Investigating textile waste management to support decision-making in the context of Lombardy region with Material Flow Analysis and Life Cycle Thinking

This thesis investigates how analytical tools, specifically Material Flow Analysis (MFA) and Life Cycle Assessment (LCA), can support textile waste (TW) management and decision-making at a regional scale. Driven by the growing global demand for textile fibres and new European Union policies, such as the mandatory separate collection and the establishment of Extended Producer Responsibility (EPR) schemes for textiles, this research focuses on the Lombardy region in Italy as a case study. The research is structured into four main phases. First, a systematic review of LCA applications to textile reuse, recycling, and circular practices was conducted to identify key variables and research gaps in current waste management strategies. Then, an MFA was developed for pre-consumer TW, post-consumer TW, and TW from waste treatment facilities in Lombardy, with the collection and processing of primary data about waste flows, with the purpose to assess the self-sufficiency in TW management. In addition, statistical evaluations of municipal solid waste data were used to identify trends in TW separate collection in the municipalities of the region. In the third stage, MFA and LCA were combined to support the development of an integrated TW management system. First, the composition of post-consumer TW was estimated using national production and trade data. Then, the potential environmental impacts of six management scenarios were evaluated, exploring the effects of export bans on second-hand textiles, the transition to renewable electricity mixes, and the implementation of more advanced sorting and recycling technologies. The study also introduces a "Material Recovery Score" to represent the amount of recovered materials considering also the compliance with the waste hierarchy and the quality of recovered materials. Trade-offs between material recovery and potential environmental impacts were shown. As a last step, a Life Cycle Costing (LCC) analysis of TW collection and sorting was performed to quantify the costs and the revenues of these activities. The analysis identified the net costs of collection and sorting to be covered by producers once the EPR framework is implemented. As output of the present thesis, recommendations to regional decision-makers have been provided for the improvement of the TW management system. Overall, this dissertation provides a systemic overview of TW management in Lombardy, offering a robust methodological framework to guide policymakers and stakeholders toward a more sustainable and circular textile economy.

Questa tesi analizza come gli strumenti analitici, nello specifico Material Flow Analysis (MFA) e Life Cycle Assessment (LCA), possano supportare la gestione dei rifiuti tessili e i processi decisionali su questo flusso di rifiuti su scala regionale. Spinta dalla crescente domanda globale di fibre tessili e dalle nuove politiche dell'Unione Europea sulla gestione dei rifiuti tessili, come l'obbligo di raccolta differenziata obbligatoria e l'istituzione del regime di Responsabilità Estesa del Produttore (EPR) per i prodotti tessili, questa ricerca si concentra sulla regione Lombardia, in Italia, come caso di studio. La ricerca è strutturata in quattro fasi principali. Nella prima parte è stata condotta una revisione sistematica delle applicazioni LCA al riutilizzo, al riciclo e alle pratiche circolari dei prodotti tessili, al fine di identificare le variabili chiave e le lacune della ricerca nelle attuali strategie di gestione dei rifiuti. Successivamente è stata sviluppata una MFA per i rifiuti tessili pre-consumo, post-consumo e per quelli provenienti dagli impianti di trattamento dei rifiuti in Lombardia, raccogliendo ed elaborando dati primari sui flussi di rifiuti con l'obiettivo di valutare l'autosufficienza reginale nella gestione degli stessi. Inoltre, sono state utilizzate valutazioni statistiche dei dati sui rifiuti solidi urbani per identificare le tendenze della raccolta differenziata dei rifiuti tessili nei comuni della regione. Nella terza fase, MFA e LCA sono state combinate per supportare lo sviluppo di un sistema integrato di gestione dei rifiuti tessili. Inizialmente, la composizione dei rifiuti tessili post-consumo è stata stimata utilizzando i dati di produzione e commercio nazionali. Successivamente, sono stati valutati i potenziali impatti ambientali di sei scenari di gestione, esplorando gli effetti di eventuali divieti di esportazione di tessuti usati, della transizione verso mix elettrici rinnovabili e dell'implementazione di tecnologie di selezione e riciclo più avanzate. Lo studio introduce anche un "Material Recovery Score" per rappresentare la quantità di materiali recuperati, considerando anche il rispetto della gerarchia dei rifiuti e la qualità dei materiali stessi. Sono stati così evidenziati i trade-off tra il recupero dei materiali e i potenziali impatti ambientali. Infine, è stata eseguita un'analisi di Life Cycle Costing (LCC) della raccolta e della selezione dei rifiuti tessili per quantificare i costi e i ricavi di queste attività. L'analisi ha identificato i costi netti di raccolta e selezione che dovranno essere coperti dai produttori una volta implementato il quadro normativo EPR. Come risultato della presente tesi, sono state fornite raccomandazioni ai decisori politici regionali per il miglioramento del sistema di gestione dei rifiuti tessili. Nel complesso, questa dissertazione offre una panoramica sistemica della gestione dei rifiuti tessili in Lombardia, fornendo un solido quadro metodologico per guidare i decisori politici e gli stakeholder verso un'economia tessile più sostenibile e circolare.