Capitolo 21 (bis) - Docenti...
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METODOLOGIE PER LA
VALUTAZIONE AMBIENTALE DEI
PROGETTI:
L’ANALISI MULTICRITERIALE
INDICE• breve impostazione teorico-metodologica
• generalità sull’analisi ambientale dei progetti
• critica delle diverse metodologie utilizzate
• illustrazione dell’analisi multicriteriale
• applicazione ad un esempio schematico
• utilizzazione di software dedicato
L’ANALISI AMBIENTALE DEI
PROGETTI
• sta conoscendo un’importanza
applicativa crescente– legislazione regionale sulla VIA
– applicazioni di politica regionale e locale
– sviluppo locale e rurale
• spesso, tuttavia, gli strumenti teorico-
metodologici per il supporto
decisionale appaiono insufficienti
STRUMENTI TEORICI-METODOLOGICI
FREQUENTEMENTE APPLICATI ALL’ANALISI
AMBIENTALE DEI PROGETTI
• Analisi costi-
benefici (ACB)
• Valutazione di
impatto ambientale
descrittiva (VIA)
• difficoltà di
valutazione
monetaria dei beni
ambientali
• difficoltà di
esplicitare regole
decisionali rigorose
METODO PROBLEMA
ANALISI CRITICA DELL’ACB
• si basa su un sistema
teorico-metodologico
robusto per la scelta tra
alternative diverse
• adotta un criterio
definito di misurazione
del benessere sociale:
l’utilità degli individui
• utilizza un metodo di
misurazione quantitativo
monocriteriale: la
moneta
• l’utilità non è l’unico
criterio di misura del
benessere sociale
• il mercato fallisce
nella gestione dei
beni ambientali
• nei prezzi-ombra è
difficile inserire le
esternalità ambientali
PUNTI DI FORZA PUNTI DI DEBOLEZZA
ANALISI CRITICA
DELLA VIA DESCRITTIVA
• le componenti
ambientali sono
analizzate molto
dettagliatamente
• quadro descrittivo
analitico ed esauriente
• valorizza gli staff
multidisciplinari
• scelta possibile solo in
caso di presenza di
alternative dominanti in
senso paretiano
• non fornisce una guida
rigorosa al processo
decisionale in caso di
trade-off tra diversi
fattori di impatto
PUNTI DI FORZA PUNTI DI DEBOLEZZA
I METODI MULTICRITERIALI(MULTI CRITERIA DECISION MAKING MCDM)
• multi-obiettivi
(AMO)
• multi-attributi
(AMA)
operano nello
spazio continuo
operano nello
spazio discreto
due tipi di metodi multicriteriali:
LIMITI DEI METODI MULTI-OBIETTIVO
NELLA VALUTAZIONE AMBIENTALE
• difficoltà nel costruire un modello
matematico che comprenda tutte le
possibili implicazioni della gestione
ambientale dei progetti
• difficoltà nel considerare l'esistenza di
più gruppi decisionali
L’ANALISI MULTI-ATTRIBUTI
• presuppone che sia individuata
una serie di alternative di
progettuali
– effettivamente applicabili
– e pareto-efficienti
FASI DELLA V.I.A. CON
L’ANALISI MULTI-ATTRIBUTI
analisi del progetto
individuazione degli impatti potenziali
previsione degli impatti
valutazione degli impatti
valutazione delle alternative
analisi della sensitività
giudizio finale di fattibilità
socializzazione e mitigazione
ANALISI DEL PROGETTO
• fornisce la base informativa per le fasi successive
• illustra gli elementi costitutivi del progetto
A) IDENTIFICAZIONE
a1) obiettivi del progetto
a2) giustificazione tecnico-economica
B) MODALITA’ DI REALIZZAZIONE
b1) disegno (descrizione delle opere)
b2) risorse (umane, finanziarie, immateriali, ecc.)
b3) tempi
b4) responsabilità
ESEMPIO DI PROGETTO
• Via di trasporto autostradale che
interseca un’area sensibile sul
piano ambientale
• applichiamo a questo esempio
schematico la metodologia multicriteri
INDIVIDUAZIONE DEGLI
IMPATTI POTENZIALI
• liste di controllo (check list)
• matrici
• grafi (network)
LISTE DI CONTROLLO• sono liste di elementi ambientali, sociali ed economici
cui l'operatore deve far riferimento nello studio di
impatto per evitare di trascurarne qualcuno
• possono essere organizzate per gruppi omogenei
– azioni elementari
– componenti ambientali
• non costituiscono in senso stretto un metodo per la
valutazione degli effetti
• sono da considerare semplicemente uno strumento
per definire gli elementi del progetto che influenzano
maggiormente i fattori ambientali
• sono utili nella fase di scoping, per fornire un quadro
informativo sulle principali interrelazioni che
dovranno essere analizzate nel SIA
MATRICI
• Sono strumenti di identificazione ed, eventualmente,
valutazione degli impatti previsti
• Funzionanti come una check list bidimensionale, in
cui un asse del sistema descrive le azioni del
progetto e l'altro asse elenca le componenti
ambientali
• Ogni casella marcata identifica la presenza di un
impatto potenziale indotto da un’azione progettuale
su una componente ambientale (interazione)
• Nel caso in cui la matrice esprima anche valutazione
di impatto, la casella contiene un numero (o un
simbolo) che quantifica l'impatto corrispondente
GRAFI (network)
• Tecnica basata su diagrammi a blocchi che
descrivono gli impatti secondo processi causa-
condizione-effetto
– rispetto alle matrici, non pongono vincoli sul numero delle
fasi intermedie da evidenziare
• Logici: esplicitano differenti passaggi logicì nella
considerazione di un impatto
– rumori - disturbo alla popolazione residente - abbassamento
della qualità di vita
• Sequenziali: esplicitano differenti momenti spazio-
temporali di una linea d’impatto
– scarico di nutrienti nel corso d’acqua - convogIiamento nel
lago -sviluppo eccessivo di biomasse algali nel periodo
estivo
IMPATTI POTENZIALI
INDIVIDUATI NELL’ESEMPIO
• Ci si limita, per comodità
espositiva, a 3 aspetti
principali:
– inquinamento idrico
– inquinamento atmosferico
– economia locale
GENERAZIONE DI ALTERNATIVE
• Le alternative possono differenziarsi per
una serie di variabili molto ampia:
• localizzazione (point) o tracciato (non point);• tecnologie;• tipi di manufatti e strutture;• tipi di materie prime;• caratteristiche del prodotto;• tempistica;• dimensione;• trattamento rifiuti;• formazione e gestione personale;• controlli inquinamento ed emergenza;• modalità di dismissione.
ALTERNATIVE DELL’ESEMPIO
• ALT 1: tracciato interno all’area
sensibile e lontano dall’abitato
• ALT 2: tracciato al margine
dell’area sensibile e vicino
all’abitato
• ALT 0: non fare l’opera
L’alternativa zero è sempre il riferimento alla
situazione senza progetto
PREVISIONE DEGLI
IMPATTI POTENZIALI
• scelta degli indicatori
• misurazione degli impatti
• elaborazione della matrice di
misurazione
MATRICE DI MISURAZIONE
• raccogliendo in una tabella gli
indicatori di misurazione di ogni
alternativa (colonne), per ciascun
fattore di impatto (righe) si ottiene la
matrice di misurazione
• ogni riga della matrice di
misurazione contiene indici espressi
in unità di misura diverse, legate a
ciascun fattore d’impatto analizzato
MATRICE DI MISURAZIONE
DELL’ESEMPIO
FATTORE indicatore unità di misura alt.0 alt.1 alt.2
acqua nitrati mgr/l 10 20 50
aria ossido di carbonio ppm 6 66 36
economia locale reddito p.c. 000 Euro 20 100 40
3 alternative x 3 fattori = 9 coefficienti
DALLA MISURAZIONE
ALLA VALUTAZIONE
• sulla base della matrice di
misurazione è possibile unicamente
una descrizione degli impatti di
ciascuna alternativa
• la fase di valutazione, invece,
permette di esprimere un giudizio:
– su ciascun impatto
– sull’impatto complessivo di ciascuna
alternativa
FASI DELLA VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI
CON IL METODO DELLE FUNZIONI DI UTILITA’
normalizzazione degli indicatori di
misurazione
conversione da indicatori di misurazione a
indici di qualità
aggregazione di indici omologhi
elaborazione della matrice di valutazione
FUNZIONI DI UTILITA’ MULTI-ATTRIBUTI:
MODELLO FORMALE
MAX Z = F ( x )dove:
F (x) = [ ( f1 (x), …, fn (x)]
f1 (x) = funzione di qualità
ambientale per il primo fattore
FUNZIONI DI UTILITA’ MULTI-ATTRIBUTI:
ASSUNTI TEORICI
• la qualità ambientale complessiva associata
ciascuna alternativa è una funzione lineare
additiva delle funzioni di qualità di ciascun
fattore;
• le funzioni di qualità di ciascun fattore sono
date a priori e statiche, (non possono
evolvere durante il processo decisionale);
• le preferenze del decisore collettivo circa un
fattore ambientale sono indipendenti dai
valori conseguiti dagli altri fattori
NORMALIZZAZIONE DEGLI
INDICATORI DI MISURAZIONE
• trasforma le scale di misurazione in unità
adimensionali, (ma senza giudizi di valore)
• semplice trasformazione lineare tra 0 e 1
• occorre decidere a cosa corrisponde 0 e 1
• comporta dei pericoli
– si perde di vista la dimensione dei dati
– in presenza di un valore molto più alto degli altri,
appiattisce le altre differenze
FORME DI NORMALIZZAZIONE
0 = valore minimo del set
1 = valore massimo del set
0 = 0 nella scala di misura
1 = valore massimo del set
0 = valore minimo del set
1 = valore standard o media del set
0 = valore minimo del set
1 = valore standard o media del set
ESEMPIO DI NORMALIZZAZIONE
ind. normalizzato alt. 0 alt. 1 alt. 2
nitrati 0,00 0,25 1,00
ossido di carbonio 0,00 1,00 0,50
economia locale 0,00 1,00 0,25
NORMALIZZAZIONE: 0 = MIN; 1 = MAX
indicatore un. misura alt. 0 alt. 1 alt. 2
nitrati mgr/l 10 20 50
ossido di carbonio ppm 6 66 36
economia locale 000.000 £ 20 100 40
CONVERSIONE DA INDICATORI DI
MISURAZIONE A INDICI DI QUALITA’
determinazione, per ogni indicatore, del tipo
di funzione di qualità (o utilità) da applicare
definizione dei limiti di massima e minima
soddisfazione dell’indicatore
definizione di punti intermedi notevoli
controllo di coerenza della funzione
TIPI DI FUNZIONE DI CONVERSIONE
• lineare (crescente e decrescente)
• curva (crescente e decrescente)
• a campana (primo tratto crescente o
decrescente)
• analitica
• ecc.
ESEMPIO DI CONVERSIONE:
FUNZIONE ACQUA
qualità
ambientale
indicatore acqua
• lineare
• decrescente
• a pendenza costante
1.0
0.6
10040 60 80200
0.91
2
0
ESEMPIO DI CONVERSIONE:
FUNZIONE ARIA
qualità
ambientale
indicatore aria
• curva
• decrescente
• pendenza decrescente
1.0
0.4
10040 60 80200
0.1
2
1
0
ESEMPIO DI CONVERSIONE:
FUNZIONE REDDITO P. C.
qualità
ambientale
indicatore reddito
• curva
• crescente
• pendenza decrescente1.0
0.6
10040 60 80200
0
21
0.90.8
MATRICE DI VALUTAZIONE
• applicando le funzioni di qualità la
matrice di misurazione si trasforma
in matrice di valutazione
• la matrice di valutazione contiene
indici che esprimono un giudizio di
qualità del progetto, per ciascun
fattore considerato
MATRICE DI VALUTAZIONE
DELL’ESEMPIO
N.B.: non è stata effettuata aggregazione di indici analoghi
FATTORE indicatore unità di misura alt.0 alt.1 alt.2
acqua nitrati mgr/l 1,0 0,9 0,6
aria ossido di carbonio ppm 1,0 0,1 0,4
economia locale reddito p.c. 000.000 £ 0,6 0,9 0,8
AGGREGAZIONE DI INDICI
ANALOGHI
• scopo: accorciare la matrice
– vantaggio: maggiore comprensione
– svantaggio: perdita d’informazioni
• possibili criteri di aggregazione
– media algebrica
– combinazione lineare (media pesata)
– caso peggiore
– funzione analitica
– ecc.
ESEMPIO DI AGGREGAZIONE DI
INDICI ANALOGHI
• nell’esempio, non viene
effettuata alcuna aggregazione di
indici analoghi
• l’aggregazione viene effettuata
quando vi sono molti indicatori
della stessa famiglia
VALUTAZIONE DELLE
ALTERNATIVE
• eliminazione di eventuali
alternative dominate
• scelta dei parametri d’ordinamento
• definizione dei pesi
• calcolo dei parametri
• analisi di sensitività
ELIMINAZIONE DELLE
ALTERNATIVE DOMINATE
un’alternativa è dominata da un’altra
quando risulta peggiore per almeno un
criterio e non risulta migliore per nessun
altro (criterio di Pareto)
le alternative dominate possono essere
eliminate prima delle fasi successive
quando i fattori considerati misurano
solo gli impatti naturali (e non quelli
socio-economici) l’alternativa zero tende
a dominare le altre
ALTERNATIVE DOMINATE
NELL’ESEMPIO
nel caso esemplificativo, nessuna
alternativa domina le altre.
l’alternativa 0 dominerebbe le altre due,
solo se fossero presenti solo fattori di
“urto ambientale” (inquinamento idrico e
atmosferico).
In questo caso, invece, è previsto anche un
fattore “socio-economico” (reddito), che
penalizza l’alternativa “senza progetto”
PARAMETRI DI ORDINAMENTO
DELLE ALTERNATIVE
NELL’ANALISI MULTI-ATTRIBUTI SI IMPIEGANO
I METODI D’OTTIMIZZAZIONE VETTORIALE:
somma pesata
indice di concordanza
indice di discordanza
caso peggiore
dominanza debole
DEFINIZIONE DEI PESI per calcolare i parametri spesso
occorrono i pesi
attribuiscono a ciascun criterio (fattore
ambientale) l’importanza relativa
sono determinanti per il risultato della
valutazione:
soggettività del decisore
necessità di trasparenza
hanno una funzione simile a quella dei
prezzi ombra dell’ACB
DEFINIZIONE DEI PESI
1) chi definisce i pesi?
2) come si definiscono i pesi?
DUE QUESTIONI FONDAMENTALI:
CHI DEFINISCE I PESI
il decisore politico
un unico decisore rappresentativo
una pluralità di decisori
gli esperti
POSSIBILI ALTERNATIVE:
CLASSIFICAZIONE DEI METODI
PER LA DEFINIZIONE DEI PESI
IN BASE ALL'AMBITO PROGETTUALE DI
RIFERIMENTO
• metodi generali
(non specifici di ambiti applicativi)
• metodi particolari
(finalizzati a specifici ambiti applicativi)
CLASSIFICAZIONE DEI METODI
PER LA DEFINIZIONE DEI PESI
IN BASE ALLA TIPOLOGIA DEI QUESITI
RIVOLTI AL DECISORE
• metodi diretti
basati su indici numerici continui (interviste, questionari,
comparazioni a coppie);
basati su scale a punteggio relative a indicatori verbali;
• metodi indiretti
basati su scelte precedentemente effettuate
DEFINIZIONE DEI PESI NEL CASO
ESEMPLIFICATIVO
FATTORE decis. A decis.B decis.C M ED IA
ARIA 0,25 0,30 0,05 0,20
ACQUA 0,25 0,30 0,05 0,20
REDDITO 0,50 0,40 0,90 0,60
eseguita con il metodo diretto
DEFINIZIONE DI SOMMA PESATA
• è il principale metodo di ordinamento, che
deriva dalla fase di attribuzione dei pesi;
• per ogni alternativa, si calcola la somma dei
prodotti dei valori riportati nella matrice di
valutazione per i pesi attribuiti ai vari attributi;
• l’alternativa migliore è quella che ha la
somma pesata più elevata.
ORDINAMENTO IN BASE ALLA
SOMMA PESATA NELL’ESEMPIO
F A T T O R E alt. 0 alt. 1 alt. 2 pesi alt. 0 alt. 1 alt. 2
acqua 1,00 0,90 0,60 0,20 0,20 0,18 0,12
aria 1,00 0,10 0,40 0,20 0,20 0,02 0,08
economia locale 0,60 0,90 0,80 0,60 0,36 0,54 0,48
SOMMA PESATA 0,76 0,74 0,68
Ordinamento: 0, 1, 2
DEFINIZIONE DI CASO PEGGIORE
• per ogni alternativa, si determina il valore
minimo presente nella matrice di valutazione;
• l’alternativa migliore è quella che ha il caso
peggiore più alto.
ORDINAMENTO IN BASE AL CASO
PEGGIORE NELL’ESEMPIO
F A T T O R E alt. 0 alt. 1 alt. 2
acqua 1,0 0,9 0,6
aria 1,0 0,1 0,4
economia locale 0,6 0,9 0,8
caso peggiore 0,6 0,1 0,4
Ordinamento: 0, 2, 1
DEFINIZIONE DI INDICE DI CONCORDANZA
• L’indice di concordanza di un’alternativa h è una misura della soddisfazione
che il decisore ha nello scegliere questa nei confronti di tutte le altre;
• Tanto più alto è il suo valore, tanto più l’alternativa è soddisfacente
COME SI CALCOLA:
• Per ogni alternativa, si calcola preliminarmente la matrice iniziale degli indici
semplici, in cui le alternative sono confrontate a a coppie;
• Gli indici semplici di un’alternativa vs. un’altra si ottengono sommando i pesi
degli attributi per i quali la prima è preferibile alla seconda;
• gli indici semplici costituiscono il corpo centrale della matrice generale, che
riporta in riga i punteggi positivi di ciascuna alternativa e in colonna i punteggi
negativi;
• L’indice generale di concordanza di ciascuna alternativa è dato dalla differenza
tra somma dei punteggi di riga e quella dei punteggi di colonna.
MATRICI DI CONCORDANZA NELL’ESEMPIO
(calcolo standard, VISPA)
INDICI GENERALI
INDICI SEMPLICI
INDICATORI NON PESATI PESI indice s. indice s. indice s. indice s. indice s. indice s.
ALT 0 ALT1 ALT2 zero / uno zero / due uno / due uno / zero due/ uno due/ zero
0 0 0 0,40 0,40 0,80 0,60 0,20 0,60
INDICATORI
acqua 1,00 0,90 0,60 0,20 0,20 0,20 0,20 0,00 0,00 0,00
aria 1,00 0,10 0,40 0,20 0,20 0,20 0,00 0,00 0,20 0,00
reddito 0,60 0,90 0,80 0,60 0,00 0,00 0,60 0,60 0,00 0,60
ALT 0 ALT 1 ALT 2 somma
ALT 0 --- 0,40 0,40 0,80
ALT 1 0,60 --- 0,80 1,40
ALT 2 0,60 0,20 --- 0,80
somma 1,20 0,60 1,20
ORDINAMENTO IN BASE
ALL’INDICE DI CONCORDANZA
NELL’ESEMPIO
Ordinamento: 1, poi 0 e 2 (parità)
ALT0: 0,80 - 1,20 = -0,40
ALT1: 1,40 - 0,60 = 0,80
ALT2: 0,80 - 1,20 = -0,40
ALT 0 ALT1 ALT2
-0,40 0,80 -0,40
DEFINIZIONE DI INDICE DI DISCONCORDANZA
• L’indice di disconcordanza di un’alternativa h è una misura del rincrescimento
che il decisore prova nella scelta, dovendo sacrificare le altre alternative;
• Tanto più basso è il suo valore, tanto più l’alternativa è soddisfacente.
COME SI CALCOLA:
• Anche qui, per ogni alternativa, si calcola preliminarmente la matrice iniziale
degli indici semplici, in cui le alternative sono confrontate a a coppie;
• Gli indici semplici di discordanza di un’alternativa vs. un’altra si ottengono
individuando, nell’ambito dei diversi attributi, la differenza negativa più elevata
tra gli indici di valutazione della prima rispetto alla seconda,;
• gli indici semplici costituiscono il corpo centrale della matrice generale, che
riporta i rapporti tra gli indici semplici e le maggiori differenze in senso
assoluto tra le due alternative;
• L’indice generale di discordanza di ciascuna alternativa è dato dalla differenza
tra somma dei punteggi di riga e quella dei punteggi di colonna.
MATRICI DI DISCORDANZA NELL’ESEMPIO
INDICI GENERALI
INDICI SEMPLICI
indicatori non pesati PESI m_d_p m_d_p m_d_p m_d_p m_d_p m_d_p
ALT 0 ALT1 ALT2 zero / uno zero / due uno / due uno / zero due/ uno due/ zero
0 0 0 0,30 0,20 0,30 0,90 0,30 0,60
INDICATORI
acqua 1,00 0,90 0,60 1,00 0,00 0,00 0,00 -0,10 -0,30 -0,40
aria 1,00 0,10 0,40 1,00 0,00 0,00 -0,30 -0,90 0,00 -0,60
reddito 0,60 0,90 0,80 1,00 -0,30 -0,20 0,00 0,00 -0,10 0,00
ALT 0 ALT 1 ALT 2 somma
ALT 0 --- 0,33 0,33 0,67
ALT 1 1,00 --- 1,00 2,00
ALT 2 1,00 1,00 --- 2,00
somma 2,00 1,33 1,33
ORDINAMENTO IN BASE
ALL’INDICE DI DISCORDANZA
NELL’ESEMPIO
Ordinamento: 0, poi 1 e 2 (parità)
ALT0: 0,67 - 2 = - 1,33
ALT1: 2 - 1,33 = 0,67
ALT2: 2 - 1,33 = 0,67
ALT 0 ALT1 ALT2
-1,33 0,67 0,67
ANALISI DELLA SENSITIVITA’
DEI RISULTATI
• verifica la variazione del giudizio di fattibilità,
in relazione al mutare degli eventi incerti
• si realizza ripetendo più volte la valutazione
con modifiche progressive delle variabili
aleatorie (analisi di scenario, caso
peggiore/migliore, ecc.)
• fornisce valori di soglia di tali eventi, oltre i
quali viene meno la fattibilità
VARIABILI PIÙ IMPIEGATE NELLE
ANALISI DI SENSITIVITA’
• misurazione degli impatti
• funzioni di conversione
• pesi
SENSITIVITA’ DEI RISULTATI AL
VARIARE DEI PESI
si stabilisce entro quali livelli di
variazione dei pesi l’ordinamento
delle alternative rimane stabile
l’intervallo di variazione è valido solo
per modifiche di un solo peso alla
volta (ceteris paribus)
SENSITIVITA’ SUI PESI NELL’ESEMPIO
F A T T O R E alt. 0 alt. 1 alt. 2 pesi alt. 0 alt. 1 alt. 2
acqua 1,00 0,90 0,60 0,200 0,20 0,18 0,12
aria 1,00 0,10 0,40 0,200 0,20 0,02 0,08
economia locale 0,60 0,90 0,80 0,600 0,36 0,54 0,48
SOMMA PESATA 0,760 0,740 0,680
F A T T O R E alt. 0 alt. 1 alt. 2 pesi alt. 0 alt. 1 alt. 2
acqua 1,00 0,90 0,60 0,185 0,19 0,17 0,11
aria 1,00 0,10 0,40 0,185 0,19 0,02 0,07
economia locale 0,60 0,90 0,80 0,630 0,38 0,57 0,50
SOMMA PESATA 0,748 0,752 0,689
l’ordinamento passa da 0, 1, 2 a 1, 0, 2
aumentando di poco (+3%) il peso del reddito
SOCIALIZZAZIONE E MITIGAZIONE
I risultati delle elaborazioni, comprensivi
delle analisi di sensitività, devono servire:
ad alimentare un processo di negoziazione
tra le parti sociali coinvolte, per stabilire
decisioni condivise
misure di compensazione
ad individuare adeguate misure di
mitigazione degli impatti più pericolosi
per questo, occorre preparare tale
procedimento con specifici incontri
pubblici