Politecnico di Milano by Hf7Av38

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									     RIFIUTI: produzione, caratterizzazione, gestione (cenni ai sistemi di recupero,
         riciclaggio, smaltimento); il decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22




1. Il problema rifiuti e lo sviluppo sostenibile
2. Definizione e produzione dei rifiuti
  2.1 - Definizione di rifiuto
  2.2 - Produzione dei rifiuti: situazione attuale e trend evolutivo
3. Analisi merceologica e chimico-fisica dei rifiuti
  3.1 – Analisi merceologica
  3.2 – Analisi chimico-fisica
  3.3 – Composizione merceologica e chimica dei rifiuti solidi urbani
4. Cenni sommari sulle tecniche di raccolta, trattamento e smaltimento.




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1. IL PROBLEMA RIFIUTI E LO SVILUPPO SOSTENIBILE
        Anche, e forse soprattutto nel settore dei rifiuti, i "costi" ambientali (inquinamento,
degrado del territorio, perdita di valore degli immobili adiacenti agli impianti di
smaltimento, mancata bonifica e ripristino di siti inquinati), detti anche costi esterni,
sono stati ignorati o, al massimo, sottovalutati. Oggi va consolidandosi l'opinione che
questi costi debbano essere inclusi nella definizione delle scelte e delle strategie, e che
gli effetti sull'ambiente, a breve e lungo termine, conseguenti allo smaltimento dei rifiuti,
debbano essere attentamente valutati, in modo che i benefici generati dalla crescita
economica non siano annullati dai costi derivanti dall'inquinamento sulla salute e sulla
qualità della vita.
       Sono tuttora allo studio (Eurostat) gli indicatori più adeguati per mettere in
relazione i rifiuti alla sostenibilità dello sviluppo.
         Quali indicatori di “stato” adeguati per descrivere la situazione possono essere
considerati, ad esempio: la superficie di territorio destinata a discarica, il rapporto tra
rifiuti pericolosi e rifiuti totali prodotti in un dato comprensorio territoriale, il rapporto tra
produzione di rifiuti e PIL.
       Quali indicatori di “pressione” sull’ambiente possono essere considerati: la
produzione di rifiuti pro-capite o per unità di prodotto e le emissioni generate dall’attività
di smaltimento dei rifiuti (ad es. scarti non riciclabili dalle attività di raccolta differenziata;
sovvalli dal compostaggio; emissioni aeriformi, ceneri e scorie dall’incenerimento;
percolato e biogas di discarica).
        I risultati delle iniziative volte alla loro riduzione sono inquadrabili come indicatori
di “risposta”. Ad esempio: il rapporto tra rifiuti effettivamente destinata al recupero o al
riciclaggio sul totale prodotto, la percentuale di materiale ottenuto dalle iniziative di
recupero e riciclaggio effettivamente collocato sul mercato; il rapporto tra indici di stato
in anni diversi.
       Attualmente, la strategia seguita dalla Unione Europea (Direttive 91/156/CE,
91/689/CE, 94/62/CE) e nel D.Lgs. 5 febbraio 1997, n.22 (cosiddetto decreto Ronchi),
modificato dal D.Lgs. 8 novembre 1997, n. 389 (Ronchi bis) ed infine dalla legge
426/1998 (Ronchi ter) è basata su una gerarchia così strutturata:
   RIDUZIONE della quantità di rifiuti prodotti, attraverso l'uso di diversi criteri e
    modalità di progettazione dei prodotti e dei processi di produzione, affiancata ad
    un'educazione al consumo razionale;
   RIUTILIZZO dei prodotti e dei componenti che, per quanto scartati come rifiuti, non
    hanno ancora terminato la propria vita utile; il riutilizzo comporta che l’oggetto
    continua ad essere impiegato per scopi analoghi a quelli originari (ad esempio: una
    bottiglia resta tale, anche se de declassata da contenitore per alimenti a contenitore
    per liquidi non alimentari);
   RICICLAGGIO delle frazioni di materiale ancora impiegabili come input di processi
    produttivi; il riciclaggio consiste quindi in un processo di trasformazione del
    materiale recuperato dai rifiuti.
   RECUPERO di energia per la frazione che ancora rimane a valle degli interventi di
    riutilizzo e riciclaggio.
       Infine, ciò che non trova collocazione in nessuna delle quattro possibili vie di
trattamento sopra elencate dovrà essere destinato allo smaltimento finale in discarica



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controllata (si pensi agli scarti non utilizzabili derivanti dai processi di riciclaggio, alle
scorie dei processi di recupero energetico, ecc.).
        Emerge quindi il concetto di gestione dei rifiuti secondo un "SISTEMA
INTEGRATO DI SMALTIMENTO" che ha come elemento caratterizzante a breve-medio
termine la valorizzazione del rifiuto in quanto fonte di materia ed energia e, come
obiettivo a più lungo termine, la riduzione della produzione dei rifiuti.


2. DEFINIZIONE E PRODUZIONE DEI RIFIUTI
2.1. Definizione di rifiuto

      Il D. Lgs. 22/97 definisce rifiuto "qualsiasi sostanza o oggetto che rientri nelle
categorie riportate   nell allegato A e di cui il detentore si disfi o abbia l'obbligo di
disfarsi"
       Il medesimo decreto enuncia anche che "i rifiuti da avviare allo smaltimento
devono essere il più possibile ridotti, potenziando la prevenzione e le attività di riutilizzo,
di riciclaggio e di recupero.........", "lo smaltimento dei rifiuti deve essere attuato con il
ricorso ad una rete integrata ed adeguata di impianti di smaltimento").
     Tra le innovazioni principali dovute al D. Lgs. 22/97 si evidenziano:
 la pianificazione: ossia i servizi di raccolta e smaltimento devono essere allestiti
  all'interno di ambiti territoriali ottimali. Il decreto individua per i servizi pubblici di
  raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani l'ambito provinciale come quello più idoneo,
  "fatte salve particolari realtà locali";
 obiettivi di riciclaggio: i Comuni devono arrivare al 35% di raccolta differenziata (al
  1997, la media nazionale si attestava su valori di circa 9,42% della produzione totale di
  rifiuti, pari a circa 2.507.207 t anno-1, con notevoli variazioni tra Regione e Regione);
 recupero: sono previste regole semplificate e delle agevolazioni sia autorizzative che
  finanziarie per chi recupera, ricicla o comunque riutilizza scarti di lavorazioni e/o rifiuti;
 recupero energetico dai rifiuti: "viene facilitato l'uso come combustibile dei materiali
  ottenuti dal trattamento e selezione dei rifiuti" pur restando "in vigore le prescrizioni sui
  fumi prodotti (D.M.A. 19/11/97 n° 503 pubblicato sulla G.U. del 29/01/98), che
  impongono emissioni meno inquinanti rispetto all'utilizzo di impianti analoghi di
  combustione tradizionale".
 gestione degli imballaggi: i consorzi di recupero (di nuova istituzione, obbligatori ma
  completamente privati ed autonomi, che dovranno subentrare a quelli già esistenti
  coinvolgendo le diverse associazioni di categoria) dovranno raccogliere in modo
  differenziato entro 5 anni il 50% degli imballaggi usati: se non riusciranno, dovranno
  essere definite le penalità economiche da applicare;
 elettrodomestici: dovranno essere raccolti per essere riciclati; qualora il sistema di
  raccolta non dovesse decollare è prevista l'istituzione di una cauzione del 10%, a
  carico del consumatore finale, se, al momento dell'acquisto di un nuovo
  elettrodomestico, non viene restituito l'apparecchio usato;
 da tassa comunale a tariffa sugli RSU, commisurata alla quantità di rifiuti
  effettivamente prodotta (resterà una quota fissa per i costi di smaltimento);




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2.2. Produzione dei rifiuti: situazione attuale e trend evolutivo

      La quantificazione dei flussi di rifiuti solidi urbani e di materiali differenziati, così
come la definizione delle caratteristiche merceologiche, sono elementi di fondamentale
importanza nel quadro delle valutazioni che conducono ad una corretta pianificazione
del problema rifiuti. La quantità di rifiuto prodotto pro-capite è passata da 0,68 kg ab-1 d-
1
  del 1979 a 1,26 kg ab-1 d-1 del 1997, pari ad un incremento medio percentuale di oltre
80%. La produzione annua ammonta a 26,6 milioni di tonnellate di RSU a cui si
aggiungono oltre 42 milioni di tonnellate di inerti e oltre 34 milioni di tonnellate di rifiuti
industriali.




                                           Fig. 1 – Produzione rifiuti e raccolta differen-
                                                    ziata nella Regione Lombardia.




     In figura 1 è mostrato il dettaglio per la Regione Lombardia, mentre in tabella 1
sono riepilogati i dati di tutte le regioni Italiane.

     Il trend di crescita dovuto alle seguenti principali ragioni:

 aumento dei prodotti di consumo, sia come tipologia che come quantità;
 profonda trasformazione delle modalità di consumo e di distribuzione anche legato
  all’affermazione di una società legata al concetto “usa e getta”;
 diminuzione del ciclo di vita dei prodotti;
 impiego massiccio degli imballaggi.
      Considerando un tasso medio di incremento annuo non inferiore al 3% annuo,
appare chiara la necessità di imporre dei meccanismi di autoregolazione e
autoregolamentazione da parte dei soggetti interessati (enti pubblici, aziende produttrici,
cittadini consumatori) al fine di evitare sovraccarichi eccessivi dei canali di smaltimento
e la saturazione della capacità ricettiva da parte dell’ambiente.


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       Tab. 1: Produzione di rifiuti urbani in Italia nel 1997

                               Produzione        Produzione annua     Produzione giorna-
         Regione                 totale in          pro capite          liera pro-capite
                                tonnellate        (kg ab-1 anno-1)     (kg ab-1 giorno-1)
        Piemonte                 1.912.760              445.72                1.22
       Valle d’Aosta                60.870              508.88                1.39
        Lombardia                3.944.110              438.77                1.20
          Liguria                  853.550              519.87                1.42
       Trentino A.A.               432.910              468.38                1.28
         Veneto                  1.951.600              436.68                1.19
 Friuli Venezia Giulia             539.720              455.59                1.24
   Emilia Romagna                2.193.350              555.69                1.52
         Toscana                 1.831.140              519.13                1.42
         Umbria                    409.420              492.26                1.34
         Marche                    737.800              508.52                1.39
          Lazio                  2.639.980              503.55                1.38
         Abruzzo                   549.790              430.86                1.18
          Molise                   119.580              362.47                0.99
        Campania                 2.543.180              438.71                1.20
          Puglia                 1.703.890              416.59                1.14
        Basilicata                 207.410              339.83                0.93
         Calabria                  697.210              336.66                0.92
          Sicilia                2.546.580              498.54                1.36
        Sardegna                   730.350              439.59                1.20
         TOTALE                 26.605.200
   Media nazionale                                      462.81                1.26


3. ANALISI MERCEOLOGICA E CHIMICO-FISICA DEI RIFIUTI

3.1.    Analisi merceologica

3.1.1. Scelta del campione da sottoporre alI'analisi merceologica
La prima fase dell'indagine è quella di individuare un campione di rifiuti sul quale
effettuare l'analisi merceologica. La difficoltà e la delicatezza di questa fase consiste nel
prelevare un campione veramente rappresentativo dell"'universo" dei rifiuti che si vuole
sottoporre ad analisi. La rappresentatività del campione deve tener conto della



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composizione merceologica, delle modalità di prelievo e delle variazioni qualitative e
quantitative, legate a cicli settimanali e stagionali.
La metodica di analisi è stata messa a punto dal CNR che prescrive di utilizzare una
massa campione di 3 - 4t, costituente il carico di un automezzo il cui percorso di
raccolta sia stato scelto come rappresentativo della composizione media dei rifiuti della
zona presa in esame.

3.1.2 Preparazione del campione rappresentativo
I rifiuti vengono pesati e scaricati sull'area adibita alle operazioni di inquartamento. Tale
area deve essere asfaltata o cementata ed accuratamente pulita prima di porvi i rifiuti.
Per prima cosa si separano dal cumulo gli oggetti ingombranti (pneumatici, scatoloni,
mobiletti vari, materassi, elettrodomestici, ecc.) che possono intralciare la campionatura.
Gli ingombranti vengono ripartiti secondo le categorie di appartenenza, come specificato
in seguito, ed accuratamente pesati. Dopo questa prima selezione, si procede
alI'apertura dei sacchetti di plastica che contengono i rifiuti, mediante forche e coltelli.

3.1.3 Inquartamenti
Quando tutti i sacchetti sono stati aperti e svuotati, si mescolano i rifiuti con una pala
meccanica per ripartire su tutta la massa eventuali concentrazioni di rifiuti particolari. Al
termine del mescolamento, si distribuisce il quantitativo di rifiuti in modo da formare una
"torta" il più possibile omogenea di altezza non superiore ai 50-60 centimetri (Fig. 2).




                      Fig. 2 – Metodo degli inquartamenti successivi


Si procede quindi all'inquartamento individuando quattro quarti (ad esempio con due
nastri colorati tenuti a 90°), ed allontanando completamente, con pala e scopa, il
materiale costituente due quarti opposti. Il materiale dei due quarti rimasti viene


                                                6
rimescolato e ridistribuito per la formazione di una nuova torta. Successivamente si
sfalsano di 45° i due nastri colorati rispetto ai tracciati precedenti ed i rifiuti di due quarti
opposti vengono allontanati completamente come in precedenza. La massa rimasta
(circa un quarto di quella di partenza) viene rimescolata nuovamente ed accumulata
verso il centro; viene rifatta la torta ed un ulteriore inquartamento. Partendo dalla massa
iniziale di rifiuti di 3-4 t, vengono effettuati normalmente due inquartamenti ognuno dei
quali è costituito da due torte e riduce il rifiuto ad un quarto. Al termine dei due
inquartamenti si ottiene un residuo di circa 200 kg che costituisce il materiale di
riferimento per la valutazione della composizione merceologica.

3.1.4. Analisi merceologica del rifiuto
Dopo aver pesato il campione prelevato, si procede all'analisi merceologica (Figura 3).
L'analisi comporta l'impiego di un vaglio vibrante a maglie quadre di 20 mm di luce.
Tutta la massa viene progressivamente disposta sul vaglio, raccogliendo il sottovaglio
su di un telo di plastica; si procede contemporaneamente alla cernita manuale delle
categorie merceologiche adottate. A conclusione di questa operazione si pesano i rifiuti
appartenenti alle differenti classi.

                                        scelta del campione e
                                               pesatura

                                                    3000 – 4000 kg


                                      preparazione della torta e
                                           inquartamenti


                                      formazione del campione
                                        per la cernita manuale
               Separazione dei                         200 – 150 kg
                   rifiuti
               ingombranti           cernita manuale in frazioni
                                           merceologiche
              Calcolo frazione
                   rifiuti                                                Prelievo campioni
               ingombranti              Pesatura delle singole                per analisi
                                       frazioni merceologiche                chimiche
                                                                                      1 – 2 kg

                                                                            Preparazione
                                     Calcolo della composizione
                                                                            campioni per
                                      merceologica percentuale
                                                                           analisi chimiche


Fig. 3 – Schema della procedura di campionamento per la determinazione delle
         frazioni merceologiche e la preparazione dei campioni per le analisi chimiche.


Le classi merceologiche nelle quali viene ripartito il rifiuto sono 18:
1) sottovaglio: tutto ciò che passa al vaglio di 20 mm de è costituito essenzialmente da
   sostanze organiche e da inerti;
2) vetro;


                                                   7
3) altri inerti: porcellana, ceramica, pietre, gessi, mattoni, ecc.;
4) metalli: questa categoria include materiali costituiti da ferro e da altri metalli escluso
    l'alluminio;
5) alluminio: include lattine di alluminio ma anche fogli di alluminio in film come buste
    per le patatine, per il caffè, vaschette per alimenti, ecc.;
6) pile e batterie (escluse le pile a bottone che solitamente passano nel sottovaglio);
7) farmaci: confezioni con medicinali interi o parti di essi;
8) contenitori T e/o F: contenitori anche vuoti, di sostanze tossiche ed infiammabili;
9) altri pericolosi: termometri, lampade a fluorescenza e a vapori metallici, siringhe,
    ecc.;
10) tessili: abiti, giacche, stoffe, ecc.;
11) pelli e cuoio: scarpe, cinture, giacche di pelle, ecc.;
12) plastica in film: buste e sacchetti di plastica, polietilene da imballo sottile, ecc.;
13) contenitori in plastica: solo contenitori per liquidi (latte, acqua, bibite, detersivi);
14) altra plastica: contenitori vari non per liquidi; plastica rigida per imballi, polistirene ed
    altri poliespansi, oggetti in plastica dura in genere;
15) organico putrescibile: alimenti, materiale organico di origine vegetale o animale;
16) carta: carta e materiali cellulosici che possono essere assimilati quali ad esempio
  cotone idrofilo, assorbenti igienici, pannolini per infanti;
17) cartone: cartone da imballo;
18) legno.
Tutti gli oggetti misti ed accoppiati (carta e plastica, vetri con inserti metallici, plastica ed
alluminio, ecc.) vengono inclusi nella categoria alla quale, a valutazione visiva, il peso
del materiale di appartenenza superi il 50% del peso dell'oggetto stesso.
Alla conclusione delle operazioni di cernita manuale, si pesano i materiali appartenenti
alle differenti categorie merceologiche e si riportano i pesi in una apposita tabella.
Alle quantità delle varie frazioni vanno aggiunte le aliquote, proporzionali al peso del
campione iniziale, dei rifiuti ingombranti accantonati prima delle operazioni di
inquartamento. Solitamente, soprattutto per effetto di una certa evaporazione del
materiale durante la cernita oppure per la perdita di piccoli materiali, la somma dei pesi
delle singole frazioni è inferiore al peso complessivo precedentemente determinato. In
ogni caso le aliquote percentuali delle singole categorie vengono sempre calcolate con
riferimento alla loro somma e non al peso iniziale.
     Pertanto il peso totale (Ptot) del campione sarà dato da:
                                          Ptot = C + B
dove C = sommatoria delle frazioni merceologiche;
     B = aliquota rifiuti ingombranti
Un cenno a parte merita il vetro.
Poiché con le operazioni di miscelazione ed inquartamento con la pala meccanica una
buona parte del vetro si frantuma e passa nel sottovaglio, occorre considerare la
frazione frantumata, in modo che la frazione totale V T sia calcolata nel modo seguente:
                                         VT = V A + V S
dove:
VT = Vetro totale
VA = Vetro selezionato dall'analisi merceologica manuale
VS = Vetro presente nel sottovaglio


                                                  8
I tre termini devono essere omogenei e, solitamente, sono le percentuali riferite al peso
del campione di partenza e cioè:
% sul rifiuto = kgvetro (kgRSU)-1 . 100.
Poiché il contenuto in vetro nel sottovaglio è ricavato compiendo una minuta cernita su
una piccola massa campione di sottovaglio, quel che si ottiene è la percentuale di vetro
nel sottovaglio (VTS, kgvetro (kgSottovaglio)-1 . 100). Pertanto VS si ottiene moltiplicando VTS
per la percentuale di sottovaglio determinata nella analisi merceologica (S A, kgSottovaglio
(kgRSU)-1 . 100):
                                        VS = VTS . SA
Di conseguenza, occorre correggere anche il valore del sottovaglio, che risulta diminuito
della frazione associata alla classe “vetro”, per determinare il sottovaglio totale (S T):
                                         ST = S A - VS
Su alcune frazioni inoltre è possibile effettuare un'ulteriore suddivisione. Ad esempio sul
sottovaglio si possono effettuare analisi granulometriche suddividendo il materiale in
differenti frazioni: >10 mm,compresa tra 5 e 10 mm, compresa tra 3 e 5 mm, <3 mm.
Con questa suddivisione è possibile, ad esempio, separare la frazione del sottovaglio a
granulometria più fine, che spesso risulta essere quella maggiormente inquinata da
metalli pesanti.
Differenziare il rifiuto in molte classi merceologiche è importante se si vuole definire con
precisione i flussi di materiale nei diversi processi che compongono un sistema di
gestione integrata.
Le diverse classi merceologiche, inoltre, possono essere successivamente accorpate in
gruppi omogenei, scegliendo come criterio di omogeneità quello derivante dalla tipologia
di trattamento - smaltimento previsto .
Ad esempio, qualora l'analisi merceologica sia finalizzata al trattamento dei rifiuti in un
impianto di riciclaggio (produzione di compost ed RDF), le classi merceologiche
possono essere facilmente raggruppate in frazione compostabile, frazione combustibile,
inerti e inquinanti.
Per particolari esigenze, il numero di classi merceologiche può essere ulteriormente
ampliato; è possibile, ad esempio, distinguere i contenitori in plastica in base al tipo di
polimero (PET, PE, PVC, PP) oppure la carta riciclabile da quella non riciclabile.
Per le valutazioni statistiche più generali le classi merceologiche sono ridotte a otto
categorie, raggruppando le classi secondo criteri di omogeneità (ad es.: di
composizione, quali carta e cartone, contenuto energetico, quali plastiche e gomma,
pericolosità, ecc.):
a) Cellulosici, che include le classi 16 e 17 (Carta e cartoni);
b) Tessili e Legno che include le classi 10 (tessili), 11 (cuoio e pellami) e 18 (legno);
c) Metalli che include le classi 4 (metalli) e 5 (alluminio);
d) Materiali plastici che include le classi 12 (plastica in film), 13 (contenitori) e 14 (altra
   plastica)
e) Vetro e inerti che include le classi 2 (vetro) e 3 (altri inerti);
f) Materiale organico che comprende la sola classe 15 (organico putrescibile);
g) Rifiuti urbani pericolosi (RUP) che include le classi 6 (pile e batterie), 7 (farmaci), 8
   (contenitori di sostanze tossiche e/o infiammabili) e 9 (altri pericolosi);
h) Sottovaglio che comprende la sola classe 1.



                                                  9
3.2.    Analisi chimico-fisica dei rifiuti
Oltre alle caratteristiche merceologiche, è importante la caratterizzazione chimica del
rifiuto (analisi delle sostanze volatili, delle ceneri, dell’umidità, del potere calorifico, dei
componenti elementari) soprattutto ai fini della quantificazione dei bilanci di materia
essenziali per valutare le trasformazioni da parte dei processi di degradazione
anaerobica (discarica controllata e digestione anaerobica), di ossidazione biologica (nel
compostaggio) e termica (nella termodistruzione).
3.2.1 Umidità
Il contenuto d’acqua dei rifiuti (o “umidità”) si determina su un campione di poche decine
di grammi, per cui è necessario che la granulometria sia inferiore ad 1 mm (mediante
frantumazione meccanica). Il campione viene lasciato in stufa a 105°C fino a che il
campione, raffreddato in un recipiente mantenuto asciutto grazie a gel di silice, non
diminuisce di peso.
La relazione che fornisce l’umidità (in percentuale) è:
U = (Pt – Ps) / Pt . 100
dove:
Pt = peso del tal quale (in g)
Ps = peso del secco (in g)


3.2.2. Ceneri e sostanze volatili
Le sostanze volatili sono costituite dai composti, prevalentemente organici, che si
volatilizzano per ossidazione ad alta temperatura (definita “combustione” o
“incenerimento”). È possibile assumere che circa il 50% della massa totale dei composti
organici sia costituita da carbonio.
Il complemento a 100 delle sostanze volatili costituisce le ceneri. Si ottiene per
calcinazione in forno a muffola a 650°C per 4 – 6 ore.
Sia le sostanze volatili (SV) che le ceneri (C) vengono espresse in percentuale sul peso
della sostanza secca (Ps):
SV = [(Ps – Pc) / Ps ] . 100     e, inversamente :
C = [(Ps – PSV) / Ps ] . 100
dove:
Pc = peso delle ceneri (in g)
Ps = peso del secco (in g)
PSV = peso del secco volatile (in g)


3.2.3. Determinazione del potere calorifico
La valutazione del potere calorifica di un rifiuto, o di una frazione merceologica derivata
da un rifiuto, viene effettuata per determinazione calorimetrica diretta con bomba di
Mahler. Data la esiguità del campione da sottoporre ad analisi (non più di 3 – 4 g), è
necessario che lo stesso abbia una granulometria inferiore ad 1 mm e sia stato
omogeneizzato con molta cura. Al fine di ridurre ulteriormente gli errori dovuti alla
disomogeneità del campione, è bene fare almeno 5 ripetizioni per ogni campione.


                                                 10
Nella determinazione calorimetrica, i fumi di combustione vengono addotti all’esterno
attraverso una tubazione a serpentina immersa nella camera di combustione del
calorimetro, cedendo il calore all’acqua. In base all’aumento di temperatura della massa
(nota) di acqua, si può risalire all’energia termica sviluppata dalla combustione,
ottenendo il potere calorifico superiore (PCS) del campione, espresso in kJ kg-1.
Poiché l’acqua del calorimetro è a temperatura poco diversa da quella ambiente, anche
l’acqua di combustione formatasi per ossidazione dell’idrogeno si condensa nella
serpentina. Poiché la reazione di ossidazione dell’idrogeno è:
                                     2H + ½ O2  H2O
si vede che 1 mole di acqua (pari a 18 g) si forma per ogni 2 moli di idrogeno (pari a 2
g). In altre parole, si formano 9 g di acqua per ogni grammo di idrogeno. Poiché il calore
latente di condensazione dell’acqua (o di evaporazione, che è lo stesso) è pari a circa
2500 kJ (kgH2O)-1, si ottiene la relazione che lega PCS a PCIS:
                                   PCIS = PCS – 2500 . 9H
Avendo indicato con H la frazione in peso dell’idrogeno nel rifiuto. Se ne deduce che
dalla determinazione del PCS e del PCIS è possibile ricavare il contenuto di idrogeno
del rifiuto.
L’energia termica da considerare nella pratica è però ancora inferiore. Infatti il rifiuto che
viene combusto non viene preventivamente essiccato e parte dell’energia termica di
combustione serve proprio a far evaporare l’umidità del rifiuto. Conviene quindi
determinare il potere calorifico inferiore umido (PCIU), denominato anche, più
semplicemente, potere calorifico inferiore (PCI).
Detta U l’umidità del rifiuto, espressa in kg kgH2O (kgRSU)-1, la formula per calcolare il PCI
(in kJ kg-1), noti PCIS e U, è la seguente:

                               PCI = PCIS (1 – U) – 2500 U

3.3. Composizione merceologica e chimico-fisica dei rifiuti solidi urbani
     La composizione merceologica dei rifiuti solidi è estremamente variabile. I rifiuti
industriali, tuttavia, si presentano di composizione abbastanza omogenea all’interno di
ciascun settore produttivo, ma estremamente diversi da settore a settore.
      Nel caso dei rifiuti solidi urbani, la variabilità è notevole ed è legata sia alla scala
spaziale del bacino considerato, sia alla diversa influenza delle iniziative di raccolta
differenziata in atto nelle diverse Regioni. Variabili da cui dipende la composizione
merceologica è il prodotto lordo pro-capite, l’ubicazione (città/campagna,
pianura/colina/montagna), le abitudini della popolazione, la destinazione d’uso delle
aree (residenziale o commerciale), il pendolarismo, la vocazione turistica del territorio,
ed altre.
      In Italia si possono distinguere fondamentalmente due tipi di rifiuti solidi urbani:
quelli prodotti al Nord (in regioni caratterizzate da forte presenza di terziario e attività
produttive che generano forti quantità di carta e plastica) e quelli prodotti al Centro-Sud
(in regioni con maggiore presenza di attività agricola diffusa e con maggiore quantità di
organico a scapito della frazione combustibile). In entrambi i casi, tuttavia, è evidente un
fenomeno di arricchimento della frazione combustibile (imballaggi) ed un impoverimento
di quella organica.
     Il rifiuto normalmente viene classificato in otto classi merceologiche (v. paragrafo
successivo):

                                                11
 Materiali cellulosici:     carta, cartone, altro (pannolini, tetrapack, accoppiati carta-
                             plastica, assorbenti, cotone idrofilo, etc.);
 Tessili e Legno:           tessili (stracci, tessuti, pellami); legno (naturale o trattato)
 Metalli:                   ferrosi (es.: rottami di ferro, lattine per conserve alimentari in
                             banda stagnata, barre di acciaio residuate da macerie in c.a.,
                             ecc.) e non ferrosi (es.: lattine di alluminio; cavi di rame; ecc.)
 Materiali plastici:        plastica in film (polietilene a bassa densità e polipropilene)
                             plastica per contenitori per liquidi (PVC – polivinilcloruro –,
                             PET – polietilentereftalato –),      polistirene espanso per
                             imballaggi); gomma.
 Vetro ed inerti:           vetro, ceramica (cocci) e pietrame;
 Materiale organico:        organico domestico; organico da grandi utenze (derivante da
                             mense, caserme, mercati, ristoranti); residui della
                             manutenzione del verde pubblico e privato (sfalci, potature,
                             foglie secche).
 Rifiuti urbani pericolosi o R.U.P.: (pile, farmaci scaduti, siringhe, contenitori e
                         prodotti con etichetta T o F ecc.);
 Sottovaglio:               materiale fine vario passante al setaccio di maglia 20x20 mm.



      La composizione media dei R.S.U. in Italia è riportata in Figura 4 e, più in dettaglio,
in tabella 2.




                                                       Sottovaglio
                                             R.U.P                   Metalli
                                                          10%
                                              1%                      4%
                                                                             Tessili   Sottovaglio
                         Plastiche e gomma                                    3%       Metalli
                                 14%
                                                                            Legno      Tessili
                                                                             3%        Legno
                                                                                       Vetro
                                                                           Vetro       Carta e cartoni
                                                                            8%
                                                                                       Materiale organico
                        Materiale organico
                                                                                       Plastiche e gomma
                               28%
                                                                                       R.U.P
                                                         Carta e cartoni
                                                              29%




                     Fig. 4 - Composizione merceologica media degli RSU




                                                  12
      Tab. 2: Composizione merceologica analitica degli RSU (dati medi italiani, 1997)

              Frazione merceologica                                   % in peso
                                                                      sul totale
                                                             parziale         complessivo
              Materiali cellulosici                                                  29,5
                              Carta                                 12,5
                              Cartone                               11,0
                              Altro                                  6,0
              Tessili                                                                 3,0
              Legno                                                                   3,0
              Metalli                                                                 4,0
              Materiali plastici                                                     13,6
                              Plastica varia                        13,1
                              Gomma                                  0,5
              Vetro ed inerti                                                         7,5
              Materiale organico                                                     28,3
                              Domestico                             18,4
                              Sfalci e potature                      7,1
                              Grandi utenze                          2,8
              R,U,P, (pile, farmaci scaduti) e varie                                  1,1
              Sottovaglio                                                            10,0

     La componente “combustibile” (materiali cellulosici, materiali plastici, legno), ormai
superiore al 50%, ha determinato un forte aumento del potere calorifico inferiore (P.C.I.)
da 5.400 kJ kg-1 circa alla fine degli anni ’70 al valore odierno superiore a 9.000 kJ kg-1.
      Nella tabella 3 è riportata la composizione chimica elementare media complessiva
e il PCI medio dei rifiuti solidi urbani italiani, mentre nella tabella 4 è riportato il dettaglio
delle singole classi merceologiche.


Tab. 3 - Composizione chimica elementare media2

    C             H            O              N          S            CENERI          UMIDITA’       P,C,I
  % s.s.       % s.s.       % s.s.       % s.s.      % s.s.                % s.s.       % t.q.      kJ kg-1
   40,8          5,7         29,1             1,2        0,2               23,0          28,2       9.800


                                                                n     m
2 I valori sono ottenuti considerando la seguente formula
                                                               
                                                               i 1 j 1
                                                                            pi     %X j con i = tipologia

materiale e j = elemento chimico elementare



                                                    13
Tab. 4: Analisi elementare delle singole classi merceologiche (% s.s. = percentuale
riferita al materiale solido secco; % t.q. = percentuale sul tal quale; il tal quale
corrisponde alla somma del materiale solido secco e del contenuto di acqua).


Frazione merceologica          C       H        O         N          S     Ceneri      H2O    P.C.I.
                             % s.s. % s.s. % s.s. % s.s.         % s.s.    % s.s. % t.q.      kJ kg-1
          Carta              44,80    6,00     43,30     0,24     0,16        5,50 15,00      12.100
        Cartone              43,85    6,00     45,00     0,25     0,20        4,70 12,50      13.100
     Altri cellulosici       52,24    7,70     37,83     0,15     0,09        1,99 20,00      11.500
         Tessili             52,00    6,30     35,83     3,20     0,17        2,50 20,00      14.200
         Legno               50,00    6,00     42,32     0,20     0,08        1,40 22,00      13.800
        Plastica             61,60    8,50     17,40     2,30     0,20      10,00     6,00    28.300
        Gomma                81,20    9,00      0,00     0,90     0,90        8,00    2,00    20.800
     Vetro e inerti            3,00   0,40      0,40     0,15     0,05      96,00     2,50          0
         Metalli               4,50   0,60      4,28     0,07     0,05      90,50     4,00          0
 Organico domestico          48,00    6,00     34,00     2,18     0,32        9,50 70,00       2.100
   Sfalci e potature         47,00    6,20     37072     2,85     0,23        6,00 50,00       6.040
    Organico grandi
                             48,00    6,17     34,10     2,40     0,33        9,00 70,00       2.100
        utenze
      Sottovaglio            26,35    5,50     30,50     2,50     0,15      35,00 30,00        5.400


       In Figura 5 è illustrata la ripartizione dell’attuale destinazione dei rifiuti solidi urbani
in Italia.
                   Compost e/o RDF da preselezione: 12%         Riciclaggio diretto da R.D.
                         Compost da R.D.: 3%                    4%



           Termodistruzione: 12%
                                                     Discarica 70,4%




       Fig. 5 – Ripartizione della destinazione dei rifiuti solidi urbani in Italia (1997)




                                                    14
4. CENNI SUL TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RSU


Come già richiamato nel primo paragrafo, la gestione integrata degli RSU - e quindi il
loro destino, le modalità di trattamento, riuso e smaltimento finale delle diverse frazioni
– si fonda sulla logica della riduzione, il riuso, il riciclaggio ed il recupero di materia e/o
di energia, a cui si affianca la necessità, altrettanto importante, di ridurre la pericolosità
e gli impatti connessi alle modalità di trattamento e smaltimento finale
Il ruolo delle discariche, pertanto, si ridurrà progressivamente e, da unico sistema di
smaltimento finale dell’insieme indifferenziato dei rifiuti prodotti, manterrà la funzione
(peraltro insostituibile, almeno nel breve e medio termine) di ultimo recapito (in
condizioni di sicurezza) dei rifiuti e dei residui (derivanti dalle operazioni di riciclaggio e
recupero energetico) di cui non è possibile nessun ulteriore riutilizzo, riciclaggio o
recupero energetico.
La riduzione riguarda primariamente la produzione di beni, e quindi l’industria
manifatturiera. Nel caso specifico dei RSU, la legislazione europea (già recepita in Italia
con il Decreto Legislativo n. 22 del 5 febbraio 1997 e succ. modd. e integrazioni) punta
sulla riduzione degli imballaggi (in vetro, plastica, carta e cartone) che costituiscono
quasi la metà dei RSU, incentivandola mediante una tassazione sulle quantità prodotte
e utilizzate. Anche l’adozione di una tariffa correlata alla produzione di rifiuti da parte
degli utenti del servizio di nettezza urbana contribuisce a disincentivare la produzione
incontrollata di rifiuti domestici.
La raccolta dei rifiuti, anche sulla spinta di provvedimenti legislativi, ha ampliato le
forme di conferimento differenziato. La raccolta differenziata rende più semplice il
riutilizzo o il riciclaggio dei materiali raccolti, in funzione delle caratteristiche
merceologiche.
Per recupero si intende qualsiasi tecnica finalizzata alla riduzione della quantità di rifiuti
destinata allo smaltimento finale (art. 4 del D. Lgs. N. 22/97). Il recupero può articolarsi
in:
- riutilizzo diretto;
- riciclaggio;
- recupero di materie prime;
- recupero di energia.
Il riuso (o riutilizzo) è una modalità di gestione dei rifiuti che si basa sul riutilizzo diretto
del bene di consumo destinandolo allo stesso tipo di funzione per il quale era stato
concepito (tipico esempio è quello dei contenitori in vetro – detti “vuoti a rendere” – o dei
pallets utilizzati nella media e grande distribuzione). Il riuso può avvenire direttamente
da parte dell'utente o da parte di società che organizzano un servizio di raccolta
differenziata dei beni di consumo da riutilizzare. In entrambi i casi si tratta di una
modalità di controllo della produzione dei rifiuti che tende ad allungare la vita utile del
prodotto, diminuendo quindi il flusso dei rifiuti. I rifiuti si riducono alle componenti che
hanno subito danneggiamenti tali da farne perdere le caratteristiche e le funzionalità
originarie.
Il riciclaggio è una modalità di gestione dei rifiuti che si basa sul riutilizzo dei materiali
di cui è costituito il rifiuto, per lo stesso uso o per altri usi rispetto a quelli del bene
originario. Esso si differenzia dal riuso per il fatto che non viene soggetto a riutilizzo
direttamente il bene ma il materiale di cui è composto. Tipici esempi sono: il riciclaggio


                                                  15
delle bottiglie di plastica usate per produrre altre bottiglie (a condizione che si operi la
separazione per polimero: PET, PVC, PE) oppure contenitori per detergenti o
fertilizzanti oppure manufatti con caratteristiche molto più scadenti. I film plastici sono
riciclati per produrre nuovo granulato plastico destinato alla produzione di sacchi per
rifiuti o coperture per cavi elettrici.
Il riciclaggio di un dato materiale trova convenienza economica ed ambientale nel fatto
che esso può comportare un consistente risparmio di energia rispetto all'utilizzo della
materia prima corrispondente.
Altre forme di recupero che consentono di ottenere materiali utili dai rifiuti attraverso la
loro trasformazione (termica, chimica, fisica o biologica) sono:
- la produzione di compost, prodotto “ammendante” utilizzabile in agricoltura come
  coadiuvante dei fertilizzanti. Il compost apporta sostanza organica a suoli aridi, che ne
  contengono percentuali inferiori al 3%, aumentandone la ritenzione idrica, la capacità
  di scambio ionico e favorisce la crescita di microrganismi utili alle colture. Il compost è
  ottenuto sottoponendo la sostanza organica dei rifiuti ad un processo di stabilizzazione
  aerobica (denominato compostaggio). L’azione di diversi microrganismi (batteri,
  funghi, muffe) in presenza di ossigeno e umidità (che non deve scendere sotto il 35%)
  consente l’ossidazione delle sostanze più rapidamente biodegradabili, così che la
  sostanza organica rimanente è costituita per lo più da humus praticamente stabile.
  Il processo, che nelle fasi iniziali (dopo 3 – 4 giorni) sviluppa temperature dell’ordine di
  50°C (consentendo una buona igienizzazione del rifiuto), deve proseguire per non
  meno 15 giorni in condizioni controllate, dando origine al compost “fresco”. Prima
  dell’utilizzo, deve essere consentita una ulteriore fase di “maturazione” della durata di
  altri 3 – 6 mesi, durante i quali si esauriscono le reazioni biologiche e il compost,
  addizionato con torba, può essere utilizzato nella manifattura di “terricci compostati”
  utilizzabili in agricoltura e nel settore florovivaistico. In Tabella 5 sono messe a
  confronto le caratteristiche di sottoprodotti agricoli tradizionali con il compost.


                  Tab. 5: Confronto tra compost, letame, torbe e pollìne




    Legenda - pollìne: residui di allevamenti avicoli; C.E.S.: conducibilità elettrica
    specifica (indice di salinità); C/N: rapporto tra carbonio e azoto; P 2O5: fosfati; K2O:
    ossido di potassio. Tanto più è elevato il contenuto di fosfati e potassio tanto
    maggiore è il valore fertilizzante del prodotto. Elevati valori di sostanza organica
    conferiscono caratteristiche di ammendante al prodotto.




                                                16
- la produzione di combustibili ausiliari tramite la produzione di RDF (refuse derived
  fuel) denominato, secondo la normativa italiana, CDR (combustibile derivato dai rifiuti),
  ottenuto dalla selezione della frazione combustibile degli RSU. Il CDR è definito come
  il combustibile ottenuto da RSU e/o assimilabili, ad esclusione dei rifiuti tossici/nocivi e
  dei rifiuti ospedalieri, attraverso raccolta differenziata e/o cicli di lavorazione che ne
  aumentino il potere calorifico riducendo, al contempo, la presenza di materiale
  inquinanti, metallico, vetri, inerti, organico putrescibile entro fissati limiti. Il CDR può
  essere “grezzo” (detto “fluff” o “coriandolato”, v. Tabella 5) di pezzatura fine, prodotto
  con mezzi semplici e poco costosi, ma caratterizzato da basso peso specifico, basso
  potere calorifico e costi di trasporto elevati, oppure “pellettizzato”, cioè addensato e
  compresso in pellets (cilindri di materiale compresso delle dimensioni di pochi cm di
  lunghezza per pochi m di diametro), più facilmente trasportabile e commerciabile, ma
  che comporta un processo produttivo più complesso ed energeticamente dispendioso.
  Le caratteristiche chimico-fisiche del CDR sono riassunte in tabella 6. Il CDR trova
  potenziale utilizzo per la combustione in impianti industriali (cementifici, acciaierie,
  centrali termoelettriche, ecc.) o in forni dedicati. All’interno della categoria CDR si può
  menzionare anche un nuovo tipo di combustibile derivato dai rifiuti ossia il P.D.F.
  (Packaging derived fuel). I contenitori in plastica per liquidi provenienti da raccolta
  differenziata, qualora non trovino sbocchi di mercato sufficientemente remunerativi da
  giustificare il riciclaggio del materiale per produrre granulato, possono essere convertiti
  in combustibile per recuperarne almeno il contenuto energetico.

                           Tab. 5: Composizione media CDR “fluff”
                                   Materiali      % sul secco
                                    Carta            44,0
                                   Plastica          23,0
                                    Legno             4,5
                                    Tessili          12,0
                                   Organici          14,0
                                     Inerti           2,5

                          Tab. 6: Caratteristiche chimico-fisiche del CDR
                 Parametro           Pellets                 Sfuso (fluff)
                 Densità             500 – 700 kg m-3        100- 200 kg m-3
                 Umidità             5 – 10%                 20 – 25%
                 P.C.I.              4200 – 4800 kcal/kg     3800 – 4300 kcal/kg
                 Resa produttiva 0,15-0,25 kg/kg RSU         0,25-0,40 kg/kg RSU



 il recupero energetico diretto viene effettuato in impianti di termoutilizzazione, in
 cui il processo termico di incenerimento dei rifiuti alimenta un impianto di recupero
 energetico secondo quanto stabilito dal Decreto 22/97. Dalla cessione dell’energia
 prodotta in eccesso rispetto ai fabbisogni dell’impianto, si possono ricavare utili che
 riducono notevolmente i costi di gestione.
 Ipotizzando che degli oltre 26 milioni di tonnellate annue di RSU prodotte in Italia non
 più del 30% possa essere recuperato (al netto dei residui e degli scarti a valle della
 selezione operata sul materiale ottenuto dalla raccolta differenziata), resterebbero


                                                17
 disponibili per la combustione circa 19 milioni di tonnellate che, teoricamente,
 consentirebbero di produrre:
  circa 7 - 8 miliardi di kWh elettrici, ovvero circa il 3 - 3,5% dei circa 230.000 GWh
   richiesti dal sistema elettrico nazionale;
 oppure, in alternativa,
  circa 100 miliardi di MJ termici, con i quali si potrebbe rimpiazzare un consumo di
   energia primaria di circa 2,4 milioni di Tep (tonnellate equivalenti di petrolio),
   corrispondenti a circa il 2,6% dei 92,5 milioni di Tep di prodotti petroliferi consumati
   in Italia.
                       Tabella 7: Potere calorifico degli RSU raffrontato con
                                  quello di alcuni combustibili tradizionali

                           COMBUSTIBILE                      PCI in kJ kg-1
                           Carbone da coke                       31.000
                           Carbone da vapore                     20.000
                           Carbone nazionale (Sulcis)            18.800
                           Legna verde                           10.500
                           Coke da carbone                       29.300
                           Petrolio greggio di riferimento       41.860
                           Olio combustibile denso               40.200
                           Gasolio                               42.700
                           Virgin naphta                         44.000
                           GPL                                   46.000
                           Gas naturale                          34.500
                           RSU                               8.000 – 12.500

I RSU hanno un contenuto energetico più povero di quello dei combustibili fossili, simile
a quello della legna verde (tabella 7).
Il trattamento termico consiste in un’ossidazione ad alta temperatura che trasforma la
parte combustibile dei rifiuti in una fase solida (scorie, ceneri, polveri) e in una fase
gassosa (anidride carbonica, vapor d’acqua, ossidi di azoto, gas acidi quali acido
cloridrico e fluoridrico e anidride solforosa, composti parzialmente combusti).
 Le principali finalità della combustione con recupero energetico sono:
  incenerire i rifiuti riducendo notevolmente il volume (al 10%) e la massa (al 30%)
   iniziali ottenendo un residuo biologicamente stabilizzato (le ceneri richiedono un
   trattamento ad hoc di inertizzazione per conseguire la stabilizzazione chimica) e
   igienizzato;
  produrre il minor quantitativo di ceneri volanti (sono dette tali in quanto trascinate
   dai gas di combustione) ed una combustione completa; si osservi che sulle frazioni
   più fini delle ceneri volanti si accumulano i metalli pesanti;
  produrre fumi con concentrazioni inquinanti inferiori ai limiti imposti dalle norme; gli
   inquinanti di maggiore rilevanza ambientale sono il cadmio e la diossina
   (cancerogeni) e i metalli pesanti tossici (mercurio, piombo, ecc.).
 La combustione del rifiuto viene effettuata all’interno di forni, che possono avere
 diverse geometrie e parametri d funzionamento. Le fasi principali della combustione
 all’interno dei forni inceneritori sono essenzialmente quattro:


                                                18
  essiccamento, a circa 100 °C, in cui si ha liberazione dell’acqua dal rifiuto;
  degassificazione, attorno ai 250 °C, in cui abbiamo la liberazione delle sostanze più
   volatili;
  gassificazione, tra 500-600 °C, in cui si verifica la liberazione del carbonio fisso
   presente nel rifiuto;
  combustione vera e propria, che si completa a temperature superiori 850 °C, in cui
   si ha l’ossidazione totale delle sostanze presenti in CO2 e H2O (se la combustione è
   stata ben condotta, altrimenti si formano composti organici inquinanti).
 Fattori chiave per una buona conduzione del processo sono la temperatura, il tempo di
 residenza, la turbolenza (le “3T” di una buona combustione), oltre a un sufficiente
 eccesso d’aria (volume d’aria in eccesso rispetto alla quantità stechiometricamente
 necessaria per l’ossidazione) controllando il quale (agendo sulla immissione di aria in
 vari punti del forno) si riesce a garantire la completezza della combustione e a
 controllare la temperatura.
 Essenziale sono i trattamenti di depurazione degli effluenti gassosi e precisamente:
 - depolverazione, per rimuovere le polveri trascinate dai fumi (circa 5 – 8 g Nm-3)
   riducendole a meno di 50 mg Nm-3;
 - neutralizzazione dei gas acidi mediante reazione con sali alcalini (calce o soda;
   rimozione HCl da 1 g Nm-3 a meno di 50 mg Nm-3; rimozione di SO2 da 500 mg Nm-3
   a meno di 100 mgSO2 Nm-3);
 - per gli ossidi di azoto (Nox, che si formano in seguito alla grande quantità d’aria che
   viene immessa per favorire il processo di combustione) si ricorre ad iniezioni di urea
   o ammoniaca nel processo di combustione (processi di riduzione non catalitica)
   oppure a processi di riduzione catalitica;
 - i microinquinanti inorganici (metalli pesanti: Cd, Zn, Pb, Hg) sono normalmente
   presenti nelle scorie, nelle ceneri volanti e nei residui dei processi di trattamento dei
   fumi; si abbattono dai fumi mediante sistemi di depolverazione e di assorbimento ad
   elevata efficienza;
 - i microinquinanti organici: clorobenzeni, clorofenoli, idrocarburi policiclici aromatici
   (IPA), policlorobifenili (PCB), policlorodibenzofurani (PCDF), policlorodibenzodiossine
   (PCDD), possono essere contenuti attraverso una conduzione ottimale del processo
   di combustione (garantire temperature > 850 °C nella camera di post-combustione) e
   attraverso la tecnica di adsorbimento su carboni attivi.
Lo smaltimento finale riguarda le frazioni non ulteriormente riutilizzabili, riciclabili o di
cui siano possibili forme di recupero di materia e/o di energia. Esso avviene in discarica
controllata, nella quale, come specificato nel Capo 1 del Decreto n. 22/97, non sarà
consentito lo smaltimento di RSU tal quali, ma solo di rifiuti pretrattati, sostanzialmente
stabilizzati dal punto di vista biologico. Ciò dovrebbe permettere di contenere gli impatti
tipici delle discariche controllate tradizionali (percolato, biogas, odori) e ridurre
notevolmente il periodo necessario per mantenere in sicurezza le discariche dopo la
cessazione del conferimento dei rifiuti.
Il percolato è il liquame originato dal dilavamento delle acque piovane sulla massa dei

 Si intende con Nm3 (“normal metro cubo”) un m3 di gas alla temperatura di 0°C e 1 atm (= 1013 HPa). Ad es.: una
                           -1                                                3   -1
 emissione di 1000 mg h è emessa in un flusso gassoso di 1000 m h alla temperatura di 273°C; la
                                                                          -3
 concentrazione riferita alle condizioni “normali” sarebbe di 2 mg Nm . Infatti a 273°C (= 546°K), per la legge di
 Boyle dei gas perfetti, il volume del gas è doppio di quello alla temperatura di 0°C (= 273 °K).


                                                          19
rifiuti deposti. Il percolato prodotto dalle discariche di rifiuti solidi urbani tradizionali
(attivate negli anni ’80 conformemente alla legislazione allora vigente) è caratterizzato
da concentrazioni di COD e azoto ammoniacale di due ordini di grandezza più elevati
rispetto ad un liquame di fognatura urbana (COD = 1 – 10 g l-1; N-NH4+ = 0,5 – 2 g l-1).
La sua produzione è esprimibile in prima approssimazione come percentuale della
precipitazione meteorica annua e varia dal 5 al 20% (in discariche chiuse) fino al 40 –
50% (per discariche ancora in esercizio). Il percolato viene estratto mediante drenaggi
perimetrali posti lungo il perimetro della discarica sotto la copertura superficiale e da
pozzi realizzati nel corpo della discarica.
Se il livello di percolato all’interno di una discarica è alto, la pressione esercitata sul
fondo è alta ed elevato è il rischio di fuoriuscita. Pertanto l’estrazione del percolato da
una discarica è essenziale per ridurre il rischio di inquinamento della falda acquifera
sottostante.
Il biogas prodotto dalla fermentazione anaerobica della sostanza organica di una
discarica di rifiuti solidi urbani può ammontare complessivamente a circa 200 Nm 3 per
tonnellata di rifiuti e si sviluppa nell’arco di circa una ventina di anni, ma solo il 50%
circa può essere captato mediante aspirazione da pozzi realizzati nel corpo della
discarica. L’andamento della produzione di biogas è schematicamente illustrato in figura
6.

                                           50
                                           45
                  biogas (m3 t-1 anno-1)




                                           40
                                                    biogas prodotto
                                           35
                                           30
                                           25
                                           20       biogas estraibile
                                           15
                                           10
                                            5
                                            0
                                                0           5           10     15   20
                                                                        anni

     Fig. 6 – Andamento della produzione annua specifica di biogas (in m3 annui
     per tonnellata di rifiuto deposto, contenente il 30% circa di sostanza organica
     putrescibile). Il biogas estraibile non supera il 55% di quello prodotto.

L’utilizzo energetico del biogas captato è limitato ad un periodo solitamente non
superiore a 10 anni. L’energia viene prodotta ad un costo di circa 90 – 100 Lit. kWh-1.
Sono previsti contributo incentivanti per renderne l’utilizzo remunerativo in alternativa
all’acquisto di energia elettrica dalla rete.
Il biogas non captato esala attraverso i bordi e la superficie della discarica. Le
fuoriuscite nel sottosuolo sono le più pericolose in quanto il biogas può migrare e
accumularsi in cavità sotterranee (ad es.: le cantine di abitazioni, autosilos interrati e
simili) dove può causare esplosioni se innescato da una scintilla (oltre alla accensione di
un motore o ai una sigaretta, sono inneschi sufficienti l’attivazione di una chiamata
telefonica, chiamare l’ascensore o accendere l’interruttore di una lampada). Il metano in
miscela con l’ossigeno è infatti esplosivo nel range di concentrazione compreso tra il 5 e
il 15%.
Altri problemi connessi con le discariche sono:
- la difficoltà di reperire siti con caratteristiche adeguate sia geologiche (fondo compatto


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 e impermeabile, per esempio costituito da banche naturali di argilla di notevole
 spessore) che idrogeologiche (assenza di falde significative e bassissima permeabilità
 del sottosuolo);
- l’emanazione di odori sgradevoli avvertibili alla distanza di uno – due chilometri; una
  captazione molto efficiente e capillare del biogas può ridurre a poche centinaia di metri
  l’estensione delle esalazioni maleodoranti.




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