire alcuni interventi di efficientamento energetico. Gli interventi considerati sono stati: isolamento delle pareti perimetrali verso l’esterno e verso il terreno, isolamento del sottotetto, sostituzione degli infissi. Gli interventi sono necessari per ottenere un edificio che presenti caratteristiche conformi alle leggi; hanno lo scopo di ridurre l’indice di Prestazione Energetica e i costi per il riscaldamento dell’edificio. Gli indici su cui si è valutata la convenienza degli interventi sono stati: il risparmio in termini di costo annuo per il riscaldamento e il tempo di ritorno dell’investimento (payback time). Sono stati presi in considerazione i casi di interventi singoli e di interventi combinati, il confronto tra essi, in questo caso, definisce gli interventi combinati come maggiormente convenienti rispetto ai parametri presi in considerazione per la valutazione della convenienza. Le valutazioni, inoltre, sono state effettuate in due diversi condizioni: impianto con accensione continua (sul modello delle valutazioni per la Certificazione Energetica) e impianto con accensione intermittente (sul modello delle valutazioni per la Diagnosi energetica). Le due condizioni di prova hanno messo in luce l’importanza della valutazione con impianto intermittente poiché questa rappresenta una condizione più realistica e fornisce una stima più attendibile della convenienza degli interventi.

L'Impatto delle Condizioni Interne ed Esterne sul Ruolo del Cda : un'Analisi Empirica sulle Grandi Imprese Italiane [The impact of internal and external contingencies on board tasks performance : an empirical investigation of Italian companies]

Il Consiglio di Amministrazione (CdA) è il principale organo di governo delle aziende. La letteratura gli attribuisce tre ruoli: controllo, indirizzo strategico e collegamento con l’ambiente (networking). Precedenti studi empirici hanno analizzato se un Consiglio di Amministrazione è attivo o meno in tutti e tre i ruoli in un dato momento. Nel presente lavoro, invece, si propone un approccio «contingente» e si analizzano i ruoli svolti dal CdA al variare delle condizioni interne (aziende in crisi o di successo) ed esterne (aziende in settori competitivi o regolamentati).. L’indagine empirica è stata condotta su un campione di 301 imprese italiane di grandi dimensioni. I risultati supportano la tesi iniziale secondo cui le condizioni interne ed esterne incidono sul ruolo svolto dal CdA. In particolare i risultati evidenziano che il CdA non svolge sempre tutti e tre i ruoli nello stesso momento, ma esso si concentra sul ruolo o sui ruoli che assumono grande importanza nella situazione in cui si trova l’azienda. Con riferimento alle condizioni interne, nelle imprese in crisi il CdA è attivo in tutti e tre i ruoli, mentre in quelle di successo prevale un orientamento verso la funzione strategica. Nelle aziende che operano in settori competitivi il ruolo di controllo è più pressante mentre nei settori regolamentati prevale una funzione di networking.

Diagnóstico da gestão de resíduos na construção civil comparação de obras no Rio de Janeiro visando a certificação LEED e obras sem certificação.

A implantação de práticas de gestão ambiental nos canteiros de obras se tornou de fundamental importância para o setor da construção civil. Nas obras de edificação que visam obter a certificação LEED, são implementadas práticas que buscam a minimização e o reaproveitamento dos resíduos de construção civil, representando uma possibilidade de redução dos impactos ambientais produzidos pelo setor. Este trabalho apresenta um estudo comparativo sobre a geração de resíduos de quatro obras de edificações no município do Rio de Janeiro, sendo que duas delas implantaram práticas para obtenção da certificação LEED. Complementarmente, foi realizada uma pesquisa através de questionário com profissionais da construção civil buscando identificar a sua percepção sobre construções sustentáveis e gerenciamento de resíduos sólidos. Desconsiderando o solo de escavação, o entulho foi o resíduo mais gerado em todas as quatro obras, seguido pela sucata metálica, resíduos não recicláveis e madeira. A obra com certificação LEED apresentou o menor índice total de resíduos, 119,23 kg/m2, sendo este valor próximo às médias de países desenvolvidos.

Hydrogen adsorption induced surface reconstructions on Si(113) studied by LEED

Surface reconstructions on Si(113) induced by dissociated hydrogen adsorption have been studied using low energy electron diffraction (LEED). It has been found that: (1) at 300 K and 80 K temperatures, with the increase of hydrogen coverage on the surface, the (3 x 1) phase transferred continuously into a hydrogen saturated (1 x 1)-2H phase; (2) flashing of the (1 x 1)-2H surface at about 1100 degrees C resulted in a complete new phase of(1 x 3) and further annealing of the sample at 1250 degrees C gave back the starting surface of (3 x 1); (3) saturated hydrogen adsorption at a sample temperature of 700 degrees C resulted in a stable new phase of(1 x 2)-H and further saturation doses of hydrogen at other temperatures below 700 degrees C did not change the (1 x 2) LEED pattern; (4) annealing of the (I x 2)-H surface in the same manner as (2) gave similar results.

CLUSTER LEED - A VERY FAST METHOD FOR SURFACE-STRUCTURE DETERMINATION

A very fast method, cluster low-energy electron diffraction (LEED) is proposed for LEED I-V spectral analysis, in which three appproximations are introduced: the small-atom approximation, omission of the structure factors, and truncation of higher order ( > 2) scattering events. The method has been tested using a total of four sets of I-V spectra calculated by fully dynamic LEED for (i) the simple overlayer system, O on Ni{100}, and (ii) the reconstructed system, Cu on W{100}, and also one set of experimental data from W{100}-c(2 X 2)-Cu. In each case the correct structural parameters are recovered. It is suggested that for complex systems cluster LEED provides an efficient fast route to trial structures, which could be refined by automated tenser LEED.

VIEWING LEED PATTERNS AS ELECTRON HOLOGRAMS

It is shown theoretically that LEED patterns from ordered overlayer systems bear a strong relationship to electron holograms, and that phase information is recorded in the diffraction intensities. It is, therefore, possible to obtain structural information by direct holographic inversion from conventional LEED I-V spectra.

A DIRECT INVERSION METHOD FOR SURFACE-STRUCTURE DETERMINATION FROM LEED INTENSITIES

LOW-ENERGY electron diffraction (LEED) has become the most successful technique in surface crystallography1, but because of the complexity of the surface-electron scattering interactions, analyses of LEED data are still conducted on a trial-and-error basis: a direct-inversion method for treating LEED intensity data remains an attractive goal2. Building on recent theoretical and experimental developments in electron holography from surface structures3-16, we show here that three-dimensional images with atomic resolution can be obtained by a direct transform of conventional LEED intensity spectra.