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Cosa sono l'analisi del flusso di materiali (MFA) e l'analisi del flusso di sostanze (SFA)?

Sommario

Che cos'è l'analisi del flusso di materiali (MFA)?

La contabilità sistematica dei movimenti e delle scorte di vari materiali durante un periodo specifico in un'area è resa possibile da MFA. La definizione di "materiali" è completa, inclusi singoli costituenti chimici, composti e manufatti. Alluminio, acciaio, rame e uranio sono alcuni materiali spesso ricercati nell'ambito di un programma MFA. Il concetto di bilanciamento della massa, sviluppato dalla legge di conservazione della massa, è alla base dell'AMF. Ciò implica che gli input e gli output di materiali, con eventuali perdite o scorte, devono essere bilanciati (cioè accumulazione). L'AMF può coprire il ciclo di vita di un materiale, compresi l'estrazione mineraria, l'utilizzo della produzione e la gestione dei rifiuti. L'AMF è appropriato per la ricerca sulla scarsità di risorse perché considera sia gli stock di materiali che il flusso di materiali oltre ai flussi di materiali. In genere, i flussi di materiale vengono monitorati per anni, consentendo lo studio dei modelli a lungo termine nell'utilizzo dei materiali. L'AMF può anche calcolare la produttività delle risorse di un'economia. Tuttavia, non è opportuno considerare sistemi di produzione singoli.

L'analisi del flusso di materiali (MFA)

Pertanto, l'AMF valuta il flusso di materiali e merci in un sistema di produzione o distribuzione. L'AMF può aiutare a identificare le aree in cui è possibile apportare miglioramenti per ottimizzare il flusso di materiali e merci, migliorare l'efficienza e ridurre i costi.

L'obiettivo dell'AMF è esaminare i flussi e le scorte di qualsiasi sistema basato sui materiali; L'AMF è uno strumento adatto. Fornisce informazioni sul comportamento del sistema. L'integrazione con altri campi come il flusso di energia, l'analisi economica e orientata al consumatore semplifica la gestione di un sistema antropogenico. Gli obiettivi del MAE sono:

La valutazione del movimento di materiali e merci in un sistema di produzione o distribuzione è noto come l'obiettivo principale di uno studio MFA. Può trovare luoghi in cui è possibile ottimizzare il flusso di materiali e interessi, portando in definitiva a una maggiore efficienza e costi inferiori.

Un esempio di un modello di analisi del flusso di materiali (MFA).

L'AMF viene spesso utilizzato con altri metodi analitici come la mappatura dei processi e l'analisi del valore per comprendere più a fondo un sistema di produzione o distribuzione. L'uso di un MFA dipende dai requisiti dell'organizzazione; L'AMF può essere applicato in diversi modi. Di seguito sono riportate alcune tipiche applicazioni MFA:

  • Individuazione di inefficienze e sprechi in una catena di produzione o distribuzione.
  • Miglioramento delle operazioni di una struttura di produzione o magazzino.
  • Migliorare il movimento di forniture e prodotti attraverso una catena di approvvigionamento.
  • Valutare gli effetti della produzione e della movimentazione dei materiali sull'ambiente.

L'importanza del MAE

Poiché può aiutare le aziende ad aumentare l'efficacia delle loro reti di produzione e distribuzione, l'AMF è importante. Ciò può comportare risparmi finanziari e ridurre l'effetto ambientale della movimentazione e della produzione dei materiali.

L'AMF è uno strumento aziendale per aumentare le prestazioni di un'organizzazione migliorando il flusso di materiali. Viene anche impiegato per individuare e affrontare i colli di bottiglia legati alla produzione. L'obiettivo di MFA è aumentare l'efficacia del processo di produzione, che consente la linea di fondo del business. Come strategia basata sui dati che dipende da dati precisi relativi al flusso di materiali. In varie fasi del processo produttivo, vengono presi inventari dei materiali per raccogliere questi dati. Gli usi MFA vengono utilizzati per sviluppare un modello del processo di produzione. Per individuare e affrontare i colli di bottiglia del processo di produzione, utilizzare questo approccio.

Comprendere il sistema di analisi del flusso di materiali e le sue definizioni chiave

Concetto di analisi del flusso di materiali (MFA)
Concetto di analisi del flusso di materiali (MFA)

Un esempio di un modello di analisi del flusso di materiali (MFA).

La valutazione sistematica dei flussi e delle scorte di materiali all'interno di un sistema caratterizzato nello spazio e nel tempo è nota come AMF. Collega le fonti, i percorsi e i pozzi intermedi e finali di un materiale. Un semplice equilibrio materiale può gestire i risultati di un'AMF che contrasta tutti gli input, gli stock e gli output di un processo a causa della regola della conservazione della materia.

L'approccio è interessante come strumento di supporto alle decisioni nella gestione delle risorse, nella gestione dei rifiuti e nella gestione ambientale a causa di questa caratteristica distintiva dell'AMF. Un'AMF fornisce informazioni su tutti i flussi e le scorte di un particolare materiale all'interno di un sistema completo e coerente. È possibile vedere il flusso di rifiuti e carichi ambientali e le loro origini possono essere trovate bilanciando input e output. L'individuazione tempestiva dell'esaurimento o dell'accumulo delle scorte di materiale consente di attuare azioni preventive o incoraggiare una maggiore espansione e un utilizzo futuro. E emergono anche piccoli aggiustamenti che non possono essere visti a breve termine ma potrebbero gradualmente causare danni a lungo termine. C'è di più nei sistemi antropogenici oltre ai movimenti di materiali e alle scorte. Se l'antroposfera deve essere gestita in modo responsabile, deve considerare l'energia, lo spazio, l'informazione e le sfide socioeconomiche. L'AMF può essere effettuata senza tener conto di questi elementi.

Tuttavia, queste ulteriori considerazioni sono necessarie affinché la maggior parte delle circostanze comprendano e utilizzino i risultati dell'AMF. L'AMF è comunemente combinato con analisi di economia, pianificazione urbana e altri argomenti rilevanti. Per l'esame dei sistemi antropici è richiesto un linguaggio comune. Questa somiglianza rende più facile confrontare i risultati di più MFA in modo visibile e ripetibile. Questo manuale definisce il vocabolario e i processi per analizzare, descrivere e modellare i sistemi di flusso dei materiali, consentendo una contabilità completa, ripetibile e trasparente di tutti i flussi e le scorte di materiale all'interno di un sistema.

La parola "materiale" si riferisce sia alle cose che alle sostanze. Secondo la definizione chimica, una sostanza è una singola materia composta da unità uniformi. Il materiale è un elemento se gli elementi costitutivi sono atomi, come carbonio o ferro, o un composto chimico se gli elementi costitutivi sono molecole, come anidride carbonica o cloruro di ferro. Sostanze o combinazioni di sostanze sono considerate merci quando i mercati attribuiscono loro un valore economico. Il valore può essere positivo (ad esempio un veicolo, benzina o legna) o negativo (rifiuti solidi urbani, fanghi di depurazione). Il termine "beni" è generalmente utilizzato in economia per riferirsi a elementi immateriali come energia (come elettricità), servizi e informazioni. Tuttavia, nella terminologia MFA, la parola "merce" si riferisce esclusivamente a oggetti tangibili. Ma quando l'AMF viene utilizzata, ad esempio, per formulare giudizi sulla conservazione delle risorse, la relazione tra i beni definiti dall'AMF e altri beni utilizzati dagli economisti potrebbe essere significativa. Il trasporto, il cambio o lo stoccaggio dei materiali sono tutti elaborati.

Il movimento del fosforo disciolto in un fiume è un esempio di processo di trasporto naturale. Può anche essere un'attività artificiale, come il flusso di gas in un gasdotto o la raccolta dei rifiuti. Lo stesso vale per gli stoccaggi e le trasformazioni (come l'ossidazione dell'anidride carbonica da parte di incendi boschivi naturali rispetto ai sistemi di riscaldamento artificiali) (ad esempio, la sedimentazione naturale rispetto alle discariche artificiali). Le scorte hanno l'unità fisica dei chilogrammi e sono definite come serbatoi di materiale (massa) all'interno del sistema esaminato. Uno stock è un componente di processo costituito dalla massa mantenuta all'interno del processo. Le azioni svolgono un ruolo cruciale nel metabolismo di un sistema. Il tempo medio di permanenza del materiale in stock può essere calcolato in condizioni stazionarie (l'input è uguale all'output) dividendo la massa del materiale nello stock per il flusso di materiale in entrata o in uscita. Le scorte possono aumentare o diminuire di dimensioni a causa dell'accumulo o dell'esaurimento del materiale. I flussi di materiali (massa per tempo) oi flussi (massa per tempo e sezione trasversale) collegano i processi. Le importazioni e le esportazioni sono flussi o flussi che si verificano oltre i confini del sistema. Quelli che entrano in un processo sono conosciuti come input, mentre i materiali che escono sono conosciuti come output.

Un sistema comprende diversi flussi di materiale, scorte e processi all'interno di un confine predeterminato. Il sistema più piccolo comprende semplicemente un processo. Esempi di sistemi tipici presi in esame dal MFA sono i seguenti: una regione, un inceneritore comunale, una casa residenziale, un'industria, un'azienda agricola, ecc. Spazio e tempo sono utilizzati per definire i confini del sistema. Quando viene scelto il limite temporale del sistema, devono essere presi in considerazione fattori quali obiettivi, disponibilità dei dati, periodo di bilanciamento appropriato, tempo di permanenza dei materiali all'interno delle scorte e altri. Può comprendere confini fisici (regione) o limiti virtuali (ad es. abitazioni private, compresi i processi che servono le abitazioni private come i trasporti, la raccolta dei rifiuti e il sistema fognario).

Un esempio di un modello di analisi del flusso di materiali (MFA).

Sostanza: Qualsiasi elemento (chimico) o composto composto da unità univariate è una sostanza. Tutte le sostanze (come N, C, Cu, NH4+ e CO2) sono omogenei perché hanno ciascuno una costituzione distinta e identica.

BUONA: Le entità economiche della materia aventi un valore positivo o negativo sono i beni (es. acqua potabile, olio combustibile, rifiuti solidi, liquami, rispettivamente).

Alcuni prodotti, come l'aria, lo scarico o le precipitazioni, sono neutri in termini di valore, il che significa che non hanno valore economico.

MATERIALE: La parola "materiale" è usata per riferirsi sia a sostanze che a oggetti. Pertanto, comprende tutti i materiali presenti in natura e quelli che sono stati alterati fisicamente o chimicamente.

PROCESSI: Quando si esaminano prodotti e sostanze, o quando non è ancora chiaro se un esame sarà condotto a livello di merci o sostanze, si utilizza il termine “materiale”. La trasformazione, il trasporto e lo stoccaggio di merci e sostanze sono processi.

SCORTA: Lo “stock di materiali” si riferisce all'intera quantità di materiali conservati in un processo.

Ecco degli esempi di stock:

  • I rifiuti in un impianto di incenerimento: i rifiuti freschi fanno aumentare lo stock, mentre l'incenerimento fa diminuire lo stock
  • L'edificio è un componente dell'infrastruttura: lo stock aumenta quando viene costruito un nuovo edificio. Lo stock diminuisce quando un edificio viene demolito.

FLUIRE è il rapporto tra la massa per unità di tempo che passa attraverso un conduttore, come un tubo dell'acqua. È possibile specificare la divisione fisica del flusso in termini di kg/sec o t/anno.

FLUSSO: è un flusso per "sezione trasversale", secondo la definizione. Una persona, 1 m2 di superficie, o un'entità come una casa privata o un'azienda sono spesso utilizzate sezioni trasversali in MFA. Il flusso può essere espresso in unità quali kg/(sec.m2).

SISTEMA: Un sistema comprende diversi componenti che interagiscono tra loro. I membri di un sistema sono chiamati processi e flusso in MFA. Uno schema potrebbe essere un'azienda (come un impianto di incenerimento dei rifiuti), una regione, un paese o una casa unifamiliare.

Ogni prodotto in un sistema MFA può essere riconosciuto con precisione tramite una procedura originale e una target.

CONFINE DEL SISTEMA: Il confine del sistema è stabilito nel tempo e nello spazio (confini del sistema temporale e spaziale). Per i sistemi antropogenici come un'azienda, una città o un paese, i periodi di 1 anno vengono spesso utilizzati come limite di tempo a causa della disponibilità dei dati. La regione geografica in cui sono situati i processi determina solitamente i confini del sistema spaziale.

Le importazioni sono flussi in un sistema, mentre le esportazioni sono movimenti in uscita da un sistema.

Che cos'è l'analisi del flusso di sostanze (SFA)?

Quando una singola sostanza è al centro, l'AMF, noto anche come SFA, è una valutazione metodica dello stato e dei cambiamenti dei flussi e delle scorte di materiali all'interno di un sistema specificato nello spazio e nel tempo. L'AMF collega le fonti, i percorsi, i pozzi intermedi e i pozzi finali di un materiale. I risultati di un'AMF possono essere gestiti da un semplice bilanciamento di massa che contrasta tutti gli input, gli stock e gli output di un processo a causa della legge di conservazione della materia. L'approccio è interessante come strumento di supporto alle decisioni nella gestione delle risorse, nella gestione dei rifiuti, nella gestione ambientale e nella valutazione delle politiche grazie a questa caratteristica distintiva dell'AMF.

Tuttavia, SFA è un particolare sottotipo di MFA che si concentra su elementi o molecole chimiche. L'obiettivo principale della maggior parte degli studi SFA è quello di offrire conoscenze per la gestione strategica regionale o nazionale delle sostanze chimiche. SFA può monitorare la contaminazione ambientale nel tempo in una determinata area. Emissioni di inquinamento da varie fonti nell'aria, nell'acqua e nel suolo di un'area specifica. Tuttavia, la linea che separa MFA e SFA è spesso sfocata e le due frasi sono occasionalmente intercambiabili.

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