Περιβαλλοντική Θεώρηση της Παραγωγής Ετοίμου Σκυροδέματος

Transcript

1 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 35 Περιβαλλοντική Θεώρηση της Παραγωγής Ετοίμου Σκυροδέματος ΑΝΤΙΓΟΝΗ Γ. ΜΠΙΣΚΑ Δρ Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ, MSc Heriot-Watt University U.K. ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ Αναπληρωτής Καθηγητής Α.Π.Θ. Περίληψη Στο παρόν άρθρο παρουσιάζεται για πρώτη φορά η περιβαλλοντική θεώρηση της παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος. Τα αποτελέσματα της έρευνας στοιχειοθετούν ότι η παραγωγή σκυροδέματος οδηγεί σε σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όπως την κατανάλωση σε πρώτες ύλες (αδρανή υλικά, νερό), πρόσθετα υλικά (επιβραδυντή), ενέργεια (ηλεκτρική ενέργεια, πετρέλαιο κίνησης), υλικά συντήρησης (γράσα, ορυκτέλαια), τις εκπομπές σε αέρα (καυσαέρια οχημάτων, σκόνη), νερό (υγρά απόβλητα), έδαφος (στερεά απόβλητα) και τη δημιουργία θορύβου. Για την ποιοτική, αλλά και ποσοτική καταγραφή των περιβαλλοντικών επιπτώσεων εφαρμόζεται η μέθοδος Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (Life Cycle Assessment - LCA). Η συλλογή στοιχείων για την εφαρμογή της μεθόδου διήρκεσε άνω των 3 ετών. Από τα συμπεράσματα διαπιστώνονται αδυναμίες/ ελλείψεις της μεθόδου LCA και προκύπτει η ανάγκη δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου Συστήματος Περιβαλλοντικής Διαχείρισης στον τομέα παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η μεγάλη παραγωγή σκυροδέματος, το οποίο αποτελεί το κύριο δομικό υλικό των κατασκευών, η πληθώρα εργοστασίων παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος στον Ελλαδικό χώρο, ο συνεχώς αυξανόμενος αριθμός των εργαζομένων που απασχολείται στον κατασκευαστικό κλάδο και παράλληλα τα μεγάλα περιβαλλοντικά προβλήματα, που αφορούν την κατασκευή, αποδεικνύουν τη σπουδαιότητα που παρουσιάζει ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια η παραγωγή οικολογικού σκυροδέματος και κατά συνέπεια η μείωση των σχετικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων [1], [2]. Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (LCA) είναι μια μέθοδος ανάλυσης και ποσοτικής εκτίμησης περιβαλλοντικών επιδράσεων των υλικών/ προϊόντων και διεργασιών σε όλα τα στάδια κύκλου ζωής τους από την απόκτηση πρώτων υλών έως την τελική διάθεση και απόρριψη αυτών [3], [4]. Η ιδέα της εκτίμησης του κύκλου ζωής γεννήθηκε το 1960, όπου τότε πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες μελέτες και αναλύσεις που αφορούσαν την ενέργεια, τις πρώτες ύλες, τις εκπομπές και τα απόβλητα. Στη δεκαετία του 70 και λόγω της Υποβλήθηκε: Έγινε δεκτή: πετρελαϊκής κρίσης διακρίνονται οι πρώτες προσπάθειες της μεθοδολογίας LCA από τις μεγαλύτερες εταιρείες στην Αμερική και την EPA με την τότε ονομασία της μεθόδου REPA (Resources and Environmental Profile Analysis). Στην Ευρώπη οι πρώτες προσπάθειες, που αφορούν την LCA, γίνονται τη δεκαετία του 80 (Ελβετία, Γερμανία, Αγγλία, Σκανδιναβικές χώρες). Η σημερινή ονομασία δόθηκε από τη SETAC το Αργότερα, το 1998 ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης δημοσίευσε μια σειρά προτύπων ISO Η μέθοδος LCA θεωρείται ως η πιο ολοκληρωμένη μέθοδος εκτίμησης περιβαλλοντικών επιδράσεων υλικών/ προϊόντων και διεργασιών. Παράλληλα, παρουσιάζει μια ποικιλία χρήσεων, όπως της οικολογικής σήμανσης, της βελτίωσης των προϊόντων, του οικολογικού σχεδιασμού υλικών/ διεργασιών και εκτίμησης της περιβαλλοντικής πολιτικής της επιχείρησης. Η μέθοδος αυτή επιλέγεται για να εφαρμοσθεί σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος, το οποίο δεν διαθέτει σύστημα περιβαλλοντικής διαχείρισης, όπως συμβαίνει με τα περισσότερα εργοστάσια παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος στον Ελλαδικό χώρο [5]. Η μέθοδος LCA, σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα ISO , αποτελείται από 4 στάδια [6]: α) στόχος και σκοπός, β) απογραφή δεδομένων, γ) εκτίμηση και ταξινόμηση επιπτώσεων, δ) εκτίμηση αποτελεσμάτων. Η εφαρμογή της μεθόδου αφορά τα δύο είδη σκυροδέματος C16/20 και C20/ 25, τα οποία αποτελούν το μεγαλύτερο τμήμα της παραγωγής σε όλα τα εργοστάσια παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος. ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ LCA Life Cycle Assessment EPA Environmental Protection Agency SETAC Society of Environmental Toxicology and Chemistry ISO International Standards Organization Leq Ισοδύναμη συνεχής ηχοστάθμη το μέτρο του ενεργειακού περιεχομένου του θορύβου για τη

2 36 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Lpeak PM χρονική περίοδο που γίνεται η μέτρηση Τιμή κορυφής η μέγιστη τιμή της στάθμης του θορύβου, στην οποία εκτίθεται ο εργαζόμενος. Στερεά σωματίδια Οργανικές πτητικές ενώσεις εκτός του μεθανίου 2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ 2.1. Σκοπός και στόχος Σκοπός Η μέθοδος εφαρμόζεται στο χώρο του εργοστασίου. Τα όρια, λοιπόν, του συστήματος περιορίζονται στην είσοδο και έξοδο του εργοστασίου. Η λειτουργική μονάδα του συστήματος αφορά τον όγκο του υλικού, δηλαδή το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και το 1m³ σκυροδέματος C20/ Στόχος Η εφαρμογή της μεθόδου απευθύνεται, τόσο στους παραγωγούς ετοίμου σκυροδέματος, όσο και στους καταναλωτές του συγκεκριμένου δομικού υλικού. Αναλυτικά, οι στόχοι της έρευνας είναι: α) η συγκέντρωση και σύγκριση στοιχείων που αφορούν τις περιβαλλοντικές επιδράσεις 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/25 στη φάση της παραγωγής, β) η διεξαγωγή συμπερασμάτων για τη μείωση ή και εξάλειψη αυτών Πηγές δεδομένων Οι πληροφορίες που απαιτούνται για την υλοποίηση της μεθόδου λαμβάνονται από συνεντεύξεις, τόσο με τους εργαζόμενους του συγκεκριμένου εργοστασίου, όσο και με εργαζόμενους άλλων εργοστασίων, μετρήσεις με τη βοήθεια ειδικού εξοπλισμού/ οργάνων, στατιστικά στοιχεία, καθώς επίσης ελληνική και ξένη βιβλιογραφία, όπου απαιτείται Απογραφή δεδομένων Μελέτη συνθέσεως Για την παραγωγή 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/ 25 απαιτούνται σύμφωνα με τις μελέτες συνθέσεως του εργοστασίου οι παρακάτω ποσότητες: Πίνακας 1: Μελέτες συνθέσεως για 1m³ C16/20 & C20/25 Table 1: Concrete composition for 1m³ C16/20 & C20/25 1m³ C16/20 1m³ C20/25 510kg 510kg 260kg 250Kg µµ µ 1130kg 1090kg 189kg 200kg µ. 270kg 310kg 0,68kg 0,75kg / µ 0,70 0, Καθορισμός διαγράμματος ροής Καθορίζεται το διάγραμμα ροής, όπου παρουσιάζονται όλες οι διεργασίες που λαμβάνουν μέρος για την παραγωγή 1m³ σκυροδέματος στο χώρο του συγκεκριμένου εργοστασίου, βάσει του οποίου υπολογίζεται το ισοζύγιο μάζας. Στο διάγραμμα 1 παρουσιάζεται ένα συνοπτικό διάγραμμα ροής, όπου γίνεται ομαδοποίηση των διεργασιών σε τμήματα (100, 200, 300 κ.λ.π) Εγκυρότητα δεδομένων Διάρκεια συλλογής δεδομένων: 3 έτη Εισαγόμενα και εξαγόμενα στοιχεία Εισαγόμενα στοιχεία: πρώτες ύλες ü αδρανή υλικά ü κονία ü νερό πρόσθετα υλικά ü επιβραδυντής ενέργεια ü ηλεκτρική ενέργεια ü πετρέλαιο κίνησης υλικά συντήρησης ü γράσα ü ορυκτέλαια Εξαγόμενα στοιχεία: εκπομπές στον αέρα ü CO ü NΟx ü ü PM ü σκόνη εκπομπές στο νερό ü υγρά απόβλητα εκπομπές στο έδαφος

3 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 37 Διάγραμμα 1: Διάγραμμα ροής Diagram 1: Flow chart CO µµ µ µ PM ( ) µ µ () ( ) ( ) ( ) ( ) Διάγραμμα 2: Εισαγόμενα και εξαγόμενα στοιχεία στο στάδιο της παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος Diagram 2: Inputs and outputs at the stage of ready-mixed concrete production ü στερεά απόβλητα θόρυβος Τα εισαγόμενα και εξαγόμενα στοιχεία στη φάση της παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος παρουσιάζονται αναλυτικά στο διάγραμμα 2. Κατόπιν μετρήσεων και υπολογισμών των καταναλώσεων σε αδρανή υλικά, νερό, πρόσθετα υλικά, υλικά συντήρησης και δημιουργίας στερεών αποβλήτων (μπάζα) και υγρών αποβλήτων (που καταλήγουν στην επιφάνεια του εδάφους, στο υπέδαφος και στο αποχετευτικό δίκτυο) για το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/25, γίνεται καταγραφή των αποτελεσμάτων στους πίνακες 2 & 3 που ακολουθούν [7]. Συνολικά οι καταναλώσεις και οι εκπομπές που προέκυψαν για το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/25 παρουσιάζονται στους πίνακες 4 και 5.

4 38 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Πίνακας 2: Εισαγόμενα και εξαγόμενα στοιχεία για 1m³ σκυροδέματος C16/20 σε όλα τα τμήματα Table 2: Inputs and outputs for 1m³ concrete C16/20 in all sections (kg) , ,9608 (kg) , ,9678 µµ µ.(kg) , ,9756 µ (kg) (kg) , ,68. (kg) ,3 10 3, ,54 373,59. (kg) , ,25 (kg) , ,08 0 0,0813 (kg) , , ,0034. (kg) 0,2078 0, ,0004 0, , ,0009 0,0197 0, , ,4117. (kwh) 0,6978 0,3852 0,3225 0,0103 0,9847 0,0802 0,0048 0, ,0498 0, ,1582 0,1488 2,9 CO (gr) 1,7111 0, ,0041 1, , ,0074 0,2154 0,0331 0,0009 0, ,5534 (gr) 4,2396 1, ,0187 4, , ,0223 0,7124 0,1239 0,0025 0, ,4993 (gr) 1,351 0, ,0033 0, , ,0056 0,1464 0,021 0,0008 0, ,7723 PM (gr) 0,4246 0, ,0012 0, , ,002 0,0582 0,0092 0,0001 0, ,9421. ( ) (kg) 0, ,6374 0,25 1 0, , ,5517 0, ,8061. (.) (kg) , , ,00782.(.) (kg) , , , (.) (kg) , ,0219 3, , , ,2794. (.) (kg) , ,25. (.&.) (kg) , , ,54 52,4707

5 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 39 Πίνακας 3: Εισαγόμενα και εξαγόμενα στοιχεία για 1m³ σκυροδέματος C20/25 σε όλα τα τμήματα Table 3: Inputs and outputs for 1m³ concrete C20/25 in all sections (kg) , ,9608 (kg) , ,9678 µµ (kg) , ,9756 µ (kg) (kg) , ,75 (kg) ,3 10 3, ,54 384,59 (kg) , ,25 (kg) , ,08 0 0,0813 (kg) , , ,0034 (kg) 0,2263 0, ,0005 0, , ,0008 0,0197 0, , ,4364. (kwh) 0,6978 0,3852 0,3225 0,0103 0,9847 0,0802 0,0048 0, ,0498 0, ,1582 0,1488 2,9 CO (gr) 1,8596 0, ,0045 1, , ,0075 0,2154 0,0331 0,0009 0, ,7535 (gr) 4,5754 1, ,0203 4, , ,0225 0,7124 0,1112 0,0025 0, ,9949 (gr) 1,4709 0, ,0036 0, , ,0057 0,1464 0,021 0,0008 0, ,9335 PM (gr) 0,4608 0, ,0013 0, , ,002 0,0582 0,0092 0,0001 0, ,9929. ( ) (kg) 0, ,6369 0,25 1 1, , ,549 0, ,4717. (.) (kg) , , , (.) (kg) , , , (.) (kg) , ,0232 3, ,051 15, ,2933. (.) (kg) , ,25. (. &.) (kg) , , ,54 52,5454

6 40 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Πίνακας 4: Καταναλώσεις και εκπομπές για 1m³ σκυροδέματος C16/20 Table 4: Consumptions and emissions for 1m³ concrete C16/20 1 m³. C16/20 509,9608 Kg 259,9678 Kg µµ 1129,9756 Kg µ 270 Kg 0,68 Kg 373,59 Kg 6,25 Kg 0,0813 Kg 0,0034 Kg 0,4117 Kg 2,9 Kwh CO 0,0036 Kg 0,0105 Kg 0,0028 Kg PM 0,0009 Kg 24,8141 Kg 186,7501 Kg (.) 6,25 Kg 9 10 & 12 Πίνακας 5: Καταναλώσεις και εκπομπές για 1m³ σκυροδέματος C20/25 Table 5: Consumptions and emissions for 1m³ concrete C20/25 1 m³. C20/25 509,9608 Kg 249,9678 Kg µµ 1089,9756 Kg µ 310 Kg 0,75 Kg 384,59 Kg 6,25 Kg 0,0813 Kg 0,0034 Kg 0,4364 Kg 2,9 Kwh CO 0,0038 Kg 0,0110 Kg 0,0029 Kg PM 0,0010 Kg 25,4797 Kg 186,8387 Kg (.) 6,25 Kg 9 10 & 12 Όσον αφορά στα υγρά απόβλητα (επιφανειακά και υπεδάφους) και κατόπιν αναλύσεως αυτών σε πιστοποιημένο εργαστήριο ελέγχου ποιότητας νερού, καταγράφονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης στον πίνακα 6. Τα υγρά απόβλητα, που οδηγούνται στο σύστημα της αποχέτευσης, θεωρούνται ότι δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον και ως εκ τούτου δεν εξετάζονται. Πίνακας 6: Ανάλυση υγρών αποβλήτων Table 6: Analysis of water waste Cl 14,3 mg/l SO4 230 mg/l Ca 92 mg/l Mg 85 mg/l NO3 11,8 mg/l NO2 0,246 mg/l NH4+ 0,21 mg/l Fe 70 µg/l Mn 35 µg/l PO4 40 µg/l Πίνακας 7: Πίνακας απογραφής δεδομένων για 1m³ σκυροδέματος C16/20 Table 7: Inventory data table for 1m³ concrete C16/20 1 m³. C16/20 509,9608 Kg 259,9678 Kg µµ 1129,9756 Kg µ 270 Kg 0,68 Kg 373,59 Kg 6,25 Kg 0,0813 Kg 0,0034 Kg 0,4117 Kg 2,9 Kwh CO 0,0036 Kg 0,0105 Kg 0,0028 Kg PM 0,0009 Kg 24,8141 Kg (Cl ) 0,00267 Kg (SO4 ) 0,04295 Kg (Ca) 0,01718 Kg (Mg) 0,01587 Kg (NO3) 0,00220 Kg (NO2) 0,00005 Kg µµ (NH4 +) 0,00004 Kg (Fe) 0,00001 Kg (Mn) 0,00001 Kg (PO4) 0,00001 Kg 9 10 & 12 Οι συνολικές καταναλώσεις σε υλικά/ενέργεια και οι εκπομπές σε αέρα, νερό, έδαφος, θόρυβο κ.λ.π. για το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και το 1m³ σκυροδέματος C20/25

7 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 41 παρουσιάζονται αναλυτικά στους «πίνακες απογραφής δεδομένων» 7 και 8 αντίστοιχα. Πίνακας 8: Πίνακας απογραφής δεδομένων για 1m³ σκυροδέματος C20/25 Table 8: Inventory data table for 1m³ concrete C20/25 1 m³. C20/25 509,9608 Kg 249,9678 Kg µµ 1089,9756 Kg µ 310 Kg 0,75 Kg 384,59 Kg 6,25 Kg 0,0813 Kg 0,0034 Kg 0,4364 Kg 2,9 Kwh CO 0,0038 Kg 0,0110 Kg 0,0029 Kg PM 0,0010 Kg 25,4797 Kg (Cl ) 0,00267 Kg (SO4 ) 0,04297 Kg (Ca) 0,01719 Kg (Mg) 0,01588 Kg (NO3) 0,00220 Kg (NO2) 0,00005 Kg µµ (NH4 +) 0,00004 Kg (Fe) 0,00001 Kg (Mn) 0,00001 Kg (PO4) 0,00001 Kg 9 10 & 12 Μετρήσεις σκόνης (εισπνεύσιμου κλάσματος στερεών σωματιδίων) πραγματοποιήθηκαν με ειδικό όργανο (αντλία τύπου MSA ESCORT ELF) σε τέσσερα σημεία στο χώρο του εργοστασίου [8]. Στο πρώτο σημείο (σημείο 1) γίνεται μέτρηση της σκόνης, που δημιουργείται κατά τη φόρτωση - μεταφορά - εκφόρτωση των αδρανών από το χώρο της υπαίθριας αποθήκης αδρανών στο σιλό αδρανών. Η σκόνη αυτή επιβαρύνει, τόσο το περιβάλλον, όσο και την υγεία του εργαζόμενου χειριστή του μηχανήματος έργου (φορτωτή) κατά τη διεργασία αυτή. Στο δεύτερο σημείο (σημείο 2) γίνεται μέτρηση της σκόνης, που δημιουργείται από το ζύγισμα των αδρανών και κυρίως των λεπτόκοκκων αδρανών στη ζυγιστική ταινία. Στα σημεία 3 και 4 γίνεται μέτρηση της σκόνης, που δημιουργείται κατά τις μεταφορές και μετακινήσεις οχημάτων και μηχανημάτων έργων κατά την είσοδο και έξοδο αντίστοιχα του εργοστασίου. Τα συγκεκριμένα σημεία επιλέχθηκαν, διότι ανήκουν σε οδούς κυκλοφορίας που δεν είναι ασφαλτοστρωμένες και ως εκ τούτου δημιουργούν κονιορτό. Πίνακας 9: Μετρήσεις σκόνης Table 9: Measurements of dust µ µ 1 µ 2 µ 3 µ 4 (mg/m³ ) 2,406 mg/m³ 7,675 mg/m³ 0,342 mg/m³ 0,560 mg/m³ Παρατηρήσεις: Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σκόνης: α) κατά τη μεταφορά των αδρανών στην μεταφορική ταινία, διότι το σύστημα είναι κλειστό και δεν εκπέμπεται σκόνη, β) κατά την εκκένωση του τσιμέντου στα σιλό, λόγω της ύπαρξης των φίλτρων, γ) κατά την εκφόρτωση αδρανών στην υπαίθρια αποθήκη, λόγω της στιγμιαίας εκπομπής της σκόνης στο περιβάλλον και της έλλειψης ειδικών οργάνων. Όσον αφορά στο θόρυβο, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με ειδικό όργανο (ηχοδοσίμετρο, τύπου 4442/4443 Bruel & Kjaer), τόσο για το περιβάλλον, όσο και για τους εργαζόμενους. Στους πίνακες 10 και 12 που ακολουθούν παρουσιάζονται οι μετρήσεις για το περιβάλλον στα όρια της περίφραξης του εργοστασίου (σημεία 1, 2, 3 & 4) και για τους εργαζόμενους στις διεργασίες που εκτίθενται αυτοί αντίστοιχα. Πίνακας 10: Μετρήσεις θορύβου για περιβάλλον Table 10: Measurements of noise for the environment µ dba 1 107,3 2 69,2 3 50,3 4 < 40 Εκτός από την αρίθμηση των τμημάτων, όπως παρουσιάζεται στο διάγραμμα ροής, εφαρμόζεται μια επιπρόσθετη κωδικοποίηση, που αφορά τις διεργασίες: ü Ονομασία των διεργασιών (π.χ. Μ: Μεταφορά, Ε: Εκφόρτωση, ΜΕ: Μετακίνηση κ.ο.κ.). Η ονομασία των διεργασιών παρουσιάζεται αναλυτικά στον πίνακα 11. ü Αρίθμηση των διεργασιών των επιμέρους τμημάτων (π.χ. για το τμήμα 100: Μ-101, Ε-101 κ.ο.κ.). ü Συνεχόμενη αρίθμηση, σε περίπτωση διεργασιών ίδιας ονομασίας στο ίδιο τμήμα (π.χ. Μ-101, Μ-102 κ.ο.κ.).

8 42 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Πίνακας 11: Ονομασία διεργασιών Table 11: Naming of procedures µ / µ,, µ,,,, µ Πίνακας 12: Μετρήσεις θορύβου για εργαζόμενους Table 12: Measurements of noise for the workers Leq (dba) Lpeak (db) Leq (dba) Lpeak (db) Leq (dba) ME , ,8 115, M , , ,6 127, ,4 121, ,8 90,5 ME , ,5 122, ME ME ME K Lpeak (db) 2.3. Εκτίμηση και ταξινόμηση επιπτώσεων Η εκτίμηση και ταξινόμηση των επιπτώσεων γίνεται βάσει της BRE μεθοδολογίας και της αντίστοιχης βάσης δεδομένων για τα δομικά υλικά. [4] Επιλογή των κατηγοριών επιδράσεων, των δεικτών των κατηγοριών και των μοντέλων Στους πίνακες 13 & 14 καταγράφονται οι κατηγορίες των επιδράσεων και οι δείκτες των κατηγοριών αντίστοιχα, σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από το στάδιο της απογραφής. Πίνακας 13: Κατηγορίες περιβαλλοντικών επιδράσεων Table 13: Categories of environmental effects µ µ µ

9 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 43 Πίνακας 14: Δείκτες κατηγοριών Table 14: Indicators of categories µ PM Cl SO4 Ca Mg NO3 NO2 NH4 + Fe Mn CO PO Ταξινόμηση Τα στοιχεία Cl, SO4, Ca, Mg, Mn, τα οποία προέκυψαν από την ανάλυση των υγρών αποβλήτων, δεν υπάρχουν στη συγκεκριμένη βάση δεδομένων της BRE, με αποτέλεσμα να μην συμπεριλαμβάνονται στον παρακάτω πίνακα ταξινόμησης. Το ίδιο ισχύει και για το τσιμέντο, τα γράσα, τα ορυκτέλαια, τα στερεά σωματίδια PM, τη σκόνη και το θόρυβο. Τα υγρά/στερεά απόβλητα και οι αέριες εκπομπές, που δημιουργούνται από την κατανάλωση 2,9 kwh/m³ σκυρ. και σύμφωνα με έρευνες που πραγματοποιήθηκαν σχετικά με την καύση του λιγνίτη [9], παρουσιάζονται στον πίνακα 15. Πίνακας 15: Εξαγόμενα στοιχεία από την κατανάλωση 2,9kWh Table 15: Output data from the consumption of 2,9kWh : 2,9kwh 1,978 kg 0,4682 kg 3,828 kg CO2 0,0034 kg SO2 0,0029 kg 0,0007 kg PM Τα εξαγόμενα στοιχεία από την κατανάλωση 2,9kwh συμπεριλαμβάνονται στην εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του σκυροδέματος, εκτός των υγρών αποβλήτων (διότι η σύστασή τους είναι άγνωστη) και των στερεών σωματιδίων (διότι δεν υπάρχουν στη βάση δεδομένων). Η ταξινόμηση των αποτελεσμάτων της απογραφής γίνεται στον πίνακα 16. Πίνακας 16: Ταξινόμηση Table 16: Classification µ µ µ µ Χαρακτηρισμός SO2 CO Fe NO3 NO2 PO4 SO2 NO3 PO4 NH4 Στον πίνακα 17 ακολουθεί η ποσοτικοποίηση των περιβαλλοντικών επιδράσεων για το 1 m³ σκυρ C16/20 και C20/25. Οι συντελεστές χαρακτηρισμού εκφράζονται σε ισοδύναμες μονάδες/ kg του δείκτη. Στη συνέχεια, καταγράφονται οι ποσότητες των δεικτών σε kg, πολλαπλασιάζονται με τους συντελεστές χαρακτηρισμού και αθροίζοντας τα αποτελέσματα αυτών υπολογίζονται οι ισοδύναμες ποσότητες για κάθε περιβαλλοντική επίδραση Κανονικοποίηση Για να μπορέσουν να γίνουν συγκρίσεις μεταξύ των περιβαλλοντικών επιδράσεων είναι απαραίτητη η κανονικοποίηση, η χρήση δηλαδή μιας κοινής βάσης αναφοράς. Ως βάση αναφοράς λαμβάνεται η επιβάρυνση που προκύπτει από τις δραστηριότητες ενός Βρετανού κατοίκου ετησίως σε κάθε κατηγορία περιβαλλοντικής επίδρασης. Οι ισοδύναμες ποσότητες/ έτος που προκύπτουν από το στάδιο χαρακτηρισμού διαιρούνται με τους συντελεστές κανονικοποίησης, οι οποίοι λαμβάνονται επίσης από τη βάση δεδομένων της BRE μεθοδολογίας και τα αποτελέσματα είναι οι κανονικοποιημένες τιμές (αδιάστατες και συγκρίσιμες) για κάθε περιβαλλοντική επίδραση, όπως φαίνεται και στον πίνακα 18.

10 44 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Πίνακας 17: Ισοδύναμες ποσότητες για 1m³ C16/20 & C20/25 Table 17: Equivalent quantities for 1m³ C16/20 & C20/25 SO2 µ µ 0,7 kg SO2 eq./ kg 1 kg SO2 eq./ kg /m³ C16/20 0,0134 kg 0,0034 kg CO2 1 kg CO2 eq./ kg 3,828 kg Fe CO NO3 NO2 PO4 SO2 µ 0,0036 kg toxicity/ kg 0,012 kg toxicity/ kg 0,78 kg toxicity/ kg 0,022 kg toxicity/ kg 0,0078 kg toxicity/ kg 0,022 kg toxicity/ kg 0, kg toxicity/ kg 1,2 kg toxicity/ kg 0,00001 kg 0,0036 kg 0,0134 kg 0,0028 kg 0,0016 kg 0,00003 kg 0,00001 kg 0,0034 kg 0,337 kg ethene eq./ kg 0,0028 kg µ NH4 NO3 PO4 µ 0,33 kg PO4 eq./ kg 0,1 kg PO4 eq./ kg 0,13 kg PO4 eq./ kg 1 kg PO4 eq./ kg 0,00003 kg 0,0016 kg 0,0134 kg 0,00001 kg µ /m³ C16/20 /m³ C20/25 0,01278 kg SO2 eq. 0,0139 kg 0,0034 kg 3,828 kg CO2 eq. 0,01465 kg toxicity 0,00094 kg ethene eq. 0,00192 kg PO4 eq. 3,828 kg 0,00001 kg 0,0036 kg 0,0139 kg 0,0028 kg 0,0016 kg 0,00003 kg 0,00001 kg 0,0034 kg 0,0028 kg 0,00003 kg 0,0016 kg 0,0139 kg 0,00001 kg µ /m³ C20/25 0,01313 kg SO2 eq. 3,828 kg CO2 eq. 0,01504 kg toxicity 0,00094 kg ethene eq. 0,00199 kg PO4 eq. 0,00041 t oil eq. 0,00044 t 0,00044 t oil eq. 1 t oil eq./ t 0,00041 t 1 t/ t 1,8999 t 1,8999 t 1,8499 1,8499 t 1 lt/ lt 1 lt/ lt 373,59 lt 6,25 lt 379,84 lt 384,59 lt 6,25 lt 390,84 lt 1 t/ t 0,02528 t 0,02528 t 0,02595 t 0,02595 t 2.4. Εκτίμηση αποτελεσμάτων Παρατηρώντας τα αποτελέσματα, φαίνεται ότι η παραγωγή 1m³ C20/25 οδηγεί σε μεγαλύτερες περιβαλλοντικές επιδράσεις σε σχέση με το 1m³ C16/20. Συγκεκριμένα, παρατηρείται μια αύξηση περίπου 2,65% στο φαινόμενο της οξίνισης, της ανθρώπινης τοξικότητας και των αποβλήτων σε σχέση με το 1m³ C16/20. Παρόμοια είναι η αύξηση που παρατηρείται στην κατανάλωση νερού (2,89%). Στον ευτροφισμό η αύξηση φθάνει το 3,65%, ενώ η κατανάλωση καυσίμων το 7,32%. Η μοναδική μείωση που παρατηρείται είναι στην εξόρυξη υλών (2,7%), διότι η κατανάλωση αδρανών είναι μικρότερη για την παραγωγή 1m³ C20/25 σε σχέση με το 1m³ C16/20. Στο διάγραμμα 3 φαίνεται ότι η εξόρυξη υλών παρουσιάζει τη μεγαλύτερη τιμή σε σχέση με τις υπόλοιπες περιβαλλοντικές επιδράσεις. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για την παραγωγή σκυροδέματος απαιτούνται μεγάλες ποσότητες αδρανών. 3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα τελευταία χρόνια ο κατασκευαστικός κλάδος παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω των μεγάλων περιβαλλοντικών προβλημάτων, που σχετίζονται με την κατασκευή και τη χρήση των κτιρίων. Εξίσου σημαντικό ενδιαφέρον, από περιβαλλοντική άποψη, παρουσιάζουν τα δομικά υλικά και κυρίως το σκυρόδεμα, το οποίο αποτελεί το κύριο δομικό υλικό των κατασκευών. Έχοντας ως βασικό στόχο την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του σκυροδέματος, γίνεται εφαρμογή της μεθόδου LCA σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος. Διευκρινίζεται ότι η εφαρμογή της μεθόδου γίνεται εντός των ορίων του εργοστασίου και αφορά μόνο τη φάση της παραγωγής. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον που αφορά μελλοντικό στόχο έρευνας αποτελεί η μελέτη και άλλων φάσεων/παραγόντων, όπως η παραγωγή και μεταφορά α υλών, η χρήση εναλλακτικών υλικών στη φάση της παραγωγής, καθώς και η μεταφορά, λειτουργία και ανθεκτικότητα του σκυροδέματος, το κόστος των διαφόρων φάσεων και υλικών κ.λ.π.

11 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 45 Πίνακας 18: Κανονικοποιημένες τιμές Table 18: Normalized rates SO2 µ µ / µ µ 559,7631 kg SO2 eq. 58,88 kg SO2 eq. 9,5068 CO ,804 kg CO2 eq kg CO2 eq. Fe CO NO3 NO2 PO4 SO2 µ µ NH4 NO3 PO4 µ 13, ,5218 kg toxicity 90,7 kg toxicity 7, ,9928 kg ethene eq. 32,23 kg ethene eq. 1, ,3402 kg PO4 eq. 8,006 kg PO4 eq. 10, ,2044 t oil eq. 4,085 t oil eq. 4, ,7057 t 5,04 t 16247, ,37 lt ,75 lt lt lt 39,2079 1, ,9705 t 7,194 t 153,8741 µ µ µ. µ µ µ Διάγραμμα 3: Κανονικοποιημένες τιμές Diagram 3: Normalized rates

12 46 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 Η εφαρμογή της μεθόδου LCA στον τομέα παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος δείχνει ότι υπάρχουν πολλές και σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, που προκύπτουν από την παραγωγή σκυροδέματος. Πρόκειται, κυρίως, για καταναλώσεις σε νερό, αδρανή υλικά, ηλεκτρική ενέργεια, πετρέλαιο κίνησης, εκπομπές σε αέρα, νερό, έδαφος και θόρυβο. Συγκρίνοντας τους πίνακες απογραφής δεδομένων για το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/25, παρατηρείται ότι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν από την παραγωγή 1m³ σκυροδέματος C20/25 σε σχέση με αυτές του 1m³ C16/20 παρουσιάζουν μια μείωση όσον αφορά στην κατανάλωση αδρανών (2,6%) και αύξηση όσον αφορά στην κατανάλωση σε τσιμέντο (14,8%), επιβραδυντή (9,3%), νερό γεώτρησης (2,9%), πετρέλαιο κίνησης (5,7%) και στη δημιουργία καυσαερίων CO (5,3%), (4,6%), (3,5%), PM (10%), στερεών αποβλήτων (2,6%) και υγρών αποβλήτων (0,05%). Από τους πίνακες των εισαγομένων και εξαγομένων στοιχείων για το 1m³ σκυροδέματος C16/20 και C20/25 για όλα τα τμήματα παρατηρούνται τα εξής: Τα μεγαλύτερα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας καταναλώνονται στα τμήματα 500 (ανάμιξη υλών, εκφόρτωση και μεταφορά σκυροδέματος σε έξοδο) και 100 (μεταφορά, εκφόρτωση, ποιοτικός έλεγχος και ζύγιση αδρανών). Συγκεκριμένα, το 34% περίπου της ηλεκτρικής ενέργειας καταναλώνεται στο τμήμα 500 και το 24% στο τμήμα 100. Στα τμήματα 100 και 500 παρατηρείται, επίσης, η μεγαλύτερη κατανάλωση πετρελαίου κίνησης. Το 51% του πετρελαίου κίνησης καταναλώνεται στο τμήμα 100 και το 32% στο τμήμα 500. Η δημιουργία καυσαερίων είναι επίσης μεγάλη στα τμήματα 100 και 500. Στο τμήμα 100 η δημιουργία CO είναι 49%, των 41%, των 49%, των PM 46% και στο τμήμα 500 η δημιουργία CO είναι 33%, των 38%, των 33% και των PM 35%. Τα υγρά απόβλητα που δημιουργούνται από την παραγωγή του σκυροδέματος προέρχονται, κατά κύριο λόγο, από τα πλυσίματα α) του αναμικτήρα (10% στα τμήματα 600 & 700), β) των αναδευτήρων (78% στο τμήμα 1300) και γ) των αντλιών σκυροδέματος (11% στο τμήμα 1400). Τα στερεά απόβλητα δημιουργούνται κυρίως από τις επιστροφές του νωπού σκυροδέματος στο χώρο του εργοστασίου, το οποίο θεωρείται ακατάλληλο και ως εκ τούτου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλες χρήσεις (47%) και από το σκυρόδεμα που παραμένει στις αντλίες σκυροδέματος και εναποτίθεται στο χώρο του εργοστασίου μετά το πέρας των εργασιών (49%). Τα μεγαλύτερα ποσά σκόνης δημιουργούνται στο τμήμα 100, ενώ θόρυβος δημιουργείται κυρίως στα τμήματα 100, 500, 600, 1300 και Παρά το γεγονός ότι η μέθοδος LCA θεωρείται ως η πιο ολοκληρωμένη μέθοδος ανάλυσης και ποσοτικής εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων, διαπιστώνεται ότι παρουσιάζει ελλείψεις και κενά, τα οποία πρέπει να εξαλειφθούν. Η έλλειψη ορίων στις περιβαλλοντικές επιδράσεις, η εξαγωγή γενικών συμπερασμάτων, η έλλειψη βάσεων δεδομένων στον ελλαδικό χώρο και παράλληλα οι ατελείς βάσεις δεδομένων άλλων χωρών, η μη καταγραφή όλων των σχετικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων, η ανάγκη λεπτομερούς ανάλυσης, οι απαιτήσεις α) σε χρόνο, β) σε όργανα μέτρησης φυσικών παραγόντων και γ) ειδικών γνώσεων από το άτομο που θα την εκτελέσει είναι οι πιο σημαντικές ελλείψεις/κενά που παρατηρούνται κατά την εφαρμογή της μεθόδου. Από τα παραπάνω, διαπιστώνεται η ανάγκη δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου Περιβαλλοντικού Συστήματος Διαχείρισης στον τομέα παραγωγής ετοίμου σκυροδέματος που θα καλύπτει όλα τα κενά και τις αδυναμίες που παρουσιάζει η μέθοδος LCA και θα οδηγεί σε χρήσιμα και ουσιαστικά συμπεράσματα. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] «The scale of the sustainability issues and challenges confronting the construction industry», enterprise/ construction/suscon/finrepsus/sucop1. htm [2] Stevenson J. and D. Spooner (1993), «Concrete and the Environment», Concrete in the environment, two articles reprinted from Concrete Quarterly, Autumn and Winter 1992 issues pg [3] Gorree Μ., R. Heijungs, G. Huppes, R. Kleijn, H.A. Udo de Haes, E. van der Voet and M.N. Wrisberg, (1998), «Environmental Life Cycle Assessment», Backgrounds-Draft [4] Howard N., Suzy Edwards and Jane Anderson (1999), «BRE methodology for environmental profiles of construction materials, components and buildings», Construction Research Communications Ltd [5] Jonsson A. (2000), «Tools and methods for environmental assessment of building products-methodological analysis of six selected approaches», Building and Environment, No. 35 pg [6] «International Standard ISO14000», iso14000.htm [7] Ahlvik P., S.Eggleston, N.Goriβen, D.Hassel, A.-J.Hickman, R.Joumard, L.Ntiachristos, R.Rijkeboer, Z.Samaras and K.-H.Zierock (1997), «Methodology and Emission Factors» Technical Report No 6 COPERT II Computer Programme to calculate Emissions from Road Transport [8] Υπουργείο Εργασίας και Κοινωνικών Ασφαλίσεων-Γενική Διεύθυνση Συνθηκών και Υγιεινής της Εργασίας-Κέντρο Υγιεινής και Ασφάλειας της εργασίας (ΚΥΑΕ) (1996), «Μέθοδοι δειγματοληψίας και προσδιορισμού χημικών παραγόντων στο εργασιακό περιβάλλον». [9] Κοντογεωργίου Στ. (1999), «Ανάλυση κύκλου ζωής οπτοπλίνθου», Διπλωματική εργασία, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Α.Π.Θ Αντιγόνη Γ. Μπίσκα Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ., MSc-Heriot Watt University U.K., Σερίφου 142, Λάρισα, Τ.Κ , τηλ: Νικόλαος Οικονόμου Αν. Καθηγητής Α.Π.Θ., Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Εργαστήριο Δομήσιμων Υλικών, Θεσ/νίκη, Τ.Κ , τηλ:

13 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 47 Extended summary Environmental Consideration Of Ready-Mixed Concrete Production ANTIGONI G. BISKA Dr Civil Engineer A.U.TH. MSc Heriot-Watt University U.K. NIKOLAOS OIKONOMOU Associate Professor A.U.TH. Abstract An environmental consideration of ready-mixed concrete production is presented for first time in this paper. The research results show that ready-mixed concrete production leads to severe environmental consequences, such as the consumption of raw materials (aggregates, water, admixtures), energy (electric power, diesel), maintenance materials (greases, mineral oils), to emissions in the air (exhaust from vehicles, dust), water (water waste), ground (solid waste), and the generation of noise. The Life Cycle Assessment Method (LCA) was the method applied in order to record the environmental consequences. The data for the application of the LCA method were collected over more than three years. The results show that the LCA method presents weaknesses and gaps, thus necessitating a complete Environmental Management System in the ready-mixed concrete production industry. Concrete is a basic construction material and many companies in Greece produce ready-mixed concrete. The steady growth in construction and the significant environmental problems involved have created a need for ecological concrete production that minimizes the environmental consequences. Those consequences include the consumption of water, raw materials, admixtures, maintenance materials, electric and diesel power, as well as emissions in the air (exhaust from vehicles, dust), water (water waste), ground (solid waste), and the generation of noise. The present paper describes the application of the LCA method to the ready-mixed concrete production industry, which lacks any Environmental Management System as do most industries in Greece. The method was applied to two concrete categories, C16/20 and C20/25, which make up the largest part of production throughout the ready-mixed concrete industry. The application of the method was based on the ISO Standards. The results indicate that the environmental consequences of 1 m³ C20/25 are smaller than those of 1 m³ C16/20 in terms of the consumption of aggregates (2.6%), but greater Submitted: Mar 31, 2005 Accepted: Oct. 9, 2006 as regards the consumption of cement (14.8%), decelerator (9.3%), ground water (2.9%), diesel (5.7%) and the generation of exhaust materials: CO (5.3%), (4.6%), (3.5%), PM (10%), solid waste (2.6%) and water waste (0.05%). A quantitative assessment of the environmental consequences led to the following observations: 34% of the electric power is consumed in section 500 (mixture of materials, loading of ready-mixed concrete onto trucks, and transportation to exit) and 24% in section 100 (transportation, unloading, qualitative checking and weighing of aggregates). 51% of diesel is consumed in section 100 and 32% in section 500. The generation of exhaust materials is also large in sections 100 and 500. In section 100, CO is 49%, is 49%, is 49%, PM is 46%, while in section 500, CO is 33%, is 38%, is 33% and PM is 35%. Water waste is generated from the washing of a) the mixer (10% in sections 600 and 700), b) trucks (78% in section 1300), and c) concrete pumps (11% in section 1400). Solid waste is generated mainly from a) the returned concrete at the plant, which is not suitable for other uses (47%), and b) the concrete that remains in the concrete pumps at the end of the day (49%). The largest amounts of dust are generated in section 100 and the generation of noise is observed mainly in sections 100, 500, 600, 1300 and Despite the fact that the LCA method is considered as the most complete method for the analysis and quantitative assessment of environmental consequences, it has weaknesses and gaps that need to be eliminated or reduced. The lack of limits in the environmental consequences, the general conclusions, the lack of a database in Greece, the lack of recording all the relative environmental consequences, the need for detailed analysis, the requirements in terms of time,

14 48 Τεχν. Χρον. Επιστ. Έκδ. ΤΕΕ, I, τεύχ , Tech. Chron. Sci. J. TCG, I, No 3 instruments and special knowledge, are some of the most important weaknesses of the LCA method. From the above, there is clearly a need for the creation and application of a complete Environmental Management System for the ready-mixed concrete production industry, which covers all the gaps and weaknesses of the LCA method and can lead to useful and substantial conclusions. Antigoni G. Biska Dr. Civil Engineer A.U.TH., MSc-Heriot Watt University U.K., Serifou 142, Larissa, 41335, tel: Nikolaos Oikonomou Associate Professor A.U.TH., Department of Civl Engineering, Laboratory of building materials, Thessaloniki 54124, tel: