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