Due dottorati di ricerca appena conclusi!

I giorni 22 e 28 ottobre 2021, Giovanni Dolci e Stefano Puricelli hanno discusso le rispettive tesi di dottorato.


Il primo dottorato ha previsto la valutazione di come l’intera filiera di trattamento del rifiuto alimentare domestico sia influenzata dalla tipologia di sacchetto utilizzato per la raccolta. Gli attuali sistemi si basano principalmente sull’utilizzo di sacchetti in bioplastica. Anche se meno diffusa, esiste una tipologia alternativa di sacchetto in carta riciclata appositamente studiata per la raccolta del rifiuto alimentare.

In primo luogo, è stata analizzata la fase di stoccaggio domestico del rifiuto. Successivamente è stata considerata la fase di trattamento del rifiuto effettuando, presso la Fabbrica della Bioenergia del Politecnico di Milano, test di biometanazione (BMP) sui sacchetti per caratterizzarne il comportamento in condizioni anaerobiche. Per meglio simulare le reali condizioni di funzionamento dei digestori a scala reale, i sacchetti sono stati inoltre sottoposti a prove di co-digestione in semi-continuo con il rifiuto alimentare. Infine, sono state valutate le prestazioni ambientali dell’intera filiera di gestione del rifiuto alimentare tramite un’analisi del ciclo di vita (LCA), confrontando due sistemi in cui i sacchetti per la raccolta sono rispettivamente in bioplastica e in carta.

I risultati dell’intero studio mostrano, per tutte le fasi della filiera analizzate, un’influenza positiva associata all’utilizzo dei sacchetti in carta in luogo di quelli in bioplastica. In primo luogo, i sacchetti in carta garantiscono una maggiore perdita di peso durante la fase di stoccaggio domestico del rifiuto, con un minore rilascio di odori e percolato. I test BMP in condizioni mesofile e le prove di co-digestione in semi-continuo hanno evidenziato una degradabilità anaerobica dei sacchetti in bioplastica estremamente scarsa. Al contrario, il sacchetto in carta ha un’elevata compatibilità con il processo di digestione anaerobica. Infine, la LCA comparativa ha evidenziato una generale riduzione dei potenziali impatti ambientali con l’utilizzo di sacchetti in carta riciclata in luogo dei sacchetti di bioplastica; si è osservato tuttavia che la scelta dell’approccio metodologico ha un’influenza importante sui risultati.

Per approfondimenti sono disponibili tre pubblicazioni relative allo studio.

Dolci G., Catenacci A., Malpei F., Grosso M. 2021. Effect of paper vs. bioplastic bags on food waste collection and processing. Waste and biomass valorization, 12, 6293-6307.

Venturelli V., Dolci G., Catenacci A., Malpei F., Grosso M. 2021. Analisi sperimentale sulla degradazione anaerobica di sacchetti in carta o in bioplastica per la raccolta del rifiuto alimentare. Ingegneria dell’Ambiente, Vol. 8, n.3/2021.

Dolci G., Rigamonti L., Grosso M. 2021. Influence of the type of collection bag on the food waste treatment chain: a life cycle assessment. Waste Management & Research, 39 (10), 1317-1327.


Il secondo dottorato, cofinanziato da PoliMi e Innovhub-SSI, nonché congiunto con la VUB di Bruxelles, ha confrontato gli impatti ambientali di un’automobile alimentata con quattro miscele di benzina e combustibili rinnovabili. Le miscele, provate su un’automobile sia in laboratorio che in strada, sono state formulate in modo da essere già utilizzabili dall’attuale flotta circolante. I combustibili analizzati, prodotti da diverse biomasse, sono stati bioetanolo, bionafta, bio-ETBE, e metanolo (modellizzato nell’LCA come biometanolo ed e-metanolo). L’automobile tradizionale è stata anche posta a confronto con un’automobile elettrica. Eccetto per bioetanolo e bio-ETBE da grano, tutti i combustibili rinnovabili miscelati permettono una riduzione, seppur modesta, dell’impatto sul cambiamento climatico (da 0,8% a 10,2%), a confronto con l’auto a benzina. La bionafta ha contribuito al miglior risultato (-10,2%), ma gli effetti da cambiamento di destinazione d’uso dei terreni (land-use change) connessi all’olio di palma utilizzato per la sua produzione devono essere evitati, in quanto potrebbero annullare i benefici. L’automobile elettrica permette potenzialmente di ridurre del 41% le emissioni di gas serra rispetto all’auto a benzina. Sebbene l’uso di miscele parzialmente rinnovabili e l’uso di elettricità riducano gli impatti di cambiamento climatico e uso di risorse fossili, per le altre 14 categorie di impatto il quadro è più vario.

Di seguito, è possibile scaricare la tesi di dottorato e la relativa presentazione:


Miscele di benzina contenenti combustibili rinnovabili: effetti sulle emissioni di un’auto GDI Euro 6d-TEMP

Sono stati pubblicati sulla rivista Fuel i risultati di una sperimentazione svolta in collaborazione con Innovhub SSI ed Eni S.p.A. Quattro innovative miscele di benzina sono state testate su di un’automobile GDI Euro6d-TEMP, in accordo con le recenti procedure di omologazione in laboratorio (WLTP, Worldwide harmonised Light vehicles Test Procedure) e in strada (RDE, Real Driving Emissions). La composizione delle miscele è stata pressoché la seguente:

  • Miscela A: miscela assimilabile a una benzina commerciale, contenente 4% di bio-ETBE (ethyl tert-butyl ether)-
  • Miscela B: benzina miscelata con 8% di bioetanolo e 7% di bionafta.
  • Miscela C: benzina miscelata con 22% di bio-ETBE.
  • Miscela D: benzina miscelata con 5% di bioetanolo e 3% di metanolo.

Il fine della sperimentazione è stato la verifica della conformità dell’uso di tali miscele allo standard Euro 6, nonché il confronto fra le tre miscele innovative e la Miscela A di riferimento. L’analisi ha incluso gli inquinanti regolamentati, i gas serra, e una vasta gamma di inquinanti non regolamentati. Nessuna delle miscele ha mostrato alcuna criticità rispetto agli standard, sia in laboratorio che su strada.

Rispetto ai valori misurati in laboratorio, i test su strada sono risultati in un aumento di ossidi di azoto, CO2, e consumo di carburante, e in una diminuzione di monossido di carbonio, idrocarburi incombusti, metano e numero di particelle. Le differenze fra miscele osservate in laboratorio non sono state confermate da quelle osservate su strada, a causa della differente metodologia e dell’intrinseca non ripetibilità dei test RDE su strada. In aggiunta, è stato dimostrato come i dati di emissione risultanti dal processamento dei dati secondo normativa possano differire significativamente dai dati di emissione misurati direttamente allo scarico.

Per ulteriori dettagli e approfondimenti sui risultati dello studio, si rimanda all’articolo, disponibile gratuitamente per 50 giorni al seguente link.

Veicolo equipaggiato con la strumentazione PEMS (Portable Emissions Measurement System) necessaria per le prove su strada.

Una review sui biocombustibili per autotrazione in Europa

Sulla rivista Renewable and Suistainable Energy Reviews è stata recentemente pubblicata una corposa analisi di letteratura riguardante i biocombustibili per automobili e veicoli commerciali leggeri in Europa. Questi due segmenti, unitamente, causano il 53% delle emissioni di gas serra dai trasporti in Europa. L’articolo, frutto dello sforzo congiunto di Politecnico di Milano, Innovhub SSI, e Vrije Universiteit Brussel, presenta una panoramica su produzione, uso, legislazione e studi LCA riguardanti i biocombustibili. Le conclusioni dello studio, in breve, sono le seguenti:

  • I biocombustibili più utilizzati nel trasporto su strada in Europa sono attualmente biodiesel, bioetanolo e HVO (hydrotreated vegetable oil). Esiste una grande varietà di tecnologie produttive che consente di convertire praticamente qualsiasi tipo di biomassa in biocombustibile.
  • La legislazione europea sta incrementando gli obbiettivi di riduzione delle emissioni da produzione e uso dei biocombustibili. Nel 2017 i biocombustibili costituivano il 4,5% dell’energia consumata dal trasporto su strada e dalle macchine mobili non stradali.
  • Sono stati analizzati 86 studi LCA, prestando attenzione sia alle scelte metodologiche che ai risultati quantitativi. In media, l’uso dei biocombustibili può ridurre le emissioni well-to-wheels di gas serra rispetto a diesel e benzina. Tuttavia il reale vantaggio ambientale di alcuni biocombustibili è incerto, a causa degli effetti di cambiamento di destinazione d’uso del suolo, che sono raramente analizzati dagli studi LCA.
  • Analizzando i risultati relativi alle altre categorie di impatto ambientale, l’uso dei biocombustibili generalmente causa maggiori impatti ambientali rispetto a benzina e diesel.
  • I biocombustibili possono essere una promettente alternativa ai combustibili fossili, ma solo se prodotti da materie prime che non causano effetti dannosi da cambiamento d’uso del suolo.

L’articolo è disponibile gratuitamente per 50 giorni al seguente link.


Emissioni well-to-wheels di gas serra (g CO2eq/km) raggruppate per tipo di biocombustibile (puro o miscelato). S = numero di studi; n = numero di risultati; Bio-H2 = bio-idrogeno; Bio-SNG = bio-synthetic natural gas; DME = etere dimetilico; ETBE = etil-t-butil etere; EXY = XY% di bioetanolo + (100-XY)% di benzina; BXY = XY% di FAME + (100-XY)% di diesel; FTD = Fischer-Tropsch diesel; HVO = hydrotreated vegetable oil.

Convegno MatER 2021: la call for abstracts è aperta!

Siamo lieti di annunciare la Quinta edizione del Convegno MatER, dal titolo “Recovery & Final Sinks for an Effective Waste Management”, che si terrà dal 7 al 9 giugno 2021 presso il campus di Piacenza del Politecnico di Milano. Il convegno si terrà in concomitenza con il “6° Convegno Internazionale sui Final Sinks”.

Locandina Convegno MatER 2021

Il Convegno vuole essere un’occasione di aggiornamento sulle ultime tendenze rispetto al mondo dei rifiuti, sia per quanto riguarda gli aspetti strategici e normativi, che per quelli tecnologico-scientifici. La call for abstracts è indirizzata sia a contributi scientifici propri del mondo accademico e della ricerca che a contributi tecnici più di carattere industriale per gli operatori del settore. Le presentazioni orali e i poster verteranno su 6 argomenti principali: material recovery; innovative technologies; biowaste residual valorization; environmental sustainability; energy recovery; final sinks.

Per tutte le informazioni e per partecipare alla call, visitate la pagina del sito MatER dedicata al convegno: http://www.mater.polimi.it/mater-final-sinks-meeting-2021-home/

Corso “Sustainability assessments for the low-carbon economy”

Dal 10 al 12 settembre, ad Anversa, si è tenuta la seconda edizione del corso per giovani ricercatori dal titolo “Sustainability assessments for the low-carbon economy” il cui fine era quello di approfondire i metodi di valutazione degli effetti ambientali, economici e sociali di azioni intraprese a livello industriale e politico. Elisabetta Brivio e Stefano Puricelli sono stati selezionati come partecipanti. Il corso prevedeva al mattino lezioni tenute da professori esperti nel settore e al pomeriggio presentazioni da parte dei partecipanti del corso.

File:University of Antwerp Hof van Liere.jpg

Durante le tre giornate sono stati illustrati tre metodi:

  • LCA (Life Cycle Assessment): la ben nota metodologia che valuta gli impatti ambientali di un prodotto o di un servizio lungo il suo intero ciclo di vita.
  • TEA (Techno-Economic Assessment): una metodologia che valuta le prestazioni tecniche e la praticabilità economica di una nuova tecnologia.
  • IA (Integrated Assessment): una metodologia, utile per i decisori politici, che combina e comunica i risultati di singoli studi provenienti da diverse aree scientifiche, in maniera sinottica e olistica.

Le presentazioni dei partecipanti del corso hanno toccato vari temi, fra cui: utilizzo di legno e lignina in bioraffinerie, car sharing, sistemi di accumulo in micro-reti residenziali alimentate da fotovoltaico, pirolisi di residui agricoli, ocean liming, tecnologie di produzione aeronautiche e molti altri argomenti. Elisabetta e Stefano hanno presentato lo stato dei loro lavori: rispettivamente, LCA della produzione di metanolo da fumi di acciaieria (progetto FReSMe) e analisi di letteratura degli studi LCA applicati ad auto a biocombustibile.

Per ulteriori informazioni sul corso e sui relatori, si rimanda al sito internet.