Rifiuti e sostenibilità
Un po' di chiarezza su ciclo e
riciclo dei rifiuti, sulle discariche e sugli
inceneritori/termovalorizzatori
Prof. Francesco Giusiano
Docente Corso di Laurea Scienze e Tecnologie Ambientali
per il
Territorio ed il Sistema Produttivo
Coordinatore Sustainability
Università di Parma
20 luglio 2006
I: PREMESSA
Parlando di rifiuti è bene ricordare anzitutto che nella natura
non soggetta all'influenza dell'uomo i rifiuti (tranne rare eccezioni)
proprio non esistono: le deiezioni animali vengono rapidamente
metabolizzate, le piante e gli animali quando muoiono si decompongono
più o meno rapidamente e le loro molecole diventano disponibili
per rientrare nei cicli produttivi naturali.
Ci sono alcune eccezioni.
In una zona molto arida del Cile, le deiezioni di uccelli si sono
accumulate nel corso dei secoli a costituire il "guano", che per molto
tempo è stato un concime importante a livello mondiale.
I combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) sono il
risultato dei processi avvenuti quando grandissime quantità di
vegetali sono state sotterrate da enormi movimenti tellurici e quindi
sottratte alla demolizione normale, in presenza di aria. Isolate
dall'ossigeno e sottoposte a pressioni e temperature elevate, queste
biomasse vegetali si sono trasformate, nel corso di molti milioni di
anni, nei combustibili fossili che noi ora stiamo bruciando
allegramente in pochi secoli, senza preoccuparci delle conseguenze.
Ma le eccezioni com'è noto confermano la regola, e questa
è che in natura tutto viene rimesso in circolo. A mio parere un
processo di gestione dei rifiuti è tanto più sostenibile
quanto più si avvicina a questa condizione di chiusura del
ciclo.
In base a questa premessa, e ricordando anche il cosiddetto
"principio 0" dell'ecologia (enunciato per la prima volta da Barry
Commoner, ma già ben noto alla saggezza popolare) in base al
quale "Ogni cosa va a finire da qualche parte", penso che si possano
elencare alcune semplici "linee guida" per gestire il problema dei
rifiuti.
II: LINEE GUIDA
II.A: Bisogna produrre meno rifiuti possibile
Detta così può sembrare una banalità, del tipo
delle esortazioni che si fanno ai bambini a non buttare in terra la
carta della caramella. In realtà il problema è
estremamente serio. Quando si decide di passare dalla vendita di una
bevanda in bottiglia di vetro "a rendere" alla vendita in "vuoto a
perdere" (bottiglia di plastica, lattina di acciaio o alluminio,
contenitore tipo "tetrapack", ...) si crea automaticamente una
quantità enorme di rifiuti che non esistevano prima. Lo stesso
discorso si può fare per i pannolini o pannoloni "usa e getta",
per le tovaglie e i tovaglioli di carta, per le stoviglie in plastica,
e per tantissimi altri esempi, tipici della nostra società
consumistica.
Ovviamente ciascuna di queste scelte ha dei vantaggi in termini di
economia e di comodità immediata per il produttore e per il
consumatore, ma le conseguenze negative ricadono poi sullo stesso
consumatore quando rimane coinvolto nella gestione dei rifiuti, e
comunque sulla collettività nel suo insieme.
La scelta di produrre meno rifiuti è una scelta del singolo che
decide per un comportamento invece di un altro, ma è soprattutto
una scelta di "modello di sviluppo". Sappiamo tutti che il nostro
modello è intrinsecamente quello dell'"usa e getta", ma dobbiamo
sapere che questo modello molto comodo ha degli svantaggi
ineliminabili. Si tratta quindi di fare delle scelte, e queste non
risultano per niente facili, soprattutto quando si tratta di invertire
tendenze consolidate, e magari anche considerate come indicatori di
benessere (più si è ricchi, più rifiuti si
producono).
II.B: Bisogna riciclare tutto il possibile
Anche l'oggetto utilizzato con più attenzione, tenuto efficiente
per parecchi anni, riparato finchè è tecnicamente
possibile, a un certo punto non soddisfa più l'esigenza per cui
era stato costruito e quindi diventa un rifiuto di cui bisogna
liberarsi.
Inoltre ci sono molti oggetti di uso comune che diventano
rifiuti in tempi brevi o brevissimi: un calendario diventa rifiuto dopo
un anno, una rivista mensile dopo qualche mese, un quotidiano dopo un
giorno; e in questo caso non si tratta di consumismo, gli oggetti
diventano per forza dei rifiuti perché non possono più
essere usati per lo scopo iniziale.
A questo punto inizia il problema del riciclaggio: non si può
più usare l'oggetto, ma si può cercare di riutilizzare il
materiale di cui è fatto, immettendolo di nuovo nel ciclo
produttivo.
Qui è necessaria una distinzione:
il ciclo produttivo può essere
un ciclo non naturale:
per esempio posso recuperare la carta del
giornale o della rivista per produrre altri oggetti di carta, i metalli
per produrre altri oggetti metallici, e così via.Ovviamente
bisogna cercare di riciclare ogni materiale il maggior numero di volte
possibile, ma non tutti i materiali sono riciclabili allo stesso
modo:il vetro si presta molto bene, la carta e la plastica meno; oppure
il ciclo produttivo può essere un ciclo naturale e allora la
materia di cui è fatto il rifiuto deve essere portata ad una
situazione in cui può essere immessa in aria, in acqua o nel
suolo e da lì essere prelevata: per esempio posso recuperare la
frazione "putrescibile", fare del compost e spargerlo sul suolo
agricolo, in modo che venga usato per la crescita dei vegetali; posso
bruciare dei rottami di legno, e in questo caso il carbonio e l'
idrogeno, combinandosi con l'ossigeno, formano rispettivamente anidride
carbonica e vapore d'acqua che rientrano in atmosfera, a disposizione
per la crescita di nuove piante.
II.B.1: Riciclare "a monte"
Il riciclaggio si basa ovviamente sulla
possibilità di separare
le varie frazioni che costituiscono i rifiuti: il valore merceologico
delle frazioni separate dipende da quanto questa separazione è
spinta, e qui il problema diventa veramente complicato.
Intanto in
fase di progettazione e costruzione degli oggetti d'uso non ci si
preoccupa quasi mai di rendereli facilmente riciclabili. Gli esempi
sono innumerevoli, e sotto gli occhi di chiunque voglia rifletterci un
momento; ne richiamo soltanto un paio.
- Il primo esempio riguarda la carta,
in particolare la carta stampata.
Molti oggetti di carta e cartone hanno una componente di plastica, che
non è strettamente necessaria né alla funzionalità
né all'estetica: penso alle copertine di agende e cataloghi, e
alle copertine e rilegature di relazioni, perché sono gli esempi
che mi cadono più spesso sott'occhio, ma ce ne sono tanti altri.
La presenza della plastica complica il processo di trattamento della
carta al momento del macero. Inoltre il processo di
"disinchiostrazione" viene complicato dal fatto che certi inchiostri
usati nella stampa sono più difficili da eliminare di altri.
Certi tipi di carta patinata, usati troppo spesso solo per "dare
nell'occhio", ma assolutamente non necessari per una buona
qualità di stampa e una buona leggibilità, sono
difficilmente riciclabili. Ciò che voglio dire è che se
non si interviene a monte, si rischia di ritrovarsi con grandi
quantità di carta raccolta in modo differenziato, che
però ha un valore merceologico molto inferiore a quello che
potrebbe avere.
- Il secondo esempio riguarda la raccolta differenziata dei contenitori
in plastica per i liquidi alimentari, in particolare le bottiglie
dell'acqua minerale. Praticamente tutte le bottiglie sono in PET
(PoliEtilene Tereftalato), ma la stragrande maggioranza ha il tappo in
un'altra plastica; questo fa sì che le bottiglie non possano,
neanche ipoteticamente, essere riciclate come plastica omogenea, da
utilizzare nuovamente nel processo di produzione di altre bottiglie di
PET, ma solo come plastica eterogenea con valore merceologico molto
più basso. In realtà non è impossibile
tecnicamente realizzare una bottiglia tutta di PET (io ne ho su uno
scaffale una realizzata da una ditta italiana di cui non faccio il nome
qui, ma che posso fornire a chi fosse interessato); oltre ad essere
monocomponente è anche pensata per impilamento facilitato, ma
costa qualcosina di più: si tratta di un altro caso in cui un
vantaggio per il produttore (e in parte per il consumatore) si traduce
in svantaggio per la collettività.
II.B.2: Riciclare "a valle"
Oltre allo sforzo "a monte" è
ovviamente richiesto anche un
grosso sforzo "a valle", cioè nella gestione del processo di
raccolta differenziata vera e propria, perché si riesca ad
ottenere delle frazioni separate in modo accettabile.
E per la buona
riuscita di questo processo non è sufficiente mettere in pista
un "hardware" di prima scelta, costituito da mezzi e personale per la
raccolta effettiva. E' altrettanto importante il "software", sia quello
gestionale che consiste nell'organizzazione dei percorsi, degli orari e
dei metodi (in una parola dell'intero processo di raccolta
differenziata), sia quello interattivo che consiste nel coinvolgere gli
utenti, spiegando e motivando le ragioni e le modalità, e
ascoltando lamentele, richieste, suggerimenti.
Credo che non si valuti mai abbastanza l'importanza di una corretta
informazione e motivazione fornita agli utenti, e provo a spiegare il
mio pensiero con un esempio, considerando la raccolta separata della
frazione putrescibile dei rifiuti solidi urbani (il cosiddetto
"umido").
Nella maggior parte dei casi questa frazione, raccolta
separatamente, viene avviata al compostaggio. Ma le modalità di
gestione della raccolta differenziata influenzano pesantemente il
risultato finale: perché il compost possa essere qualificato
come ammendante ed avere un mercato, deve soddisfare certi requisiti di
qualità, ed è chiaro che la presenza di materiali non
adatti, come la plastica non biodegradabile dei sacchi in cui si
può raccogliere l'umido, non consente di raggiungere i
requisiti.
Allora alcune aziende realizzano già la raccolta con
i sacchetti di "mater-bi", plastica biodegradabile e compatibile con il
raggiungimento dei requisiti di qualità. Però, a parte il
prezzo elevato, i sacchetti di mater-bi sono molto meno resistenti di
quelli convenzionali e si rompono facilmente, soprattutto se il loro
contenuto è caldo.
Diventa quindi fondamentale impiegare tempo
e fatica per spiegare a tutti gli utenti le precauzioni da prendere,
altrimenti quando si rompe il terzo sacchetto anche chi era partito
pieno di buona volontà manda al diavolo il mater-bi e rimette il
suo umido nei sacchetti normali! E la conseguenza può essere che
il compost al meglio va bene come ricopertura di cave e discariche, e
al peggio finisce direttamente in discarica come rifiuto non più
ricuperabile.
II.B.3: Cosa fare con quello che rimane?
La citazione della discarica mi porta a
dire che anche dopo il miglior
processo ipotizzabile di raccolta differenziata, rimane una frazione
residua, non più recuperabile come materia prima secondaria, che
va comunque "smaltita". Se prendiamo in considerazione i rifiuti solidi
urbani, ipotizzando che la raccolta differenziata abbia separato
anzitutto secco e umido, e che della frazione secca si sia separato al
meglio tutto il riciclabile (vetro, carta, metalli e plastica), quello
che rimane è comunque un materiale il più possibile privo
di componenti putrescibili e costituto da "cartaccia", "legnaccio",
stoffaccia", "plasticaccia", e qualche altro "accio".
A questo punto può intervenire quello che in gergo si chiama
"trattamento meccanico biologico", e che in definitiva è un
processo che mira ad ottenere un residuo il più possibile privo
di componenti putrescibili. Questo processo è tanto meno
necessario quanto più accurata è stata la separazione
secco-umido precedente.
Ora siamo veramente all'ultimo stadio, che non è eliminabile:
neanche con il miglior processo di raccolta differenziata è
pensabile azzerare la frazione finale da smaltire, rimane sempre almeno
circa il 30% della massa iniziale dei rifiuti, per cui vale l'ultima
regola, enunciata di seguito al punto II.C.
II.C: SMALTIRE MASSIMIZZANDO IL
RAPPORTO BENEFICI/COSTI
A scanso di equivoci, chiarisco subito che parlando di benefici e di
costi mi metto da un punto di vista ambientale complessivo, e non da un
punto di vista economico e finanziario, per cui non avrei neanche la
competenza. è ovvio che alla fine qualunque processo deve essere
sostenibile anche dal punto di vista economico, cioè non deve
costare troppo; ma in prima battuta è bene secondo me ragionare
nel modo più generale possibile.
Lo smaltimento può
avvenire soltanto in due modi, indicati ai punti II.C.1 e II.C.2.
II.C.1: La "discarica controllata"
Il primo tipo di smaltimento consiste
nel mantenere i rifiuti,
così come sono, il più possibile separati dall'ambiente
circostante. Questo si ottiene tipicamente interrandoli in una
cosiddetta "discarica controllata", cioè in una buca più
o meno grande ricavata nel terreno. La problematica legata alla
realizzazione e alla gestione delle discariche è vastissima e
anche molto complicata.
Ovviamente molte discariche, anche senza
pensare a quelle illegali, sono controllate soltanto nominalmente,
perché realizzate prima che la questione venisse affrontata con
le conoscenze necessarie, e riempite con materiale indifferenziato,
senza nessun trattamento preliminare di separazione. In questo caso ci
sono problemi gravi di formazione di biogas (per fermentazione in
assenza di ossigeno della frazione putrescibile) e di percolato liquido
(per azione di lavaggio e di lisciviazione da parte delle acque
meteoriche).
Il biogas (miscela di metano e anidride carbonica), oltre ad essere un
potente gas serra, può infiltrarsi nei pozzi circostanti, o
anche nelle cantine delle abitazioni. Come azione di risanamento, nelle
vecchie discariche si procede a inserire dei tubi per raccoglierlo.
Nelle più recenti i tubi sono stati inseriti fin dall'inizio, e
il biogas raccolto viene bruciato in torcia, o raramente usato come
combustibile per piccoli impianti di cogenerazione (in questo caso
però deve essere prima trattato e purificato).
Il percolato liquido ha soprattutto il rischio di inquinare le falde
acquifere sottostanti: per questo il fondo della buca deve essere
coperto con teli impermeabili, e deve essere previsto un sistema di
tubi per il drenaggio.
Comunque appare chiaro che alla situazione di discarica "ideale", in
cui il materiale può venire confinato senza rilasciare niente
nell'ambiente circostante, ci si può avvicinare solo agendo su
due fronti: da una parte sulla buca vera e propria (scelta del terreno,
impermeabilizzazione, condotti di drenaggio, ...) e dall'altra sul
pretrattamento del materiale con cui la buca viene riempita.
Ipotizzando di potersi avvicinare quanto si vuole a questa situazione
ideale, ovviamente pagando un prezzo in termini di serietà di
gestione del processo e quindi anche in termini di costi finanziari, il
difetto ambientale dello smaltimento in discarica è che il
materiale è "perso" definitivamente: non si può
recuperare né una parte dell'energia che è servita per
produrlo né i costituenti molecolari di cui è fatto.
II.C.2: L'"inceneritore/termovalorizzatore"
L'alternativa che permette il recupero
energetico e la rimessa in
circolo dei costituenti molecolari è invece la combustione del
rifiuto, con produzione di energia elettrica e di calore, che avviene
in un impianto indicato per lo più come "termovalorizzatore".
Al di là del nome un po' bizzarro, si tratta di una centrale
termoelettrica (vedi il nostro contributo in proposito) che usa come
combustibile la frazione dei Rifiuti Solidi Urbani (RSU) che rimane
dopo i processi di raccolta differenziata e di ulteriore trattamento
accennati in precedenza, insieme ad altri eventuali rifiuti da processi
produttivi.
Il processo di "termodistruzione" dei rifiuti in realtà è
vecchio come l'umanità, come lo è quello dello
smaltimento in discarica incontrollata. Nessuno dei due metodi creava
grossi problemi finchè le quantità erano piccole, e
praticamente tutto era biodegradabile o inerte. Si bruciavono gli
sterpi e le stoppie perché era il metodo più veloce di
disfarsene e perchè si era visto empiricamente che le ceneri
erano un buon fertilizzante, ma si bruciavano anche i vestiti dei
malati contagiosi, perché, senza sapere niente di microbi, si
era capito che funzionava meglio che non sotterrarli.
Poi abbiamo costruito gli "inceneritori", come modo per disfarci dei
rifiuti, senza ricuperare niente, e anzi creando il problema di
smaltire in discariche "più serie" le ceneri residue.
La
centrale elettrica a rifiuti (o meglio a CDR-Combustibile Da Rifiuti)
vorrebbe essere un modo più intelligente di smaltirli, usandoli
come combustibili.
Si può fare una centrale termoelettrica "convenzionale", in cui
l'unico prodotto utile è l'energia elettrica (mentre il calore
"di scarto" viene riversato nell'ambiente), oppure una centrale "a
cogenerazione", in cui si utilizza anche il calore, accettando una
certa riduzione della resa elettrica.
Dal punto di vista ambientale
è fondamentale che si sfrutti al meglio anche il calore, quindi
non si può pensare al solo teleriscaldamento invernale, ma
bisogna inventarsi anche un utilizzo per il resto dell'anno.
Durante il processo di combustione il carbonio e l'idrogeno presenti
nei rifiuti si trasformano rispettivamente in anidride carbonica (CO2)
e in acqua, e quindi rientrano nei cicli naturali.
E' chiaro
però che se brucio del legno o della carta, la CO2 che si forma
non contribuisce ad aumentare l'effetto serra naturale e quindi ad
alterare il bilancio energetico del pianeta, se brucio plastica
prodotta a partire da prodotti petroliferi invece sì.
Quindi
l'inserimento fatto per legge del combustibile da rifiuti tra le fonti
rinnovabili di energia è secondo me fuorviante, perché
una delle caratteristiche fondamentali delle fonti rinnovabili "vere"
è quella di non alterare il bilancio energetico del pianeta.
II.C.3: Inceneritore/termovalorizzatore: i prodotti di scarto
Resta da vedere se i sottoprodotti del
processo di combustione,
cioè i gas emessi al camino e le ceneri (sia quelle che
rimangono nel "focolare", sia quelle trascinate nei fumi) sono
compatibili con l'ambiente e con la salute umana.
Alcuni di questi sottoprodotti non dipendono dal tipo di combustibile;
per esempio gli ossidi di azoto si formano con qualunque combustione in
aria: essa com'è noto contiene azoto e ossigeno che ad alta
temperatura reagiscono fra di loro formando appunto gli ossidi.
Altri sottoprodotti dipendono invece dal combustibile: per esempio, se
si bruciano plastiche contenenti Cloro (come il diffusissimo PVC-Poli
Vinil Cloruro) si formano composti "organoclorurati" come la famigerata
diossina.
Recentemente si è parlato molto di un tipo di sottoprodotti che
sta un po' a metà: il fatto che si formino dipende solo dal
processo di combustione, in particolare dalla temperatura elevata. Di
cosa sono fatte, dipende invece da che cosa si brucia. Si tratta delle
"nanopolveri", costituite da "nanoparticelle" di dimensioni inferiori
al micron (milionesimo di metro), particolarmente difficili da
intercettare con i normali filtri degli impianti, e capaci di penetrare
velocemente in profondità nell'organismo umano, superando le
difese naturali che riescono a bloccare abbastanza efficacemente le
particelle più grosse.
II.C.4: Inceneritori/termovalorizzatori e nanopolveri
Io non ho competenza per parlare delle
patologie da nanopolveri; quello
che non riesco ad accettare è la descrizione (che è stata
fatta in alcuni interventi a dibattiti tenuti nella nostra
città) di una centrale a rifiuti come produttore particolarmente
importante, anzi quasi esclusivo, di nanoparticelle rispetto ad altri
impianti che comportano combustioni.
Non è vero che le centrali
termoelettriche convenzionali richiedono temperature particolarmente
elevate per un buon funzionamento: sono le centrali turbogas a ciclo
combinato che arrivano a temperature di circa 1400 gradi nella prima
turbina, per massimizzare l'efficienza elettrica.
Un'altra affermazione non necessariamente vera è quella secondo
cui le ceneri del focolare non sono riutilizzabili e devono comunque
essere smaltite in discarica come rifiuti pericolosi.
Un collega
dell'Università di Parma, il prof. Angelo Montenero, ha condotto
una sperimentazione sulle ceneri dell'impianto di Cremona, nel corso
della quale ha prodotto complessivamente circa cinque tonnellate di
vetro, in forma di sferette di diametro pari a qualche decimo di mm.
Ogni sferetta è un pezzettino di vetro, con caratteristiche
appena inferiori a quelle di un vetro borosilicato (come il "Pyrex"),
inerte ed utilizzabile vantaggiosamente come materia prima secondaria
in vari processi produttivi.
Attualmente sta provando a vetrificare
anche le "polveri volanti" raccolte nei filtri, ma la sperimentazione
è appena avviata, e resa difficile dalla scarsa
riproducibilità delle caratteristiche fra un campione e l'altro.
III: CONCLUSIONI
In definitiva, secondo me il termovalorizzatore (T.V.) può
servire a chiudere il ciclo dei rifiuti in modo più completo che
non la discarica, ma ci sono dei grossi paletti da mettere
perché il processo sia completamente accettabile, sia dal punto
di vista ambientale globale che dal punto di vista dell'inquinamento
localizzato:
La problematica delle nanopolveri va approfondita dal punto di vista
scientifico: se veramente si arrivasse alla conclusione che i processi
di combustione usati nei T.V. sono emettitori incontrollabili di
nanopolveri pericolose, bisognerebbe rinunciare a costruirli.
Comunque, indipendentemente dalla soluzione finale di smaltimento,
bisogna intervenire nella parte "a monte" del ciclo dei prodotti e dei
rifiuti, molto più pesantemente di quanto si sta facendo. Per
esempio perché non si prende in considerazione l'idea di
eliminare gradualmente le plastiche clorurate, cominciando dal PVC? In
fin dei conti, si sono vietati i CFC per cercare di risolvere il
problema del "buco" nello strato di ozono stratosferico, e tutto il
comparto della refrigerazione sta andando avanti lo stesso. E' chiaro
che il PVC costa poco rispetto ad altre plastiche e proprio per questo
è diffusissimo, ma pone moltissimi problemi sia in fase di
produzione (il CVM-Cloruro di Vinile Monomero è tossico e
cancerogeno) sia in fase di smaltimento (per ridurre al minimo la
produzione di diossina bisogna tenere più alta del necessario la
temperatura di combustione), per cui alla fine il bilancio complessivo
della sostituzione potrebbe essere positivo.
Allo stesso modo bisogna insistere sul perfezionamento delle raccolte
differenziate, perche portino a recuperi merceologicamente
significativi, anche se questo riduce la quantità di CDR
disponibile, perché è verissimo che l'uso energetico di
una parte dei rifiuti non può assolutamente diventare un
incentivo a produrne di più. Tra l'altro ci sono alcune tipi di
rifiuti (come gli ospedalieri) che possono ragionevolmente essere solo
termodistrutti e non messi in discarica. In poche parole raccolta
differenziata e termodistruzione sono processi che devono avvenire "in
serie" e non "in parallelo"!
E infine, ultimo per elencazione ma non per importanza, è
assolutamente necessario che fra gli utenti, i gestori e gli
amministratori pubblici venga costruito un rapporto di fiducia: in
assenza di questo ci si può solo contrapporre su base spesso
poco razionale e non si va da nessuna parte. Mentre i nostri rifiuti
devono andare a finire da qualche parte!
Francesco
Giusiano