1 03-04-00: Frazioni varie di biomassa - Catene d approvvigionamento Considerando i sistemi di raccolta per le frazioni di rifiuti, e limitando la discussione solo alle frazioni pulite di cui al capitolo 02-04, i rifiuti di carta da ufficio o da altro dovrebbero preferibilmente essere trattati separatamente in quanto potrebbero costituire la base per la produzione di carta riciclabile così come potrebbero costituire una frazione combustibile pulita, i rifiuti domestici devono essere trattati separatamente e gli scarti puliti di legno devono essere mantenuti separati per mantenere le caratteristiche di questa frazione. Nei grandi edifici per uffici o blocchi di uffici, l'organizzazione di cestini per separare la carta e la raccolta differenziata dei rifiuti di carta da ufficio, potrebbe essere organizzata in modo efficace ed economico affinché i rifiuti possano essere trattati in maniera adeguata. La frazione di rifiuti domestici della carta e degli imballaggi di carta asciutti potrebbero essere inclusi nella stesso raccolta, purché veicoli appropriati siano disponibili e il sistema sia progettato per questo. Nei cantieri, nonché nelle aree industriali, di nuovo la cernita e la raccolta di scarti di legno possono essere organizzate in modo economicamente efficace, fornendo una frazione di combustibile pulito ad un costo competitivo. Scarti domestici di legno rappresentano in genere solo una piccola parte e non richiedono una particolare attenzione, a meno che il materiale impregnato non sia frequente. Entrambe le frazioni di cui sopra sono secche, per cui possono essere immagazzinate senza problemi o rischi significativi e la produzione di rifiuti è essenzialmente locale e può essere localizzata. Frazioni di rifiuti industriali digestibili e fermentabili non rappresentano un problema dal momento che sono - per definizione - sostanze in rapida decomposizione che devono avere un breve intervallo di tempo, da dove vengono prima creati a dove sono finalmente trattati. Quindi, una catena di approvvigionamento per tali frazioni deve essere progettata per la situazione particolare e per la localizzazione speciale a cui essa è destinata. Si consiglia di fare riferimento al trattamento biochimico discusso nella sezione di testo 03-00-04 e più specificamente alla tabella 03-00 2 su questo argomento. La maggiore quantità di rifiuti biodegradabili nel settore domestico sono gli avanzi alimentari provenienti da ristoranti, ospedali e simili, insieme ai rifiuti dei parchi e dei giardini. Per le grandi realtà, come ad esempio i ristoranti, un sistema di raccolta differenziata è la via più praticabile, mentre per i rifiuti dei parchi e dei giardini, il sistema più diffuso è quello di avere punti di raccolta differenziata. La frazione che causa problemi maggiori è quella dei rifiuti domestici. Tuttavia, alcune osservazioni di carattere generale possono essere fatte per questa frazione. 03-04-01: Aspetti sulla raccolta differenziata dei rifiuti domestici Ovviamente, il sistema di raccolta dei rifiuti domestici deve essere in funzione della natura dei nuclei familiari.
2 03-04-01a: Condomini - full service Nei condomini, nei centri urbani così come nelle aree residenziali densamente popolate, il sistema full-service dovrebbe essere preferito. Con un sistema di full service è messo a disposizione degli inquilini un contenitore o un sacco comune per la raccolta dei rifiuti al piano terra. Il deposito dei rifiuti nel contenitore centrale può essere fatto con un condotto/scivolo di rifiuti, o altrimenti il singolo sacchetto dei rifiuti deve essere portato giù e manualmente gettato nel contenitore. La stanza di raccolta dei rifiuti deve essere dotata anche di piccoli contenitori per la carta, il vetro, il metallo e/o altre frazioni. L'idea fondamentale della raccolta full service è che il singolo inquilino non debba lasciare l'edificio, ma possa sbarazzarsi di tutti i propri rifiuti in un posto all'interno del condominio, indipendentemente dal successivo processo. I contenitori di rifiuti vengono svuotati a intervalli regolari e un semplice controllo visivo per vedere se le frazioni sono debitamente separate, può essere fatto nel singolo edificio. Quindi, commenti di feedback agli inquilini possono facilmente essere organizzati all'interno di questo sistema e l'efficienza di separazione può essere mantenuta ad un livello elevato. L'azienda/organizzazione responsabile per la raccolta ed il trasporto avrà infine la piena responsabilità di mantenere separate le diverse frazioni per il successivo trasporto. 03-04-01b: Case indipendenti - servizio di cassonetti (a bordo strada) Per case unifamiliari indipendenti, case a schiera o case bifamiliari, la situazione è diversa ed i cassonetti individuali, da collocare sul ciglio della strada, per la raccolta giornaliera diventano l'alternativa più convincente. In questo caso, cassonetti differenti possono essere utilizzati per frazioni diverse, spesso individuati da un codice di colore, se non che il conducente del veicolo per la raccolta non sarà in grado di vedere ciò che è stato effettivamente messo nel contenitore e la separazione effettivamente ottenuta è spesso inferiore a quella che può essere raggiunta da un sistema di full service. Affinché un sistema come questo possa funzionare correttamente, è fondamentale che l affidabilità delle famiglie sia alta e, naturalmente, non può accadere che un cassonetto di un certo colore venga raccolto nel veicolo sbagliato. 03-04-01c: Sistema di conferimento (alle isole ecologiche) Con un sistema di conferimento, le famiglie sono tenute a portare i rifiuti alle alle isole ecologiche e a mettere le frazioni di rifiuti separati, ciascuno nel proprio contenitore. Poiché ciò richiede che le famiglie non solo separino le frazioni a casa ma anche che imballino in modo da rendere confortevole il trasporto alla stazione di raccolta, ciò tende a dare come risultato che ogni frazione di rifiuto bagnata o che causi cattivo odore all interno dell abitazione, venga avvolto in sacchetti di plastica e che quindi una frazione di plastica sia presente in tutte le diverse frazioni di rifiuti. Nei condomini, dove lo spazio per lo stoccaggio dei rifiuti domestici per un certo periodo di tempo può essere un problema, questo tipo di sistemi tende ad ostacolare la separazione dei
3 rifiuti. Una reazione comune da parte dell inquilino è quella di tendere a ridurre la quantità di rifiuti stoccati in appartamento e di portare un solo sacchetto alla volta alla stazione di raccolta. Di conseguenza il sacco della spazzatura viene riempito fino all'orlo e la priorità di ridurre al minimo il trasporto tende a rimpiazzare la priorità di mantenere le frazioni separate. 03-04-01d: Veicoli per varie soluzioni di sistema A seconda del numero di frazioni da raccogliere ci sono un gran numero di veicoli differenti disponibili per la raccolta, due dei quali sono i più comuni nelle città. Per i sistemi full service, il camion con caricatore posteriore e con compattatore è il più comune. Uno dei vantaggi principali del camion con caricatore posteriore è che funziona anche in aree urbane con strade strette e che lo spazio operativo richiesto è limitato. Un altro vantaggio è che i più comuni camion con caricamento posteriore possono gestire anche materiale sfuso. Camion con caricatore posteriore a due scomparti paralleli sono disponibili, ma i più comuni sono quelli con un solo vano. Così, la logistica deve essere organizzata in modo che vari camion siano in funzione, ciascuno recuperando solo una o due frazioni. L inconveniente maggiore con i sistemi full service è che il trasporto dalla stanza di raccolta dei rifiuti al camion richiede tipicamente lo spostamento manuale e quindi il camion deve portare con se una manodopera di, tipicamente, 2-3 lavoratori. Assumendo un autista e due operai, possono essere serviti allo stesso tempo due edifici, mentre nel caso di un contenitore o di un sacchetto pesante, entrambi i lavoratori sarebbero necessari contemporaneamente. Il trasporto manuale dalla stanza di raccolta al camion non solo richiede una significativa quantità di manodopera, ma richiede anche molto tempo. Pertanto, i sistemi full service tendono ad essere costosi ma al tempo stesso possono fornire un buon frazionamento. Con i sistemi di cassonetti (a bordo strada), i camion a caricamento laterale sono la maggioranza rispetto a quelli con caricatore posteriore. Con i cassonetti dei rifiuti domestici standardizzati, lo svuotamento nel caricatore laterale può essere automatizzato in modo che l'intera operazione possa essere eseguita solo con un autista a bordo del camion. Tuttavia, anche se a buon mercato, il camion a caricamento laterale è inadatto per strade strette o nei centri delle città. Un altro problema con gli automatizzati a caricamento laterale è che il materiale sfuso non può essere raccolto. Un elevato grado di frazionamento può essere ottenuto anche con i contenitori o sacchetti colorati, o con giorni differenziati per la raccolta delle varie frazioni. I sacchi di colore diverso possono essere raccolti in un'unica operazione e quindi automaticamente separati nello stabilimento con l utilizzo di robot. Tali sistemi sono già in vigore e tendono a funzionare bene, anche se studi recenti sembrano indicare che i sacchetti trasparenti con pois colorati su di essi tendono a migliorare la precisione della separazione rispetto ai sacchetti non-trasparenti a tinta unita. I risultati sono solo preliminari, ma si ritiene che i cittadini diventino più precisi nei loro sforzi di smistamento se la spazzatura è visibile all'interno del sacchetto legato piuttosto che se viene nascosta all'interno di un sacchetto non-
4 trasparente. La codificazione con i colori può essere altrettanto bene combinata con sistemi full service fornendo sacchetti abbastanza robusti da resistere allo scivolo. Per mantenere la partecipazione dei cittadini, i sacchi colorati devono essere consegnati alla porta attigua alla stanza di raccolta, oppure devono essere facilmente e liberamente disponibili vicino alle zone abitate. Con sistemi di conferimento (alle isole ecologiche) per la raccolta, il metodo più comune è quello di utilizzare camion porta-container oppure camion aperti dove vengono svuotati i contenitori di raccolta. In quest'ultimo caso, è evidente che la carta, la plastica ed altri materiali leggeri, che ben si prestano alla compattazione per economizzare il trasporto, non possono essere così gestiti mentre frazioni più pesanti e materiali come vetro o metallo, che non possono essere compattati per il riciclaggio, vengono spesso gestiti in questo modo. Tuttavia, il sistema come tale, permette una certa flessibilità in base ai contenitori ed il numero di frazioni può essere facilmente aumentato, a patto di avere spazio disponibile. A seconda della manutenzione dei container e dei camion, l utilizzo del container può causare problemi tecnici. Pertanto, questo tipo di sistemi richiedono una accurata progettazione ed inoltre tendono a richiedere un costo di manutenzione superiore agli altri; tuttavia la gestione è potenzialmente molto regolare ed efficiente qualora le apparecchiature siano mantenute in buono stato. Tuttavia: i sistemi di conferimento non sono adatti per i rifiuti organici e - come sottolineato in precedenza - tendono a produrre frazioni di rifiuti meno ben-definite rispetto agli altri sistemi. Per quanto riguarda comunque le frazioni non sensibili allo stoccaggio, come vetro, carta e metallo, funzionano bene e sono molto diffusi. 03-04-02: Qual è il migliore? La singola famiglia non vuole tenere in casa i rifiuti di residui umidi per un periodo di tempo prolungato. Pertanto, per ragioni di comodità, l'individuo si vuole liberare di tali rifiuti sia nello scivolo (full service) che in un raccoglitore di rifiuti esterno (raccolta mediante cassonetti) non appena possibile. Questi sono anche i sistemi preferiti e più comuni per raccogliere i rifiuti domestici misti e i rifiuti organici umidi. Vari sondaggi tendono a mostrare lo stesso andamento, vale a dire che questi sono i metodi preferiti dalle famiglie. Tuttavia, l'atteggiamento verso frazioni di rifiuti secchi non alterabili con lo stoccaggio è molto diverso. Per tali frazioni di rifiuti - carta, vetro, metalli e materie plastiche può essere ben accettato dalle famiglie, l accumulo nelle singole abitazioni per un certo periodo di tempo ed il successivo trasporto alle stazioni di raccolta a patto di avere spazio disponibile in casa o in appartamento,. Per i rifiuti di carta - che sono una frazione abbondante dei rifiuti domestici totali e che quindi possono creare problemi per il trasporto ad una stazione di raccolta, il full service e i cassonetti sono più comunemente utilizzati. Vetro, metalli e plastiche, di contro, sono più comunemente raccolti mediante contenitori dove il cittadino porta il materiale (sistema di conferimento).
5 Vi è una consapevolezza progressivamente crescente tra gli individui e le famiglie che il riciclaggio dei rifiuti e il loro riutilizzo è di importanza cruciale per la sostenibilità della società moderna, e nella maggior parte dei paesi occidentali ed europei, le famiglie sono disponibili ad essere parte attiva di questo impegno. C'è anche una sorta di compromesso, e le famiglie possono accettare la responsabilità e il lavoro supplementare per il frazionamento dei rifiuti solo se sono convinti che le autorità municipali e la successiva gestione e trattamento dei rifiuti traggano effettivamente il massimo vantaggio dalla separazione effettuata. Quindi un feedback ai cittadini è fondamentale ed è essenziale che le infrastrutture e la logistica funzionino correttamente in modo che non si verifichino errori. Detto questo, le più comuni soluzioni tra i sistemi di raccolta, sono: la raccolta full-service o mediante cassonetti per quanto concerne i residui utilizzabili come combustibili e le frazioni di rifiuti organici; i sistemi di conferimento alle isole ecologiche per quanto riguarda le frazioni di carta, plastica, metallo e vetro. Nel caso in cui un sistema full service è presente, le frazioni di carta e plastica vengono spesso incorporate recuperate con questa modalità, mentre le frazioni di vetro e di metallo sono più spesso conferite alle isole ecologiche.
6 03-04-03: Gestioni alternative Il testo sopra ed i sistemi descritti servono tutti ad un unico scopo, ossia cercare di produrre la frazione di combustibile più pulita possibile al costo più basso possibile. Tuttavia, poiché nessuna garanzia può mai essere fornita, la composizione della frazione al termine del ciclo produttivo sarà sempre variabile. Per questo motivo, e per poter recuperare energia dal materiale con tale qualità variabile ad un livello accettabile per l'ambiente, sono state promulgate in questo settore la cosiddetta direttiva incenerimento rifiuti (2000/76/EC) e un certo numero di altre leggi comunitarie. Alcune delle leggi più importanti (tutte accessibili online presso http://www.eur-lex.europa.eu) sono: la direttiva-quadro sui rifiuti 75/442/EEC del 1975, la direttiva rifiuti pericolosi 91/689/EEC e la direttiva sul trasporto dei rifiuti (EEC) 259/93, comprese le loro successive integrazioni e modifiche. L articolo 10 della direttiva sull incenerimento dei rifiuti specifica in dettaglio non solo le analisi che devono essere effettuate in impianti che utilizzano frazioni di rifiuti come combustibile, ma vi sono anche determinati requisiti di progettazione riguardo al tempo di permanenza del gas e alla temperatura di combustione. Complessivamente, questi requisiti rendono gli impianti di energia che bruciano rifiuti costosi non solo da costruire, ma anche a livello operativo, ed è a volte più vantaggioso coordinare i sistemi di gestione dei rifiuti per una regione o un certo numero di comuni, piuttosto che costruire impianti d incenerimento per ogni zona. In questi casi, i rifiuti devono essere trasportati per lunghe distanze tra le varie regioni o a livello internazionale. Tuttavia - anche se i rifiuti stessi possono essere trattati altrove - la responsabilità ultima per il trattamento rimane ancora dell impresa, organizzazione o autorità che originariamente li ha raccolti. Spetta all autorità di provenienza dei rifiuti il compito di redigere e negoziare i contratti per il trattamento finale ed è ancora dell'autorità originale il compito di fare rispettare questi contratti. Guardando ora specificatamente alle due frazioni principali che possono essere prodotte attraverso una infrastruttura adeguata (sezioni 03-04-01a - d); esse sono: Una frazione di combustibile ricca di biomassa, pulita e abbastanza asciutta adatta per l'utilizzo in impianti di cogenerazione (04-00-08e) e per la co-combustione (04-00-08m) nelle centrali a carbone o nei forni per i processi industriali. Una frazione organica pulita, adatta per il compostaggio, per la digestione anaerobica (04-00-07) o per la fermentazione (04-00-06), di solito in combinazione con altri substrati. Nel capitolo 01-04-00 è stato sottolineato che le frazioni combustibili provenienti dai rifiuti possono avere talvolta contenuti inaccettabili di cloro, altri alogeni, zolfo e metalli pesanti. Di particolare importanza, nel caso della combustione in impianti di cogenerazione o in qualsiasi altro impianto per la produzione di elettricità, sono i composti corrosivi formati da cloro e zolfo. Altri composti importanti nei fumi di combustione comprendono sostanze corrosive e le ceneri basso fondenti. Le parti più delicate degli impianti sono, in primo luogo, le superfici surriscaldate dal vapore, esposte come sono ad elevate pressioni interne di vapore, alle alte temperature e, all'esterno, alle componenti dei fumi corrosivi. Le proprietà corrosive dei gas impongono quindi un limite superiore alla temperatura del vapore e alla pressione raggiungibile, e con combustibili
7 derivati dai rifiuti tali limiti possono essere a volte sotto i 400 C e di circa 80 bar, paragonabili ai dati delle centrali nucleari e di molto inferiori a quelli raggiunti in qualsiasi impianto moderno a carbone o a biomassa, per non parlare di quelli raggiunti negli impianti a gasa. La pressione e la temperatura del vapore a monte della turbina (si faccia riferimento a 04-00- 08f) sono i due parametri di maggiore importanza per quanto riguarda il rendimento di elettricità totale. Come si può comprendere dalle sezioni precedenti, il controllo di qualità per quanto riguarda l'analisi della frazione di carburante è di estrema importanza nel caso di flussi di rifiuti per la produzione dell'energia. 03-04-04: Aspetti di progettazione Una singola comunità è spesso troppo piccola per poter gestire un impianto di cogenerazione, semplicemente perché il costo specifico per la combustione di RDF o SRF è superiore a quello per i biocarburanti puliti. Di conseguenza, la pianificazione per la produzione di energia da rifiuti deve essere spesso basata su una prospettiva regionale e i sistemi per la raccolta e la separazione dei rifiuti, così come le tecnologie utilizzate per la raccolta e il trasporto, devono essere coordinati tra i comuni.