Development of an innovative integrated tool for the assessment of environmental impacts and resource criticality using LCA and ESSENZ-based methods

The ecological and energy transition, alongside increasing geopolitical instability, presents companies with a dual sustainability challenge aligned with the principle of double materiality. This involves not only reducing the environmental impacts of products (inside-out) but also managing risks related to critical raw materials (outside-in). Scientific literature indicates that environmental impact assessments and resource criticality evaluations are often conducted separately, limiting integrated and forward-looking decision-making. This thesis develops and validates an integrated framework that combines Life Cycle Assessment (LCA) and resource criticality assessment into a unified model, operationalized through a practical Excel-based decision-support tool. This tool enables companies to jointly evaluate environmental performance and material dependency risks across their product portfolio. Adopting a design science approach, the research focuses on the structured development and validation of a tool to address a concrete managerial problem. Developed for ICC – Italian Cable Company S.p.A., a leading cable manufacturer, the framework was applied to an exemplary cable product. It integrates a “cradle-to-grave” LCA module, compliant with ISO 14040/44 standards, with a Resource Criticality module based on ESSENZ+ and CS-ESSENZ methodologies. The developed framework and decision-support tool transform sustainability from a compliance-driven requirement into a strategic lever. The LCA module supports the structured preparation of Environmental Product Declarations (EPDs), increasingly required in public tenders and by sustainability-oriented customers, while the criticality module enhances awareness of supply chain vulnerabilities. By integrating these dimensions, the tool strengthens market positioning, supports competitive tender participation, and fosters long-term resilience in resource-constrained and volatile markets. Its transferability highlights its potential value across other material-intensive industrial sectors.

La transizione ecologica ed energetica, insieme alla crescente instabilità geopolitica, pone le imprese di fronte a una duplice sfida di sostenibilità in linea con il principio della doppia materialità. Ciò comporta non solo la riduzione degli impatti ambientali dei prodotti (prospettiva inside-out), ma anche la gestione dei rischi legati alle materie prime critiche (prospettiva outside-in). La letteratura scientifica indica che le valutazioni degli impatti ambientali e le analisi di criticità delle risorse sono spesso condotte separatamente, limitando un processo decisionale integrato e orientato al futuro. La presente tesi sviluppa e valida un framework integrato che combina la Life Cycle Assessment (LCA) e la valutazione della criticità delle risorse in un modello unificato, operazionalizzato attraverso uno strumento pratico di supporto alle decisioni basato su Excel. Tale strumento consente alle imprese di valutare congiuntamente le performance ambientali e i rischi di dipendenza dai materiali lungo il proprio portafoglio di prodotti. Adottando un approccio di design science, la ricerca si concentra sullo sviluppo e sulla validazione strutturata di uno strumento volto ad affrontare un problema manageriale concreto. Sviluppato per ICC – Italian Cable Company S.p.A., azienda leader nella produzione di cavi, il framework è stato applicato a un prodotto esemplificativo appartenente alla gamma aziendale. Esso integra un modulo LCA dalla “culla alla tomba”, conforme agli standard ISO 14040/44, con un modulo di Resource Criticality basato sulle metodologie ESSENZ+ e CS-ESSENZ. Il framework e lo strumento di supporto alle decisioni sviluppati trasformano la sostenibilità da requisito orientato alla conformità normativa a leva strategica. Il modulo LCA supporta la preparazione strutturata delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPDs), sempre più richieste nei bandi pubblici e dai clienti orientati alla sostenibilità, mentre il modulo di criticità rafforza la consapevolezza delle vulnerabilità della catena di approvvigionamento. Integrando queste dimensioni, lo strumento rafforza il posizionamento di mercato, supporta la partecipazione competitiva ai tender e favorisce la resilienza di lungo periodo in mercati caratterizzati da vincoli di risorse e volatilità. La sua trasferibilità evidenzia il potenziale valore anche in altri settori industriali ad alta intensità di materiali.