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Smaltimento rifiuti: la soluzione THOR

Come ho fatto per l’ArrowBio qualche giorno fa, affronto stavolta la tecnologia THOR, un altro sistema di trattamento dei rifiuti indifferenziati a freddo. Anche questo sistema risulterà estremamente vantaggioso in termini economici ed ecologici nei confronti delle discariche e dei termovalorizzatori. In particolare potrebbe inserirsi anche nell’attuale procedimento che porta all’inceneritore, offrendo tuttavia una maggiore garanzia sui residui (nanopolveri e ceneri) prodotti dalla combustione.

 

Di che si tratta?

La tecnologia THOR (Total House Waste Recycling) nasce da uno studio ideato e condotto dal nostro C.N.R. (Prof. Paolo Plescia) con il supporto di un’azienda di Roma, che si è occupata della realizzazione industriale dei prototipi e dell’impianto. Il primo impianto sperimentale è già in funzione in Sicilia e sta offrendo ottimi risultati.

Come per l’ArrowBio, anche il sistema THOR non necessita di raccolta differenziata essendo la separazione dei vari componenti alla base dello stesso processo. Questo aspetto è sicuramente importante, viste le attuali percentuali di raccolta, anche se non molto educativo nei confronti dei cittadini. Ad ogni modo nulla vieta che una parte della differenziazione possa continuare ad essere fatta a monte. Anche questo procedimento consente, pertanto, di recuperare gran parte dei materiali riciclabili come i metalli ferrosi e non ferrosi, la plastica e il vetro. A differenza del sistema ArrowBio, tuttavia, non vengono prodotti fertilizzanti e Biogas, ma combustibile solido ad alto potere calorifero che può essere impiegato per tutti gli usi tipici dei combustibili (motori, caldaie, sistemi di riscaldamento centralizzati, impianti di termovalorizzazione), senza produrre i residui nocivi (solidi ed aeriformi) tipici dei termovalorizzatori attuali. Vengono prodotti, inoltre, materiali per l’edilizia.

Il concetto a base di tale processo non è l’impiego dell’acqua, come per l’ArrowBio, ma la polverizzazione dei rifiuti, riducendoli in particelle tanto piccole (inferiori a dieci millesimi di millimetro) da poter distinguere e separare facilmente in esse i singoli componenti (elementi chimici, metalli, plastiche) grazie a noti, ed abbondantemente sperimentati, procedimenti fisico-chimici.

Anche con questo sistema è possibile ridurre sensibilmente, o tenere sotto controllo, l’emissione di polveri nocive e i cattivi odori. Anche per questo sistema, grazie alla produzione di combustibile, l’energia termica prodotta rende completamente autonomo l’impianto.

Il Processo

Proviamo a descrivere, in linea di massima, come si sviluppa il procedimento. Si tratta essenzialmente di una combinazione di trattamenti di tipo fisico-chimico e mineralurgico, cioè trattamenti tipici delle industrie minerarie che separano ed arricchiscono le materie prime minerali con metodi a basso costo.

Scopo del processo, in pratica, è raggiungere il cosiddetto “grado di liberazione” cioè la dimensione più piccola entro la quale il minerale, o la sostanza che interessa, risulta libera da qualsiasi corpo estraneo. Riducendo la pezzatura del rifiuto a poche decine di micron qualsiasi operazione di separazione ed arricchimento, sterilizzazione, combustione o pirolisi (processo che consente la scissione dei legami chimici mediante calore ma senza combustione, cioè senza ossigeno) è attuabile in modo molto più efficiente, con minore spreco di energia.

I rifiuti indifferenziati vengono introdotti in uno speciale “mulino” meccano-chimico che li frantuma e polverizza fino a ridurli a livello di pochi micron di diametro. Le pressioni di urto sono tali (da 8000 a 15000 atmosfere) da distruggere qualsiasi flora batterica (e quindi odori e fermentazione), rendendo così il prodotto sterile e completamente disidratato (l’acqua contenuta viene vaporizzata). A questo punto i vari elementi vengono separati utilizzando diversi metodi e strumenti che assomigliano molto a quelli utilizzati dal sistema ArrowBio, ma in questo caso le particelle sono infinitamente più piccole. Viene infatti impiegata l’acqua e un ciclone d’aria per separare gli elementi pesanti come sali e metalli da quelli leggeri combustibili, un magnete per attrarre i metalli ferrosi e correnti indotte per gli altri metalli. In questo modo vengono separate anche le plastiche, dalle quali viene successivamente eliminato il pericoloso cloro (la C di PVC) facendolo precipitare come sale. Vengono inoltre separate frazioni di vetro, materiali inerti e frazioni metalliche più fini. Quanto rimane è essenzialmente materia organica residua (carta, legno e materiale organico) che viene compattata e ridotta ad autentiche eco-balle pronte per la combustione da riscaldamento o caldaia, oppure può essere tenuta sfusa o emulsionata per essere trasportata liquida (bio-olio per motori diesel). Ad ogni modo, in qualsiasi forma viene attuata, è sempre esente da cloro, solfati e inerti.

I residui di tutto questo processo sono praticamente nulli in quanto tutto il materiale che ne esce, se non viene riciclato, diventa combustibile per generare energia termica. La parte che viene bruciata, a sua volta, produce scorie (ceneri volanti e ceneri pesanti). Anche queste vengono prelevate e sottoposte a un processo di modificazione cristallochimica, frantumate e trattate in maniera da essere ancora riutilizzabili, essendo materiale di tipo vetroso, come malte pozzolane sintetiche molto utili per l’industria edile.

Insomma anche per il processo THOR, anzi, ancora di più rispetto al processo ArrowBio, “Nulla si crea, nulla si distrugge, ma tutto si trasforma”.

Rispetto al processo ArrowBio, il sistema THOR è un po’ più indietro nella sperimentazione. I primi parziali impianti pilota sono stati allestiti nel periodo 2003-2006 a Sidney in Australia. Il primo sistema completo, invece, è attualmente operante in Sicilia e riesce a trattare fino a 8 tonnellate l’ora .

I vantaggi e le possibili applicazioni

Se non teniamo conto del livello di maturità raggiunto dalla tecnologia, i vantaggi di questo processo sono ancora superiori rispetto alla soluzione ArrowBio.

Primo vantaggio evidente è che il volume dei rifiuti micronizzati si riduce di tre quarti, cioè i rifiuti che occupavano, ad esempio, 400 metri cubi, dopo il trattamento ne occupano soltanto 100.

Malgrado non sia necessario differenziare a monte, anche questo metodo consente di recuperare un’alta percentuale di materiali riciclabili (metalli ferrosi e non ferrosi, inerti, plastiche e vetro) e materiali per l’edilizia (leganti e malte).

Anche qui non si producono cattivi odori, né microparticelle volatili, né diossina, né alcun tipo di elemento inquinante per l’aria, l’acqua e il suolo.

Oltre ai vantaggi già elencati, simili a quelli della soluzione ArrowBio, la micronizzazione permette di aumentare anche del 120% il calore di combustione dei rifiuti (rispetto ai CDR inviati ai termovalorizzatori) con un notevole risparmio (o incremento, a seconda del punto di vista) di energia. Inoltre, le minime dimensioni delle particelle consentono un’agevole separazione delle componenti pericolose (metalli e sostanze clorurate) e di quelle riciclabili.

C’è una totale assenza di residui e la completa autosufficienza energetica del sistema.

Un impianto pilota (da 2 tonnellate/ora)

Molto interessante la possibilità del sistema di essere campalizzato e le dimensioni estremamente ridotte dell’impianto gli consentono infinite applicazioni. Ad esempio può essere trasportato ovunque serve su camion o su nave o, viceversa, il combustibile prodotto può essere impiegato dalla stessa nave come carburante. Altra applicazione potrebbe essere, ad esempio, nelle isole o nelle zone dove scarseggia l’acqua, l’energia termica prodotta potrebbe alimentare un dissalatore, in questo modo nello stesso tempo si produrrebbe acqua potabile e si risolverebbe il problema dello smaltimento dei rifiuti solidi urbani.

Un esempio concreto delle sue possibilità: consideriamo un’area urbana di 5000 abitanti che produce circa 50 tonnellate al giorno di rifiuti solidi. In queste condizioni il sistema THOR permette di ricavare una media giornaliera di 30 tonnellate di combustibile, 3 tonnellate di vetro, 2 tonnellate tra metalli ferrosi e non ferrosi e 1 tonnellata di inerti, nei quali è compresa anche la frazione ricca di cloro dei rifiuti, che viene separata per non inquinare il combustibile. Il resto dei rifiuti è acqua, che viene espulsa sotto forma di vapore durante il processo di micronizzazione. Il prodotto che esce da Thor è sterilizzato perché le pressioni che si generano nel mulino determinano la completa distruzione delle flore batteriche, e, inoltre, non produce odori da fermentazione: resta inerte dal punto di vista biologico, ma combustibile.

Passiamo ai costi

I costi sono di massima comparabili con quelli già estremamente convenienti dell’ArrowBio. Infatti, secondo quanto valutato dal suo inventore, un impianto di meccano-raffinazione di taglia medio-piccola da 20 mila tonnellate di rifiuti l’anno costa circa 40 Euro per tonnellata di materiale, molto meno della metà rispetto a quanti ne richiederebbero discariche e inceneritori, anche perché ai costi di questi ultimi andrebbero aggiunti quelli di gestione, e in particolare le spese legate allo smaltimento delle scorie e ceneri per gli inceneritori, o della gestione degli odori, dei gas e del percolato delle discariche, entrambi inesistenti nel THOR. Quanto al calore prodotto, il potere calorico dei rifiuti dopo la raffinazione meccanica raddoppia (5.300 Kcal/kg) rispetto a quello di rifiuti contenenti normali cascami di carta (2.500 Kcal/kg).

Il primo impianto THOR, quello attualmente in funzione in Sicilia, riesce a trattare fino a 8 tonnellate l’ora e non ha bisogno di un’area di stoccaggio in attesa del trattamento; è completamente meccanico, non termico e quindi non è necessario tenerlo sempre in funzione, anzi può essere acceso solo quando serve, limitando o eliminando così lo stoccaggio dei rifiuti e i conseguenti odori. Inoltre, è stato progettato anche come impianto mobile, utile per contrastare le emergenze e in tutte le situazioni dove è necessario trattare i rifiuti velocemente, senza scorie e senza impegnare spazi di grandi dimensioni, con un costo contenuto: un impianto da 4 tonnellate/ora occupa un massimo di 300 metri quadrati e ha un costo medio di 2 milioni di Euro.

Riportando questi dati ai valori presi a riferimento per l’ArrowBio, un impianto più grande (come ad esempio quello siciliano) da 8 t/ora, che smaltirebbe 70.000 t/anno, costerebbe molto meno, almeno un terzo.

A questi valori, inoltre, occorrerebbe aggiungere il ricavo dalla vendita dei materiali riciclati, quelli per l’edilizia e il combustibile (o l’energia termica prodotta).

Questo è un altro dei possibili sistemi che risolverebbero per sempre il problema dei rifiuti. Ancora non pronto per l’impiego massiccio commerciale, ma già disponibile per risolvere, ad esempio, le “emergenze” croniche. Si tratta, inoltre, di un progetto italiano, prodotto da menti italiane che sono fuori dai giochi di potere e camorristici. Sarà forse questo il motivo per cui non se ne sente mai parlare da nessuna parte?

Tags: THOR, smaltimento rifiuti, rifiuti solidi urbani