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giovedì 19 dicembre 2013

La legna peggiora la qualità dell'aria: idrocarburi policiclici aromatici

FIGURA 1 Andamento delle emissioni di IPA, diossine e furani (fatto cento le emissioni del 1990)

La quantità di Idrocarburi Policicicli Aromatici (IPA) immessi nell'atmosfera del nostro Paese sono in continua crescita, con un'impennata cominciata nei primi anni del 2000. Nel 2010 si è registrata un aumento del 50%, rispetto ai valori stimati nel 1990.
In quantità assoluta gli IPA prodotti annualmente sono passati da 98,8 tonnellate nel 1990 a 152,6 tonnellate nel 2010.

E' una notizia preoccupante per tre motivi:
  • è un fenomeno in controtendenza, rispetto al progressivo calo di molti altri inquinanti, quali , ad esempio diossine e furani, dimezzati negli ultimi venti anni (Figura 1)
  • nella famiglia chimica degli IPA si trovano potenti cancerogeni riconosciuti pericolosi per la salute umana
  • il fenomeno appare fuori controllo
Nel rapporto 2012 dell' ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), da dove abbiamo ricavato queste informazioni, si segnala che il macrosettore che ha maggiormente contribuito all'aumento delle emissioni di IPA sia quello delle combustioni non industriali.

In sintesi, causa di questo specifico inquinamento sono le combustioni che avvengono in ambito domestico ad opera delle famiglie italiane che, nel 1990, immettevano in atmosfera 18,8 tonnellate di IPA , diventate 78,4 tonnellate nel 2010.

Per capire meglio cosa stia succedendo nel nostro Paese bisogna andare in Danimarca, dove si registra lo stesso fenomeno.

FIGURA 2. Emissione di IPA in Danimarca (1990-2011).


La Figura 2 mostra, in nero, l'andamento totale delle emissioni annuali di IPA prodotti in Danimarca  da sette macrosettori.

In blu è mostrato l'andamento delle emissioni della fonte principale di IPA: anche qui gli impianti domestici che, nel 2011, hanno prodotto 12.290 chili di IPA

Su valori nettamente più bassi (in parantesi i valori del 2011) si assestano i contributi annui degli altri macrosettori: inceneritori di rifiuti (516 kg), impianti termici commerciali e pubblici (135 kg), industrie manifatturiere e costruzioni (135 kg) , agricoltura-foreste-pesca e militare (496 kg), trasporti (307 kg), produzione di energia per usi industriali (68 kg).

Come in Italia, anche in Danimarca la principale fonte di IPA sono gli impianti di riscaldamento domestico che, nel 1990, hanno immesso in atmosfera circa 5,6 tonnellate di IPA, mentre nel 2011 le tonnellate di IPA sono state 12,3, con un picco di 16,2 tonnellate nel 2007.

Gli studi danesi sono più precisi di quelli della nostra ISPRA e individuano nell' uso della legna, come fonte di energia per il riscaldamento domestico, la principale causa del peggioramento della qualità dell'aria registrata in Danimarca a causa dell'aumento delle emissioni di IPA.

FIGURA 3. Uso totale di biomasse e di pellet per il riscaldamento domestico in Danimarca (1990-2011)

La Figura 3 mostra come, intorno alla metà degli anni '90, in Danimarca si sia registrata un forte aumento della produzione di energia utilizzando i cosidetti biocombustibili tra cui la legna, in parte sotto forma di pellet.

Ebbene, in Danimarca, maggiore consumo di legna e maggiore emissione di IPA sono fortemente correlati. Molto probabilmente la stessa cosa è avvenuta in Italia.

E la spiegazione del pesante inquinamento prodotto dalla legna è banale: a parità di energia prodotta la combustione della legna produce molti più IPA di altri combustibili, in particolare il metano o gas naturale. 

FIGURA 4. Fattori di emissione degli IPA cancerogeni in impianti alimentati a legna (EMEP/EEA 2009)

La Figura 4 mostra i fattori di emissione dei principali IPA cancerogeni attribuiti  a diversi impianti alimentati a legna. I valori sono espressi come milligrammi di IPA per Giga Joule (GJ) di energia prodotta.

Si nota come i fattori di emissione più bassi si abbiano con le stufe a pellet a cui sono attribuiti circa 50 milligrammi di benzo(a)pirene (il cancerogeno più potente) per  GJ di energia prodotta.

L'inventario 2013 dei fattori di emissione di impianti termici europei ci informa che un caminetto alimentato a gas naturale emette 0,56 microgrammi di benzo(a)pirene, ogni GJ di energia prodotta.

Come abbiamo visto, una stufa a pellet, fatte le dovute conversioni da milligrammi a microgrammi, per produrre la stessa quantità di energia, emette  50.000 microgrammi di benzo(a)pirene, un inquinamento circa 90.000 volte maggiore.

Questa differenza non deve stupire, il metano ha un potere calorifico nettamente maggiore del legno, anche quello più stagionato, e poichè il metano è un gas, reagisce con l'ossigeno dell'aria (un altro gas) in modo molto efficiente, senza l'inevitabile formazione di grandi quantita di sotto prodotti, caratteristica di tutti i combustibili solidi, legna compresa.

Inoltre, nel caso specifico, la molecola del metano (CH4) non ha la configurazione chimica che precorre la formazione degli IPA.

In particolare, nel metano non ci sono le catene di atomi di carbonio, presenti nel carbone e nella legna, che durante la combustione si trasformano in molecole reattive che in atmosfera, a temperatura più bassa, si ricompongono formando gli IPA.

Questi e altri dati, che vedremo meglio nei prossimi post, sfatano il mito delle biomasse come combustibili puliti.

Per il momento, alla luce di queste informazioni, si conferma la nostra proposta che, nelle comunità montane non ancora servite dal metano, il miglior sistema di riscaldamento, in grado di minimizzare le emissioni inquinanti, siano impianti alimentati a pellet di legno.

Ovviamente se il pellet fosse prodotto con legname ricavato dai boschi locali, molto meglio.

Ancora meglio se il pellet fosse un sottoprodotto di una attività forestale finalizzata a produrre legname per costruire mobili e per l'edilizia, in sostituzione del cemento.

Nel resto del Paese, servito da metano, se per riscaldarsi si ricorre alla legna e agli stessi occorre mettere in conto il pesante peggioramento della qualità dell'aria dovuto a questa scelta e il corrispondente aumento di rischi per la salute. 

Il problema è che in Italia, come in Danimarca, si passa al legno perchè la legna costa di meno dei combustibili fossili.

Si valuta che, a parità di calore prodotto, il pellet costi il 35% in meno rispetto al metano.

Un governo attento agli interessi della comunità dovrebbe valutare se non sia il caso di togliere dal costo del metano il peso di tasse, IVA e accise varie, in modo da ridurre l'attuale vantaggio economico del legname.

E sulla bilancia dei conti economici e delle scelte ( metano o legna ) cominciamo a mettere anche l'evitato costo per la cura delle tante malattie (dall'asma al cancro) provocate dall'inquinamento dell'aria.