Translate

mercoledì 4 dicembre 2024

Biossido di azoto nei fumi delle navi ormeggiate a Genova e in città 3)

 Concentrazione di biossido di azoto a Genova.

Fin dal 2007, quando la rete di monitoraggio della qualità dell'aria di Genova, conforme alla normativa europea, è stata completata, è emerso il mancato rispetto dei limiti di legge per il biossido di azoto, in particolare lungo le strade più trafficate di Genova (via Buozzi e corso Europa), dove la concentrazione media annuale era, e continua essere, superiore al 40 microgrammi per metro cubo (ug/m3).

Nonostante che, fin dalla pubblicazione del primo inventario delle emissioni presenti nel comune di Genova, redatto nel 2005, fosse evidente che la maggiore quantità di biossido di azoto provenisse dalle attività portuali, seguito a distanza da quello prodotto dal traffico, fu solo nel 2021 che, su sollecitazione del Comitato Tutela Ambientale Genova Centro Ovest,  ARPAL, l'Agenzia Regionale per laProitezione  dell'Ambiente Ligure, con una stazione mobile, posta in largo San Francesco da Paola, iniziò ad effettuare misure orarie di biossido di azoto, in una zona certamente interessata dalle emissioni portuali, in particolare dai  traghetti e dalle navi da crociera che attraccano ai moli del "Porto Antico".


Figura 1: nel cerchio rosso la localizzazione della stazione mobile ARPAL
in largo San Francesco da Paola




Nella Figura1, l'immagine satellitare mostra la localizzazione della prima stazione di monitoraggio usata per misurare la concentrazioni di inquinanti nel quartiere di San Teodoro.

Questo sito, come si può vedere, si trova di fronte ai moli che ospitano traghetti e navi da crociera, a 35 metri sul livello del mare e, in linea d'aria, a 400 metri di distanza dalla mezzeria di via Buozzi, a 450 metri da quella della Sopraelevata, strade di attraversamento della città  e a circa 700 metri di distanza dai fumaioli  delle navi che attraccano più vicino a questo sito.

Come le normative europee prevedono, questo sito, come tutti i siti di campionamento, deve essere classificato, in base alle sue caratteristiche e in particolare in base alle fonti di inquinamento che vi impattano in modo prevalente.

A tal riguardo, in base ai documenti ARPAL, sembra che l'Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente non abbia avuto le idee molto chiare in quanto, a seconda del documento consultato,  si ritrovano le seguenti classificazioni per il sito di l.go San Francesco da Paola: urbano, fondo urbano, fondo industriale.

A nostro avviso, se non ci fosse il porto vicino, largo San Francesco da Paola e il vicino sito di via Bari (bandierina, nella Figura 1), successivamente scelto per misurare l'inquinamento portuale, avrebbero entrambi  tutte le caratteristiche di "fondo urbano", in quanto molto distanti, sia in linea d' aria che in altezza, da elevati flussi di traffico. 

Quindi, se non ci fossero i fumi delle navi, entrambe le centraline messe in funzione nel quartiere di San Teodoro sarebbero classificate "fondo urbano", come quelle di Belvedere Don Ga, a fianco di corso Firenze, di spianata Acquasola, nei pressi di piazza Corvetto e di Genova Quarto, nel giardino di Largo Cattanei 3, presso gli uffici della citta Metropolitana, tutte mostrate nelle seguenti Figure 2, 3, 4.



Figura 2:  Localizzazione siti ARPAL. Da sinistra: via Buozzi, via Bari, Belvedere Don Ga.



Figura 3. Localizzazione siti ARPAL. Spianata Acquasola


Figura 4. Localizzazione siti ARPAL. Largo Cattanei, Quarto

Nella Figura 2 sono localizzati i tre siti ARPAL che controllano l'inquinamento nel quartiere di San Teodoro: a destra il "sito da traffico" di via Buozzi, a pochi metri di distanza da questa via ad alta densità di traffico e a sei corsie, in alto il sito di "fondo urbano" di via Bari, a destra il sito di "fondo urbano" di Belvedere Don Ga, a 105 metri s.l.m, con vista sulla citta e il porto. 

Nella Figura 3 la localizzazione della centralina di "fondo urbano" di spianata Castelletto, posta in fondo alla spianata alberata,  a 350 metri di distanza da piazza Corvetto e a 200 metri da via XX Settembre, entrambe località molto trafficate.

Nella Figura 4, la localizzazione della centralina posta nei giardini di largo Cattanei a Quarto, a 150 metri di distanza da Corso Europa, una delle vie piu trafficate di Genova.

La Figura 5 mostra quale sia stata la concentrazione media annuale di biossido di azoto misurata contemporaneamente, nel corso del 2023, in tutti questi quattro siti, classificati propriamente e impropriamente "fondo urbano".

Figura 5. Concentrazione media annuale (2023) e deviazione standard  del biossido di azoto campionato nei siti di "fondo urbano" di Genova.


Nella Figura 4, l'altezza di ciascuna colonna è proporzionale alla concentrazione media di NO2  riscontrata in ciascuno dei siti, nel corso del 2023.

Si vede che il valore più elevato di biossido di azoto (22,4 microgrammi per metro cubo) è stato registrato proprio a San Teodoro (largo San Francesco dia Paola).

Le concentrazioni medie annuali scendono man mano che ci si allontana dalle banchine del porto, e a Quarto, dove certamente non arrivano i "fumi" del porto, la concentrazione media è solo di 12,4 microgrammi per metro cubo, l'attuale "fondo urbano" attribuibile alla dispersione degli inquinanti da traffico e, d'inverno, da quelli degli impianti di  riscaldamento a metano e che accomuna tutte le zone della città, distanti un centinaio di metri da strade ad alta percorrenza e da autostrade.

I 10 microgrammi in più che si trovano a San Teodoro, sono lo specifico contributo portuale di biossido di azoto alla contaminazione dell'aria di questo quartiere e degli altri quartieri con vista porto.

Un contributo, evitabile, con effetto non trascurabile sulla salute della popolazione esposta alle emissioni portuali.

La differenza (10 microgrammi di biossido di azoto per metro cubo di aria inalata) è tale da giustificare la corretta classificazione dei siti San Francesco da Paola e via Bari: "fondo industriale" o più correttamente, "fondo portuale".

Sono  argomento che svilupperemo nei prossimi post.

Seguiteci.

SULLO STESSO ARGOMENTO


 


domenica 1 dicembre 2024

Biossido di azoto nei fumi navali. Emissioni diesel a confronto: traghetti vs autovetture 2)

 Emissioni diesel a confronto: traghetti vs autovetture.

Figura 1. La GNV Polaris, traghetto che entrerà in servizio nel 2025, nella tratta Genova-Palermo


La Grande Nave Veloce (GNV) Polaris, in Figura1, è un nuovo traghetto, alimentato con diesel marino, progettato per avere un' elevata efficenza energetica, finalizzata a ridurne i consumi.
E’ stata anche dotata di moderni impianti per il trattamento delle sue emissioni, con l’obiettivo di ridurre, nei fumi in uscita, le concentrazioni di anidride solforosa (SO2) e di biossido di azoto (NO2). Sono, rispettivamente, uno "scrubber",  per il lavaggio controcorrente dei fumi e un Sistema Catalitico per la Riduzione  (SCR) del biossido di azoto.

Questo traghetto è stato anche progettato per poter alimentare i servizi di bordo con allaccio alla rete elettrica, qualora, nel porto di arrivo, fosse disponibile una banchina elettrificata (Cold Ironing).

A Genova non esiste ancora questo servizio, ancorché programmato e inizialmente finanziato.

Pertanto la GNV Polaris, come tutte le navi che attualmente attraccano ai moli del porto di Genova, dovrà alimentare i suoi servizi di bordo tenendo sempre accesi i suoi generatori diesel, alimentati con diesel marino a basso tenore di zolfo, attualmente 0,5%, che si ridurrà allo 0,1% nel 2025, in quanto questa scelta sarà obbligatoria per tutte le navi che attraverseranno il Mediterraneo.

Come accennato, per ridurre il suo impatto, la GNV Polaris, una volta attraccata ai moli di Genova, sarà costretta a tenere in funzione Scrubber e SCR, per trattare le emissioni dei suoi generatori diesel, e impattare un po’ meno sui quartieri della città,  ma non tanto quanto avrebbe potuto disponendo di una banchina elettrificata.

In base a valutazioni, effettuate da diverse fonti  (ISPRA, Ente UK Ltd, Organizzazione Marittima Internazionale) è possibile stimare che, con il duplice trattamento fumi, applicati alle emissioni di un generatore diesel, a servizio dei consumi elettrici di un traghetto, prodotti con generatori diesel, con una potenza compresa tra 1.000 e 5.000 chiloWatt (kW), un traghetto come la GNV Polaris,  ogni ora, possa emettere in atmosfera da 5 a 10 chili di biossido  di azoto.

Vediamo ora quale sia l'emissione oraria di biossido di azoto di una moderna autovettura diesel, con trattamento fumi Euro 6D.

Figura 2. Autovettura diesel Euro 6D, potenza 121 kW

La Mazda 6, in Figura 2, è una Euro 6D, che utilizza diversi metodi per ridurre le sue emissioni di biossido di azoto: catalizzatore a tre vie, controllo elettronico della miscela, ottimizzazione della combustione.

Il suo motore diesel ha una potenza di 121 chiloWatt (kW), quindi almeno otto volte inferiore alla potenza di un generatore di un traghetto (1.000-5.000 kW).

Quest'auto, durante un percorso urbano, a 30 km/ora, in un'ora emette circa 1 grammo di biossido di azoto, nel pieno rispetto delle attuali normative.

Pertanto, l'emissioni oraria di biossido di azoto di un moderno traghetto, attraccato a moli non elettrificati,  equivale a quella di 5.000 - 10.000 autovetture diesel, della classe Madza 6D, in circolazione in citta', per la stessa durata di tempo.

Per avere un'idea del potenziale impatto sulla qualità dell'aria di Genova del trasporto terrestre e quello navale, può essere utile sapere che, nel 2020, a Genova erano immatricolate 220.000 autovetture diesel e che, nella stagione turistica, il  porto di Genova prevede 8-10 scali giornalieri di traghetti e navi da crociera (Figura 3) che rimangono attraccati ai moli, con i loro generatori accesi, per una decina di ore al giorno.

Questi due sistemi di trasporto, terrestre e navale, per le loro caratteristiche e per le modalità del loro uso, hanno  un impatto importante sulla qualità dell'ambiente delle città che li ospitano e per la salute dei loro abitanti.

Sono, tuttavia, "storie" diverse che meritano di essere ben comprese. 

Sono i “racconti” che faremo nei prossimi post.


Figura 3. Traghetti, navi da crociera, navi commerciali e di servizio (rimorchiatori, navi rifornimento..),  attraccate ai moli e partite alle 19:31 del 13 agosto 2024

La Figura 3 mostra l'affollamento dei moli del porto passeggeri di Genova, durante un normale tardo pomeriggio di agosto, con sette navi passeggeri ai moli, un traghetto appena partito e due nave commerciale (in verde) attraccate ai moli a sud.

Tutte queste navi, in gran parte varate tra dieci e venti anni fa, hanno anche frequenti problemi di corretta manutenzione dei motori, resi evidenti da pesanti e lunghe fumate scure.

Queste fumate, che denunciano il mancato rispetto di una una specifica Regola fissata dalla Capitaneria di Porto di Genova e sottoscritta da tutti gli armatori, nel Genoa Blue Agreement, nel corso del 2024, sono state anche documentate fotograficamente dalle Sentinelle dei Fumi dal Porto e visibili, nei loro circa 200 rapporti giornalieri, pubblicati nei social.

E per l’anzianità di servizio e per una inadeguata manutenzione dei motori, le emissioni orarie di biossido di azoto, di gran parte dei traghetti in servizio a Genova, sono certamente maggiori di quelle stimate per la  nuova GNV Polaris.

E la concentrazione di tutte queste fonti emissive in un’area ristretta e l’effetto di attrazione di traffico veicolare (leggero e pesante), certamente non tutto Euro 6, da parte dei traghetti, sono destinati a peggiorare la qualità dell’aria di tutta la zona portuale e delle aree urbane limitrofe.

Nel prossimo post, utilizzando le misure effettuate dalle centraline ARPAL, mostreremo quanto e come i fumi emessi dalle navi e dal traffico, pesino sulla qualità dell'aria dei quartieri in collina con  vista porto, i quali, d'estate, per molte ore al giorno, si trovano sottovento agli alti fumaioli delle navi ospitate dal porto.

SULLO STESSO ARGOMENTO

























Biossido di azoto nei fumi navali: come si formano, effetti sulla salute, limiti di legge. 1)


 Gli ossidi di azoto: come si formano, effetti sulla salute, limiti.

Gli ossidi di azoto si formano, prevalentemente, per reazione tra l'ossigeno e l'azoto presenti nell'atmosfera del nostro Pianeta.

Questa reazione avviene quando l'aria è sottoposta ad alte temperature e ad elevate pressioni, condizioni che si realizzano nei motori a combustione interna, in particolare nei motori diesel.

Pertanto, nei gas di scarico dei motori diesel sono presenti diversi ossidi di azoto (NOx); i più importanti sono: monossido di azoto (NO), biossido di azoto (NO2).

La loro quantità, in uscita dai tubi di scappamento, dipende dalla cilindrata dei motori, dalla loro manutenzione, dalla velocità delle auto, dai trattamenti fumi.

Respirare aria con questi inquinanti provoca effetti alla salute anche gravi (asma, disturbi respiratori, ictus, infarti, ....), che possono ridurre l'aspettativa di vita.

A seguito di evidenze sperimentali, anche recenti, l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha raccomandato ai Paesi ONU il rispetto di limiti (concentrazioni medie  in atmosfera) sempre più restrittivi, che sono stati recepiti dalla normativa europea e di conseguenza da quella italiana.

Attualmente (2024), i limiti del biossido di azoto, concentrazione medie che non devono essere superate, espresse come micro-grammi, milionesimo di grammo, per metro cubo di aria (ug/mc), in vigore nel nostro paese, sono i seguenti:

- media annuale: 40 ug/mc
- media oraria:   200 ug/mc, da non superare più di 18 volte nel corso di un anno.

A Genova, il limite annuale del biossido di azoto, non è mai stato rispettato in almeno due dei siti da traffico, monitorati dalla Agenzia Regionale Protezione Ambiente Liguria (ARPAL), via Buozzi e Corso Europa, rispettivamente a 44 e a 65 microgrammi per metro cubo, nel corso del 2023.

Pertanto, Genova contribuisce alla procedura di infrazione a carico dell’Italia, da parte dell’Unione Europea, per il mancato rispetto della Direttiva 2008/50/CE sulla qualità dell’aria.

Nel 2023, la Corte di Giustizia Europea ha segnalato il perdurare di questa infrazione a carico dell’Italia  e, per questo, rischiamo  di essere sanzionati, come già avvenuto per simili “reati” ambientali,  con multe di decine di milioni di euro.

A seguito di nuove evidenze sperimentali, in particolare l'occorrenza di danni sanitari anche a seguito di esposizioni di breve durata, su raccomandazione dell'OMS, l'Unione Europea ha recentemente approvato nuovi limiti, per il biossido di azoto  che entreranno in vigore nel 2030.

In particolare, i nuovi limiti per il biossido di azoto sono:

- media annuale: 20 ug/mc
- media giornaliera: 50 ug/mc, da non superare più di 18 volte/anno
- media oraria: 200 ug/mc, da non superare più di 3 volte/anno

Da sottolineare  che la nuova normativa ha introdotto limiti  giornalieri, una scelta importante per i quartieri genovesi in fronte porto che si trovano sottovento alle emissioni portuali in particolari situazioni stagionali come le brezze di mare estive.

A causa della sua elevata reattività, una volta immesso in atmosfera, il biossido di azoto va incontro a una rapida degradazione, in funzione della temperatura ambiente e della intensità delle radiazioni solari. 
Pertanto, la sua concentrazione si riduce nel tempo, con un tempo di dimezzamento che, in base all’intensità della luce solare e altri parametri ambientali, va da 30 minuti a 24 ore. 

In ambito urbano il tempo di dimezzamento è più breve e va da 1 a 3 ore, a causa della interazione con altri inquinanti. 

In questo caso, il biossido di azoto, specialmente nel periodo estivo, contribuisce alla formazione di ozono, un’altro pericoloso inquinante che spesso sfora nelle zone periferiche delle città, che a Genova sono il parco di Acquasola e Quarto dove sono state collocate i campionatori per misurare in continuo l’ozono.

Altre reazioni che avvengono in atmosfera contribuiscono alla “scomparsa” del biossido di azoto, e alla formazione di altri composti problematici (acido nitrico, perossi acetil  nitrati, nitrati…) i quali, a loro volta, comportano la formazione di polveri sottili secondarie.

Per tutti questi motivi, a Genova , dovrebbe essere prioritario attivare, rapidamente, strategie efficaci per ridurre l’inquinamento da biossido di azoto, in particolare in ambito portuale, fonte prevalente di questo inquinante nel territorio comunale di Genova ma, di fatto, ignorato fino al 2020, quando su sollecitazione del Comitato Ambientale Genova Centro Ovest, si sono avviate le prime misurazioni da parte di ARPAL, presso largo San Francesco da Paola, in zona di impatto delle emissioni portuali.

SULLO STESSO ARGOMENTO






 









 







domenica 7 aprile 2024

 Imparare dalla natura per catturare anidride carbonica 2)

Allevare cozze, ostriche e altri molluschi 


Ogni anno, in tutto il mondo, si producono e si raccolgono, circa 22 milioni di tonnellate di molluschi bivalvi (mitili, vongole, ostriche...). 

In Italia, nel 2016, la produzione, prevalentemente  di mitili e vongole, è stata di 93.253 tonnellate.

Di questa enorme quantità, circa il 20% in peso è l'ottimo alimento che allieta le nostre cene, ricco di proteine, vitamine del gruppo B  e sali minerali essenziali, come iodio e fosforo.

Ma anche i gusci, circa il 70% del peso iniziale, sono una risorsa tutta da scoprire e valorizzare, in quanto , con un processo naturale, ci danno una mano, niente affatto trascurabile, per sottrarre stabilmente anidride carbonica dall'atmosfera terrestre e contribuire a contrastare il cambiamento climatico in atto.

E' un processo biologico, che trasforma un gas clima-alterante, l'anidride carbonica, in un composto solido, destinato a trasformarsi in sedimenti e rocce sedimentarie, la cui durata si può misurare in milioni di anni.

Infatti i robusti gusci di mitili, vongole e ostriche, per il 90-95 % sono fatti di carbonato di calcio, un sale insolubile, composto da Calcio, Carbonio e Ossigeno che i molluschi producono a partire dall'anidride carbonica presente disciolta nell'acqua.





 Recentemente  due diversi studi sul ruolo delle coltivazioni di molluschi bivalvi nella segregazione di anidride carboniuca, sono stati condotti in Italia:

Entrambi gli studi, applicando metodi di Life Cycle Analyses  (LCA),  hanno concluso che nelle condizioni ambientali presenti nei mari italiani e con i nostri attuali sistemi di coltivazione,  per ogni chilogrammo di mitili allevato, si sottraggono dall'ambiente da 233 a 80 grammi di CO2.

Questi risultati potrebbero permettere  di riconoscere ai miticoltori adeguati crediti di carbonio, un compenso economico proporzionato  quantità di anidride carbonica che i loro allevamenti sottraggono, in modo stabile,  all'atmosfera del pianeta.











.




sabato 2 marzo 2024

Imparare dalla natura per catturare l'anidride carbonica 1)


"National Geographic", nel numero di Novembre del 2023, 

(https://www.nationalgeographic.com/premium/article/remove-carbon-emissions

ha dedicato un lungo articolo ai metodi che abbiamo a disposizione per togliere dall'atmosfera quantità significative di anidride carbonica.

Il problema che oggi hanno tutti i viventi  è rappresentato dai 2,4 trilioni di tonnellate di anidride carbonica che le attività umane, con lo sfruttamento di combustibili fossili, hanno aggiunto all'atmosfera del pianeta Terra, a partire dalla fine del diciannovesimo secolo.

Per questo motivo, la concentrazione planetaria di anidride carbonica  costantemente intorno  alle 270 parti per milione (ppm) nei secoli pre industriali, da circa 150 anni sta progressivamente aumentando, anno dopo anno.


Figura 1. Andamento della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre, dalla fine del 1700 al 2020. Si è passati da 278 ppm degli anni pre-industriali, ai 417 ppm del 2020.

L'articolo di NG descrive dodici delle  tecniche di cattura della anidride carbonica, a suo avviso più promettenti.

Tra quelle meno costose e "facili" da realizzare, a terra e in mare, in ordine crescente di quantità di anidride carbonica sottratta stabilmente dall'atmosfera sono:

  • Tecniche agricole più intelligenti
  • Crescita di foreste
  • Conservazione delle aree costiere
  • Coltivazioni alghe in ambiente marino
  • Recupero degli ecosistemi
Tra  questi, il metodi che NG giudica avere un effetto potenziale moderato è la coltivazione di alghe in ambiente marino; la riforestazione comporterebbe l'assorbimento di una minore quantità di anidride carbonica ( da bassa a moderata), anche se a costi più bassi.

Risultati decisamente migliori, sempre secondo la rivista, a basso costo, ma difficili da realizzar,  si potrebbero ottenere con tecniche di mineralizzazione della anidride carbonica e fertilizzando gli oceani a favore di alghe e plancton.

National Geographic non parla di due tecniche  di cattura di anidride carbonica "basate sulla natura" di grande interesse per il nostro paese e per quelli che si affacciano sul Mediterraneo: la coltivazione di vongole e mitili e la tutela e lo sviluppo delle praterie di poseidonia.
Saranno i metodi di Carbon Capture and Storage che descriveremo nei due prossimi post.



sabato 30 dicembre 2023

Trattiamoli a “freddo”: riciclo meccanico dalle “miniere urbane” .


Come fanno carta e cartoni, imballaggi di plastica, lattine, tutti mescolati nella pattumiera a ritrovarsi, ben separati l’uno dall’altro, distinti per colore e ben impacchettati in grandi cubi della stessa dimensione, come si vede in queste due prime immagini?


In Italia, a “combattere” contro il “naturale” disordine dei rifiuti, provvede un esercito sempre più numeroso di cittadini che, a casa, in ufficio, nel loro negozio, differenziano diligentemente i loro scarti nelle sei  tipologie previste (vetro, carta e cartoni, imballaggi in plastica, metalli, organico e secco residuo) prima di consegnarli, per la raccolta domiciliare, negli appositi contenitori.

Subito dopo, interviene un altro piccolo esercito di operatori che, nei giorni previsti, provvede a raccogliere le singole frazioni.

Il passo successivo è quello che sfugge ai più, ma è quello più importante per garantire la realizzazione della nuova “economia  circolare”, quella che trasforma i vecchi rifiuti in una nuova risorsa,  in grado di dare nuova vita a carta, plastica, metalli…: le aziende che provvedono alla “valorizzazione” delle frazioni raccolte, realizzando una ulteriore selezione, finalizzata al riciclo, con metodi di tipo fisico e meccanico.

In Italia, nel 2022, nel solo settore di chi da una seconda vita delle materie plastiche, hanno operato  191 aziende, addette alla trasformazione, e altre 54, specializzate nel riciclo della plastica raccolta, tutte aziende aderenti all’Istituto per la Promozione delle Plastiche da Riciclo



Figura 1. Ciclo di operazioni per “ valorizzare” le plastiche raccolte in modo differenziato e avviarle al riutilizzo.

La Figura 1 mostra, in forma schematica, la sequenza di operazioni, di tipo meccanico, ottico e elettronico che permettono di separare i polimeri più facilmente riciclabili (polietilene, polietilene alta densità, polipropilene),  in base alla composizione chimica e al colore,  e immetterli in nuovi cicli produttivi.

In sintesi, aperti i sacchi usati per le raccolte domiciliari e di prossimità, i materiali raccolti, sono inseriti su un nastro trasportatore dove avviene, spesso a mano, una prima separazione che elimina conferimenti errati (cartoni, legno, scarti elettronici…), successivamente un setaccio rotante provvede a separare frazioni di piccole dimensioni e in un passaggio successivo, flussi di aria a pressione effettuano la separazione tra imballaggi pesanti (flaconi..) e leggeri (buste, fogli..).

Un trituratore provvede a ridurre in piccoli pezzi le plastiche selezionate che sono separate per colore e composizione chimica che, in questo schema,  prevede il riuso solo di polietilene (PE), polietilene ad alta densità (HDPE) e polipropilene (PP). 

In questa figura si prevede che tutte le altre plastiche non riciclabili e gli scarti combustibili, siano utilizzate per produrre calore. E’ un procedimento utilizzato, la cosiddetta “termovalorizzazione”, ma non obbligatorio.

La natura inerte di questi residui ne può permettere lo stoccaggio temporaneo, in previsione di un riciclo di tipo chimico, già ora tecnicamente possibile e di sicuro sviluppo nei prossimi anni.

In Italia, nel 2022, con simili trattamenti meccanici, grazie a cittadini e aziende che amano il riciclo, con riferimento solo agli imballaggi, sono stati avviati al riuso e al riciclo:

- 418.000 ton di acciaio
- 60.000 ton di alluminio
- 4.311.000 ton di carta
- 2.147.000 ton di legno
- 1.122.000 ton  di plastica e bioplastica
- 2.293.000 ton di vetro 

E, sempre nel 2022, complessivamente l’80,5% degli imballaggi  immessi  al consumo in Italia e’ stato raccolto in modo differenziato e riciclato.

Utile ricordare che, di fatto, il costo del recupero e del riciclo di tutti gli imballaggi e’ a carico di chi li acquista, in quanto, nel prezzo di un prodotto imballato (cibo, bevanda, bene di consumo…) è inserito una apposita onere, finalizzato al riciclo dell’imballaggio. 



E’ evidente la partita vincente della raccolta differenziata e del riciclo e la necessità e opportunità di fare di più e meglio.

Peccato che il governo Meloni marci contro. Il rinvio al prossimo anno della tassazione prevista dalla UE sui prodotti “usa e getta”, ha fatto un favore alle tante piccole aziende del settore, ma ha danneggiate quelle nuove, che stanno investendo sul riciclo delle plastiche usate, il cui costo, nella situazione attuale, e’ maggiore di quelle delle plastiche “vergini”, ottenute dal petrolio e dal gas fossili e quindi pesantemente clima alteranti. 

Sullo stesso argomento: 









martedì 26 dicembre 2023

Trattiamoli a "freddo": riciclo chimico delle plastiche miste

 

La nostra generazione ha scoperto le plastiche con “Carosello”, il siparietto serale di pubblicità, comparso nel 1957, con le prime trasmissioni televisive. 

Alla scoperta ci ha guidato l'attore comico Gino Bramieri che, dopo aver fatto vari disastri, improvvisandosi "donna di casa", concludeva con: “ E mo? E mo, Moplen,”. 

Senza saperlo, stavamo assistendo all’avvio della rivoluzione che introduceva nelle case, e poi in tutti gli ecosistemi del pianeta, uno dei primi polimeri, una macromolecola, mai esistita prima, il cui nome commerciale era, appunto, "Moplen", con riferimento alla Montedison, che lo produceva a Ferrara, a partire dal 1957.

E la caratteristica, vantata da Bramieri,  era che il catino di “moplen”  che sostituiva quello in stagno zincato, era leggero, non arrugginiva e non si rompeva: una serie di vantaggi che, pochi decenni dopo, si sarebbero trasformati nell’attuale problema planetario delle “microplastiche”.

Il nome chimico del Moplen e’ poli-propilene, una invenzione tutta italiana, fatta nel 1954 dal professor Giulio Natta  che,  per questo, vinse il premio Nobel nel 1963.

Come suggerisce il nome, il poli-propilene  e’ una lunga molecola (polimero)  fatta da molecole  più piccole (propilene), unite insieme.

In particolare, il nome chimico del  “Moplen” è “poli-propilene isotattico” e il termine "isotattico" sottolinea l'organizzazione simmetrica di questa macromolecola, in cui i  gruppi metilici (CH3 ) e gli atomi di idrogeno sono regolarmente distribuiti lungo la catena del polimero. 




Figura 1. Struttura molecolare del poli-propilene isotattico.
In rosso gli atomi di carbonio, in blu gli atomi di idrogeno



Figura 2. Struttura molecolare  di propilene e poli-propilene


Da questa prima scoperta sono nate tutte le altre “macromolecole", decine di diverse "grandi molecole",  materie plastiche  con strutture molecolari organizzate ad arte, per offrire vantaggi e caratteristiche diverse: resistenza agli urti, impermeabilità a gas, trasparenza, leggerezza,…

Tutto questo, a partire da una miscela complessa e variabile di idrocarburi gassosi, liquidi e solidi estratti dalle viscere della terra, petrolio e  gas naturale, successivamente trattati in impianti petrolchimici, con processi chimico-fisici complessi e supportati da “catalizzatori” che aumentano le rese e guidano le trasformazioni chimiche, verso prodotti con le caratteristiche desiderate.

Quindi non dovrebbe stupire che le conoscenze sviluppate dai chimici per la produzione di polimeri possano essere applicate anche al riciclo e riutilizzo di polimeri di scarto, compresi le plastiche miste da raccolte differenziate di qualità non particolarmente elevata

In effetti le caratteristiche di questa frazione (abbondanza di carbonio organico, presenza di molecole organiche di composizione diversa, impurezze...,) rimandano alle caratteristiche del petrolio, miscele complesse di idrocarburi "fossili" dai quali processi fisici e chimici, altrettanto complessi,  riescono a produrre combustibili, manufatti, tessuti, detergenti, solventi, lubrificanti...


Figura 3. Processi utilizzabili per il riciclo avanzato dei materiali di plastica post consumo

La Figura 3 sintetizza i numerosi procedimenti attualmente messi in atto per "riciclare" gli scarti polimerici.

Nella Figura 3,  al primo posto a destra, c'è anche l'incenerimento con recupero energetico che, ovviamente, non è una forma di riciclo chimico.

L'incenerimento non è una forma di "riciclo" della materia perché le macromolecole, portate a temperature maggiori di 850°C, in presenza di ossigeno,  si trasformano in anidride carbonica la quale, vista l'origine fossile del carbonio presente nelle plastiche,  dà un pesante contributo al cambiamento  climatico. Quindi, correttamente, questa emissione sarà pesantemente tassata, a danno di aziende e famiglie che saranno costrette a pagare TARI molto più salate.

Anche gasificazione, pirolisi e depolimerizzazione sono trattamenti a "caldo" in quanto ci vuole molta energia "termica" per rompere i legami che, nei polimeri,  tengono insieme i monomeri, le molecole alla base delle catene polimeriche.

I processi di trasformazione con cui si trattano le miscele di polimeri "post consumo", per essere considerati un vero "riciclo chimico", devono avere come prodotto finale  nuovi composti chimici da immettere all'uso, dando la priorità a nuovi polimeri.

Critiche, sulla reale "ciclicità" di tecniche che utilizzano la pirolisi di polimeri post consumo  per produrre oli e combustibili, sono state formulate da Zero Waste Europe.

    Grazie ai diversi approcci offerti dalla chimica delle macromolecole, sono numerose le aziende chimiche che stanno investendo per trasformare, in risorsa, l'immensa quantità di plastiche che ogni anno, dopo una breve vita utile, si trasformano in rifiuti: nel 2019, a livello mondiale, sono stati prodotte 450 milioni di tonnellate di polimeri, di cui il 70%  è finito in discarica o è stato abbandonato nell'ambiente.

E in Italia, nel 2020, sono stati immessi nel mercato 5,9 milioni di tonnellate di plastiche, di cui solo 1,6 milioni di tonnellate sono state differenziati.

Oggi, delle plastiche raccolte in modo differenziato in Italia, solo il 39%  (624.000 tonnellate) è stato riciclato, il resto incenerito o inviato in discarica.

Ma tutto fa pensare che le cose stiano cambiando.

E proprio a Ferrara, a distanza di oltre sessanta anni, negli stessi laboratori dove è nato il  "Moplen",  suoi "discendenti" sono  rinati a seconda vita.

1) La "rinascita" avviene grazie al processo MoReTec,  che si basa sulla pirolisi catalitica, messa a punto dalla LyondellBasell, in un impianto pilota localizzato a Ferrara, della BasellPolietilene Italia spa.

Alla fine di novembre 2023, la LyondellBasell ha annunciato la costruzione a Wesseling (Germania)  di un impianto di riciclo chimico di 50.000 tonnellate/anno di scarti di imballaggio, in prevalenza poliolefine ( polietilene, polipropilene, poli-iso butilene) che si prevede possa entrare in funzione nel 2025. Con questo metodo, l'olio ottenuto con la pirolisi, sarà usato per produrre nuovi polimeri.

2) E' in fase di realizzazione a Chieti, l' impianto pilota, su scala industriale, per il riciclo chimico di PoliEtilenTereftalato (PET) e il Poliestere con il processo GR3N basato sull'idrolisi alcalina e sull'uso di micronde per accelerare la depolimerizzazione degli scarti e il successivo riuso dei monomeri.

3) Nel 2023 è stato siglato un accordo tra SAIPEM e Garbo per l'industrializzazione del processo di riciclo chimico CHEMPET, che sarà realizzato a Cerano (Novara).

Con il processo ChemPET , che si basa sulla glicolisi, possono essere recuperati diversi prodotti a base di PET, difficilmente recuperabili con le attuali tecnologie di tipo meccanico: sfridi da termoformatura e vaschette multi-strato, sfridi e film accoppiati con alluminio, bottiglie in PET opaco (contenente additivi minerali  come TiO2, CaCO3, Silice), polveri di PET colorati, vassoi in PET nero, reggette in PET/PP, tessuti non tessuti, fibre miste poliestere/cotone.

Basato sulla tecnologia ChemPet, GR3N e Intectesa Industrial hanno siglato, sempre nel 2023, un accordo per realizzare, nel 2027, il primo impianto spagnolo di riciclo chimico di scarti di tessuti tessili.

5) ChemCycling è il processo di riciclo chimico, messo a punto dalla BASF , che utilizza la pirogassificazione a 300-700 C°,  in assenza di ossigeno, di poli-etile, polipropilene, polistirolo, plastiche multi strato. Il prodotto è un olio che viene utilizzato come materia seconda in ingresso negli impianti petrolchimicio dell BASF in sostituzione di materie fossili.

6) Infine, anche la Eastman,  ha deciso di investire in Francia  (Port- Jerone-sur-Seine), realizzando un impianto per il riciclo di 200.000 tonnellate/anno di scarti di poliesteri ,con la tecnica della metanolisi. I lavori partiranno nel 2026 e la piena attività è prevista per il 2030.

Tutto fa pensare che investire, oggi, in nuovi "termovalorizzatori" sia un clamoroso "fiasco" economico: raccolte differenziate sempre più efficaci e di migliore qualità, crescenti quantità di plastiche post consumo avviate al riuso e riciclo, taglieranno agli inceneritori con recupero energetici, combustibili e guadagni.

 Sullo stesso argomento: