Rifiuti e qualità dell’aria durante l’emergenza

Nell’ultimo numero di Sustainability News del Politecnico di Milano sono stati pubblicati due contributi di Mario Grosso e del collega e amico Giovanni Lonati sugli effetti dell’emergenza Covid su gestione rifiuti e qualità dell’aria.

Entrambi sottolineano la necessità di cogliere questa inaspettata occasione per aggiustare il tiro su entrambi i fronti, lavorando in particolare su approcci di tipo preventivo.

I nostri primi laureati Magistrali dell’era Covid

Il mio lavoro di tesi si inserisce nel progetto di cooperazione “Gestione Integrata delle Risorse Naturali nell’Unione delle Municipalità di Tiro” condotto dal gruppo di ricerca AWARE e ONG INTERSOS in collaborazione con la controparte istituzionale Unione delle Municipalità di Tiro. Il progetto prevede una serie di attività finalizzate a migliorare questa situazione, tra le quali quella relativa alla gestione dell’impianto di Trattamento Meccanico Biologico (TMB) di Ain Baal costituisce il cuore del lavoro di tesi.
Nella missione avvenuta tra luglio e settembre 2019, mi sono recato quasi quotidianamente all’impianto e ho potuto raccogliere dati e svolgere le analisi per descriverne il funzionamento e la gestione. Sono state avanzate proposte per alcuni miglioramenti: diminuzione degli impatti ambientali dovuti alla gestione dell’aria esausta e degli scarti prodotti (potenzialmente utilizzabili come Combustibile Solido Secondario), miglioramento della logistica e del processo di stabilizzazione biologica, affinché si possa beneficiare della raccolta differenziata implementata su alcune delle municipalità servite dall’impianto TMB e produrre un materiale biostabilizzato di buona qualità, potenzialmente utilizzabile come ammendante agricolo.
Andrea De Robertis

Il mio lavoro di tesi riguarda la quantificazione degli impatti ambientali associati alla distribuzione di acqua in bottiglie mono-uso in PET per il settore Horeca in Regione Lombardia. I risultati ottenuti mostrano che le fasi più impattanti del sistema analizzato sono il ciclo di vita della bottiglia e la distribuzione dell’acqua dall’impianto di imbottigliamento al distributore locale. Miglioramenti significativi del sistema possono essere ottenuti utilizzando granuli di PET riciclato (fino al 50% in peso) in fase di produzione dell’imballaggio, aggiornando la flotta di automezzi utilizzata per la distribuzione e riducendo le distanze di trasporto coinvolte.
Nella seconda parte dello studio il sistema di distribuzione con bottiglie in PET mono-uso è stato confrontato con la distribuzione dell’acqua attraverso contenitori in vuoto a rendere. I risultati ottenuti mostrano che il sistema a rendere può essere competitivo solo se implementato su un mercato locale (100-200 km). Inoltre, le bottiglie in vetro devono essere riutilizzate almeno 25 volte prima di essere smaltite.
Viviana Grisales

Il mio lavoro di tesi deriva dal progetto “FresMe” che lavora sulla produzione di metanolo da anidride carbonica. Questo progetto ha suscitato in me l’interesse nell’esplorare la produzione di metanolo da altre fonti rinnovabili. Nel mio caso, abbiamo scelto la biomassa. La quantità di biomassa utilizzata per generare elettricità oggi potrebbe essere disponibile in futuro a causa dello sviluppo di energia eolica e fotovoltaica. Sviluppando il metanolo come combustibile per i trasporti, le emissioni di carbonio nel settore dei trasporti potrebbero essere ridotte. L’obiettivo della mia tesi è di confrontare gli impatti economici e ambientali tra il mio modello (produzione di metanolo da biomassa con l’impiego di tecnologie di gassificazione) e la via di produzione commerciale (dal gas natural al metanolo). Un modello tecnico è costruito attraverso Aspen Plus. Con i risultati, in Excel viene applicato un metodo di discounted cash flow per calcolare il prezzo minimo di vendita del carburante e viene eseguita un’analisi di sensibilità per vedere in che modo i diversi parametri possano influenzare questo prezzo. La metodologia del Life Cycle Assessment (LCA) viene utilizzata per valutare gli impatti ambientali che iniziano dalla materia prima e terminano nel prodotto finale: il metanolo. Il risultato mostra che il mio modello ha un prezzo superiore del 14% rispetto al caso di riferimento negli euro 2018 e può ridurre notevolmente l’impatto del cambiamento climatico di oltre il 60%. Però, il metodo “biomassa da metanolo” ha un impatto molto più elevato (oltre l’80%) negli impatti sulla salute umana. Le prestazioni dell’impianto potrebbero essere migliorate studiando ulteriormente le alternative alla biomassa e le tecnologie di rimozione dei gas acidi. Tuttavia, è un momento molto impegnativo per il 2020 in quanto il prezzo del metanolo è sceso del 30% rispetto al prezzo del 2018. Ulteriori incentivi ambientali sono altamente raccomandati per sviluppare la tecnologia (Il metanolo da biomassa) e ridurre i costi.
Rujing Chen

Il mio lavoro di tesi è valutare l’impatto dell’esaurimento delle risorse associato alla gestione dei rifiuti da costruzione e demolizione (C&D) non pericolosi applicando diversi modelli di valutazione dell’impatto del ciclo di vita (LCIA). A tal fine, sono stati analizzati diversi modelli di caratterizzazione correlati alla categoria di impatto dell’esaurimento delle risorse, con i loro percorsi di impatto, indicatori, fattori di caratterizzazione (CF), vie di calcolo e unità di misura dei CF. Tutti i modelli sono stati applicati per valutare 3 diversi scenari: gestione attuale, scenario best-case, scenario tutto in discarica. Nella parte conclusiva, i minerali critici e i minerali altamente efficaci per ogni scenario sono espressi con i dati. Pertanto, questa tesi può essere considerata come un primo passo per identificare i modelli più corretti per valutare l’impatto esaurimento delle risorse della gestione dei rifiuti C&D. È stata un’esperienza entusiasmante, che mi è stata sviluppata e ha contribuito in modo soddisfacente alla mia carriera. Ho unito la mia esperienza e conoscenza ad una laurea specialistica in Ingegneria ambientale per la sostenibilità.
Gözde Kaya Avşar

La mia tesi nasce con lo scopo di portare alla luce un problema ancora poco conosciuto che riguarda la gestione dei rifiuti di lana di roccia tramite la descrizione di questo materiale e un’analisi qualitativa e quantitativa dei flussi di rifiuti.
La lana di roccia è un isolante termo-acustico introdotto solo di recente e le cui caratteristiche lo rendono idoneo a soddisfare le più recenti imposizioni normative in termini di isolamento termico, isolamento acustico e protezione dal fuoco.
Dai risultati ottenuti si evince come nei prossimi decenni ci sarà un incremento importante nella produzione di rifiuti di lana di roccia. Nel contesto Europeo, per esempio, nell’orizzonte temporale considerato che va dal 2033 al 2050 vi sarà un incremento del 19% nella produzione totale di rifiuti di lana di roccia, con un incremento medio annuo dell’1,1%. Gli attuali sistemi di gestione, che prevedono il riutilizzo come materie prime, la bricchettatura e la produzione di CSS-combustibile, potrebbero non essere sufficienti a sostenere questo incremento. Sono state analizzate, inoltre, una serie di nuove tecnologie in fase di sviluppo che hanno come obiettivo di implementare gli attuali sistemi di gestione ma che presentano delle limitazioni. Queste nuove tecnologie, infatti, sono state sviluppate per essere applicate ai soli rifiuti privi di contaminazione con la conseguente esclusione di alcuni importanti flussi come quello dei rifiuti provenienti dalle attività di demolizione e ristrutturazione che sono spesso contaminati da altri materiali come intonaci, laterizi e sistemi di fissaggio.
In termini di crescita dei rifiuti, una soluzione per limitare il problema potrebbe essere quella di migliorare l’efficienza degli impianti produttivi (da cui deriva uno dei principali flussi di rifiuti) allo scopo di ridurre la produzione di scarti. Inoltre, prediligendo sempre di più un tipo di demolizione selettiva sarebbe possibile creare dei flussi di rifiuti puri che sarebbero più facilmente gestibili sia con le soluzioni attualmente esistenti, ma anche con quelle in fase di sviluppo.
Piera Policaro

Rimozione della CO2 atmosferica e contrasto all’acidificazione marina con un ambizioso processo innovativo

Pubblicata su IDA, rigorosamente ad accesso libero, la descrizione dettagliata e l’analisi ambientale del processo alla base di Desarc-Maresanus, il nostro contributo al raggiungimento degli ambiziosi obiettivi dell’Accordo di Parigi. Ulteriori informazioni sul progetto, e più in generale sul tema delle emissioni negative, sono disponibili negli atti della Conferenza svolta a Febbraio al Politecnico.

Leggi l’articolo

Rifiuti e Covid: se 2 + 2 fa 4!

La situazione legata all’evolversi dell’epidemia CoViD-19 è tutto sommato piuttosto semplice, nella sua complessità:

  • le filiere del riciclo degli imballaggi sono in forte sofferenza per via delle chiusure che hanno limitato fortemente molti processi produttivi che utilizzano materia prima secondaria. Conai ha lanciato l’allarme già a fine Marzo, con questo comunicato
  • il materiale più in crisi è ancora una volta la plastica, da tempo in una situazione di affanno cronico (si veda questo articolo scritto nel 2017, quindi ancor prima del China ban) a causa delle ben note difficoltà di riciclo della componente meno nobile (come ben descritto anche in questo articolo). Un materiale che, ancora oggi, necessita di sbocchi anche sul fronte del recupero di energia, allo scopo di scongiurare quantomeno il suo smaltimento in discarica
  • i destini a maggior valore aggiunto per il recupero di energia da scarti di selezione e plastiche miste (plasmix), costituiti dai cementifici, sono anch’essi fermi, mentre si registra una diminuzione della produzione di rifiuto residuo, che significa maggiore capacità di trattamento nei termovalorizzatori

Pertanto, se 2 + 2 fa 4, in questa congiuntura particolarmente problematica sarebbe cosa buona e giusta, laddove sono disponibili impianti di termovalorizzazione, allentare la pressione sulla raccolta differenziata degli imballaggi più difficilmente riciclabili, consentendo loro di raggiungere direttamente il trattamento attualmente più sicuro e allo stesso tempo di diminuire la pressione sulle filiere del riciclo, a partire dagli impianti di selezione. Lasciando loro solo il materiale ad alto valore aggiunto come bottiglie (PET) e flaconi (HDPE). Anche perché la richiesta di poter aumentare temporaneamente i volumi di stoccaggio lascia abbastanza inquieti, visti i precedenti e visto l’avvicinarsi della stagione estiva.

Il processo di incenerimento, dunque, in questa specifica congiuntura può essere paragonato alla “terapia intensiva” del sistema di gestione dei rifiuti.

Fino a qui il buon senso.

Ma per implementare questa strategia, seppure momentanea, bisognerebbe vincere una serie di resistenze. Dagli ambiziosi vincoli del pacchetto economia circolare UE, alla partita del Contributo ambientale sugli imballaggi, agli interessi dei gestori dei termovalorizzatori. Vincoli tutti legittimi, per carità, ma forse in una situazione come questa servirebbe una visione un po’ più ampia e pragmatica.

Waste Disposal & Sustainable Energy

Questa nuova rivista, di cui Mario Grosso è Associate Editor, è stata fondata nel 2019 dalla Zhejiang University di Hangzhou (Cina). Pubblica articoli su vari temi tradizionali e avanzati relativi allo smaltimento dei rifiuti e alle nuove fonti di energia sostenibile.

Il primo numero del 2020 è ora disponibile ad accesso libero.

La rivista fornisce una piattaforma di scambio non solo per la ricerca di base ma anche per quella industriale. In particolare allo scopo di:

  • Migliorare la nostra conoscenza dello smaltimento dei rifiuti e mette in evidenza nuovi approcci per la ricerca sullo smaltimento dei rifiuti e nuove tecnologie per il controllo dell’inquinamento
  • Presentare studi all’avanguardia sulla scienza dello smaltimento dei rifiuti e sulla strumentazione all’avanguardia per colmare il divario tra scienza di base e applicazioni industriali
  • Pubblicare metodi innovativi e tecnologie avanzate incentrate sul recupero e utilizzo sostenibile dell’energia e sulle valutazioni ambientali.

L’economia circolare insegnata nelle scuole superiori

AWARE partecipa a PoliCollege, la nuova iniziativa del Politecnico di Milano rivolta agli studenti degli ultimi anni delle scuole superiori e organizzata dal laboratorio HOC-LAB. In particolare Mario Grosso propone il corso “La gestione e il recupero dei rifiuti come elemento dell’economia circolare”.

Il corso affronta il tema della gestione dei rifiuti solidi urbani con un approccio a 360 gradi, a partire dalla loro prevenzione e riutilizzo, passando per l’organizzazione dei sistemi di raccolta e approfondendo in particolare le attività di selezione, riciclo e recupero energetico. Si descrive il principio di funzionamento delle principali tecnologie (che può essere meccanico, biologico o termico) e degli impianti, accennando anche alle tecnologie di smaltimento finale in discarica controllata. A corollario, vengono forniti elementi di base relativi alle metodologie di valutazione della sostenibilità di diverse alternative di gestione dei rifiuti.

Il format è quello del corso online, che prevede la fornitura di materiale didattico (dispense), l’erogazione di webinar e la continua interazione con gli studenti mediante forum. Sono anche previsti dei momenti di valutazione e delle esercitazioni pratiche sul tema dei rifiuti.

Ancora su CoViD-19 e rifiuti: le indicazioni di SNPA

Il Sistema Nazionale per la Protezione dell’Ambiente è intervenuto, a valle delle raccomandazioni dell’Istituto Superiore di Sanità, con alcune indicazioni generali che, a partire da queste ultime, affrontano ulteriormente la materia.

Il documento tocca ancora il nervo scoperto delle carenze impiantistiche sul territorio nazionale, che non sempre consentono di avviare la totalità del rifiuto indifferenziato direttamente a trattamenti ad alta temperatura (incenerimento), senza manipolazioni intermedie. Laddove appunto tale modalità non fosse disponibile (e ricordiamo che non lo è per intere Regioni, come la Sicilia, la Liguria, le Marche, tanto per citarne alcune), l’indicazione è di avviare il rifiuto a impianti TMB, a condizione che dispongano di una componente biologica atta a garantire l’igienizzazione del rifiuto. Su questo si citano i processi di bioessiccazione e biostabilizzazione, che tuttavia si presentano molto differenti per quanto riguarda il reale effetto di igienizzazione. Ai sensi delle attuali norme tecniche, si considera igienizzato un materiale esposto per almeno 3 giorni a una temperatura superiore a 55°C; questo vincolo è cogente, oltre che particolarmente rilevante, per il processo di compostaggio, dove il destino finale del prodotto è l’utilizzo in agricoltura; mentre lo è meno per i processi biologici inseriti all’interno di impianti TMB, visto che il materiale prodotto viene poi avviato a trattamento termico o eventualmente in discarica.

Vi sono tuttavia da fare due ulteriori considerazioni. Innanzitutto bioessiccazione e biostabilizzazione, pur essendo processi concettualmente analoghi, si applicano a materiali molto diversi. Il primo infatti agisce sulla totalità del rifiuto indifferenziato, mentre il secondo solo sulla frazione organica “sporca”, ovvero separata meccanicamente dall’indifferenziato. Il vantaggio del trattamento della totalità del rifiuto (nella bioessiccazione) è tuttavia smorzato dal fatto che il processo non garantisce il raggiungimento di temperature particolarmente elevate, proprio perché solo parte del materiale risulta attivo nei confronti del processo biologico (la frazione organica, che non supera il 30% del totale, ma può essere anche sensibilmente inferiore). Viceversa, esattamente per gli stessi motivi la biostabilizzazione è probabilmente più efficace a livello di igienizzazione, ma è applicata solo a una parte del rifiuto. Il che significa che tutta la frazione secca non subisce alcun processo biologico.

Da ultimo il documento SNPA non può che constatare la necessità di ricorrere a forme di deposito temporaneo dei rifiuti presso gli impianti produttivi, oppure di messa in riserva e deposito preliminare, che tuttavia devono avvenire nel rispetto di una serie di condizioni finalizzate a scongiurare l’eventuale diffusione del virus. Questo senza dimenticare il rischio di incendi. E dunque la plastica diventa particolarmente critica, visto che oltre ad essere infiammabile risulta pure tra i materiali più “ospitali” per il CoViD-19, che vi può soggiornare anche per alcuni giorni.

La gestione dei rifiuti ai tempi del coronavirus

E’ difficile trovare un ambito delle nostre vite che non sia toccato dall’attuale situazione emergenziale legata al nuovo coronavirus. I rifiuti non sono da meno, e pertanto sono giunte puntuali le raccomandazioni dell’Istituto Superiore di Sanità su come attuare comportamenti corretti in ambito domestico.

Indicazioni dell’ISS sulla gestione dei rifiuti durante l’emergenza Coronavirus

Oltre a questa chiara infografica alla portata di tutti, è stato prodotto un documento più approfondito, che analizza gli aspetti salienti della questione. Ne richiamiamo qua sotto alcuni, citando testualmente:

Al momento non è noto il tempo di sopravvivenza in un rifiuto domestico/urbano dei coronavirus in generale

limitatamente a quanto noto al momento attuale, si può ipotizzare che
il virus SARS-CoV-2 si disattivi […] in un intervallo temporale che va da pochi minuti a un massimo di 9 giorni

altri coronavirus (es. virus SARS e MERS) non sopravvivono su carta in assenza di umidità, ma
si ritrovano più a lungo su indumenti monouso (se a concentrazione elevata, per 24 ore), rispetto ad esempio al cotone

Si raccomanda quindi che:

nelle abitazioni in cui sono presenti soggetti positivi al tampone, in isolamento o in quarantena obbligatoria, sia interrotta la raccolta differenziata. Per la raccolta dovranno essere utilizzati almeno due sacchetti uno dentro l’altro o in numero maggiore in dipendenza della loro resistenza meccanica, possibilmente utilizzando un contenitore a pedale

nelle abitazioni in cui NON sono presenti soggetti positivi al tampone, in isolamento o in quarantena obbligatoria, si raccomanda di mantenere le procedure in vigore nel territorio di appartenenza, non interrompendo la raccolta differenziata. A scopo cautelativo fazzoletti o rotoli di carta, mascherine e guanti eventualmente utilizzati, dovranno essere smaltiti nei rifiuti indifferenziati. Inoltre dovranno essere utilizzati almeno due sacchetti uno dentro l’altro o in numero maggiore in dipendenza della resistenza meccanica dei sacchetti

Infine l’Istituto afferma che, ove siano presenti impianti di termodistruzione, per i rifiuti indifferenziati deve essere privilegiato l’incenerimento, al fine di minimizzare ogni manipolazione del rifiuto stesso.

Si possono effettuare alcuni commenti sul documento dell’ISS.

Il fatto che la disattivazione del virus possa necessitare fino a 9 giorni è un’indicazione tutt’altro che incoraggiante, e come tale deve essere da stimolo a non allentare la guardia circa tutte le misure di precauzione indicate dalle Autorità, non solo nell’ambito della gestione dei rifiuti.

Il richiamo alla verifica della resistenza dei sacchetti di raccolta dell’indifferenziato è decisamente ben posto, visto l’ampio ricorso a sacchetti in bioplastica, spesso di secondo utilizzo successivamente a quello per la spesa, durante il quale sono frequenti i danneggiamenti.

La raccomandazione di smaltire il rifiuto dalla propria abitazione quotidianamente con le procedure in vigore sul territorio (esporli fuori dalla propria porta negli appositi contenitori, o gettarli negli appositi cassonetti condominiali o di strada) può risultare molto problematica, soprattutto in virtù del dominante sistema di raccolta porta a porta che prevede ormai frequenze di raccolta settimanali o addirittura bimensili. Non risulta che i gestori delle raccolte abbiano previsto di intervenire su questo parametro, cosa che comporterebbe una pesante rivisitazione del sistema di raccolta in essere.

Infine, si richiama correttamente l’opportunità di ricorrere alla termodistruzione in luogo di trattamenti meccanici/biologici (anche indicati come trattamenti “a freddo”) per il rifiuto indifferenziato, chiarendo la profonda differenza che intercorre tra queste tipologie di trattamento, spesso ancora oggi descritte come alternative tra di loro.

“L’applicazione dell’economia circolare nel settore dei monouso per il Food&beverage”

Si è svolto a Milano il 30 Gennaio un convegno organizzato da EXSSA sul tema dei prodotti monouso.

Il convegno ha proposto l’analisi di tre casi differenti nel settore dei prodotti monouso per il food & beverage, commentati da esperti provenienti da industrie fornitrici di materie prime, di tecnologie e da responsabili finanziari. Scopo del convegno è stato fornire degli strumenti utili agli operatori economici per non subire, ma affrontare il cambiamento richiesto dall’economia circolare in termini di innovazione per non trovarsi inconsapevolmente ad adottare soluzioni non in linea con i dettami normativi.

Mario Grosso ha effettuato una presentazione di inquadramento degli aspetti legati al fine vita dei prodotti in plastica.

Le riprese video delle presentazioni sono disponibili qua.