RIFIUTI E RICICLAGGIO
OBIETTIVO DISCARICA:
SOLO 15 ANNI DI
POST GESTIONE
L’azienda astigiana GAIA spa e il Politecnico di Torino, con il contributo Life
della Commissione Europea, sperimentano l’umidificazione dei rifiuti in
discarica. Il programma “BIO.LEA.R.” verificherà sul campo i risultati di una
discarica gestita come bioreattore n Matteo Fischetti°, Flavio Gotta°°
S
e ne parla da anni e adesso c’è la possibilità di verificare sul campo se funziona. Si tratta dell’idea di umidificare costantemente i rifiuti smaltiti in discarica in modo da accelerare la stabilizzazione dei rifiuti e la produzione di biogas. In questo modo, un processo che normalmente impiega dai 30 ai 100 anni per
svilupparsi completamente, può compiersi in tempi sensibilmente più brevi, riducendo
il periodo di post gestione della discarica a 15 – 30 anni.
Ciò consentirà anche un rendimento maggiore dei motori che recuperano il biogas
per trasformarlo in energia elettrica e, non ultimo, ridurrà le emissioni in atmosfera causa dell’effetto serra. L’umidificazione dei rifiuti dovrebbe infatti
generare biogas in quantità più elevata e concentrata nel tempo.
La quantità di gas frutto della degradazione della frazione organica
dei rifiuti è sempre la stessa, ma se si concentra nei primi anni
successivi alla chiusura della discarica, significa che nel prosieguo le emissioni diventano progressivamente trascurabili.
Con la gestione convenzionale della discarica si ha invece
una limitata produzione di biogas che si protrae per molti
anni, ciò rende meno efficiente il recupero di energia elettrica e più complesso e costoso il controllo delle emissioni di biogas verso l’atmosfera o i terreni circostanti.
Se il progetto darà i risultati sopraelencati, sono evidenti
i benefici, anche economici, che potranno derivarne. La
sperimentazione che Gestione Ambientale Integrata dell’Astigiano Spa (GAIA) sta conducendo per gestire la propria
discarica come bioreattore porterà a verificare il raggiungimento (o meno) di tre obiettivi principali: più energia da biogas, meno carbon footprint della discarica e una stabilizzazione
più rapida dei rifiuti.
Il sistema da costruire ha due aspetti che lo differenziano rispetto
ad una gestione convenzionale della discarica: la possibilità di regolare l’umidità dei rifiuti e il potenziamento del sistema di captazione del
biogas.
La chiave di volta:
l’umidità
L’umidità è un parametro critico per regolare i processi biologici di produzione
del biogas. Un’umidità insufficiente rallenta il processo degradativo, fino ad ar-
Sistema Integrato per lo smaltimento rifiuti nella provincia di Asti
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restarlo; un grado ottimale di umidità sviluppa una maggior produzione di biogas
nei primi anni di post gestione e contemporaneamente accelera la stabilizzazione
della discarica (mineralizzazione, assestamento, stabilizzazione biologica). L’umidità, provocando una maggior produzione di biogas in tempi relativamente più
brevi, permette di sfruttarlo al massimo
per la generazione di energia elettrica.
Per regolare l’umidità dei rifiuti si adotterà un sistema di ricircolo e distribuzione
del percolato della discarica e verrà conseguentemente potenziato il sistema di
captazione del biogas.
Il monitoraggio,
fondamenta per le future
gestioni
GAIA Spa, in collaborazione con il Politecnico di Torino, ha elaborato il progetto
di gestione della discarica come bioreattore offrendo la possibilità di effettuare
uno studio in un contesto operativo, con
tutte le variabili che in laboratorio non si
riescono a generare/controllare. In questo modo sarà possibile verificare i “reali” effetti di questa diversa gestione con
un monitoraggio programmato dei parametri chimici e fisici che regolano il processo di produzione del biogas. Il progetto chiamato Bio.Lea.R. (Biogas Leachate Recovery) è stato finanziato dalla
Commissione Europea con il programma
LIFE+ ed è attualmente in fase di avvio,
con una durata prevista di circa 4 anni.
La sperimentazione si farà su una discarica per rifiuti pretrattati.
Il contesto
GAIA Spa è l’azienda a totale capitale
pubblico che dal 2000 ha costruito, gestito e ottimizzato il sistema integrato
composto da:
- Impianto di compostaggio per i rifiuti organici provenienti da raccolte differenziate;
- Impianto di valorizzazione delle raccolte
differenziate di plastica (Centro di Selezione Corepla), lattine, carta (piattaforma
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Motore endotermico nella discarica di Cerro Tanaro
Comieco), RAEE, ingombranti, legno e
altri rifiuti minori;
Impianto di pretrattamento per i rifiuti residuali indifferenziati;
- Discarica per rifiuti non pericolosi.
I soci dell’azienda sono i 115 Comuni (su
118) della provincia di Asti, nel sud del
Piemonte, che da ormai 10 anni vedono
i loro rifiuti gestiti in modo autonomo ed
integrato grazie al sistema impiantistico
realizzato con un’oculata gestione pubblica del processo. L’intero Sistema è anche certificato ISO9001, ISO14001,
OHSAS18001 e dal 2009 ha anche il riconoscimento EMAS; l’impianto di compostaggio produce compost di qualità a
marchio CIC.
La realtà astigiana è caratterizzata da una
percentuale di raccolta differenziata medio alta (57% nel 2009-dato ufficiale della
Regione Piemonte), con una produzione
pro capite di rifiuti di 1,182 kg/ab*g ed
una popolazione complessiva di circa
210.000 abitanti.
La discarica
Ubicata a Cerro Tanaro, comune socio di
GAIA con 650 abitanti sul confine con la
provincia di Alessandria, la discarica è entrata in esercizio nel dicembre del 2003
ed autorizzata per una volumetria totale
di circa 360.000 m3. Costruita e gestita
ai sensi del D.Lgs 36/03 fin dalla sua attivazione è stata utilizzata unicamente per
lo smaltimento di rifiuti urbani pretrattati
o di scarti dei processi di selezione e valorizzazione dei rifiuti da raccolta differen-
ziata.
Durante la coltivazione della discarica,
mediamente, sono state smaltite circa
40.000 t/anno di rifiuti, così ripartiti:
- Frazione secca da pretrattamento e rifiuti ingombranti triturati: 26.500 t/anno;
- FOS: 9.000 t/anno;
- Scarti dell’impianto di compostaggio:
2.000 t/anno;
- Altro: 2.500 t/anno.
La discarica era originariamente dotata
di 8 pozzi per l’estrazione del biogas da
convogliare ad una torcia ad alta temperatura e trasformarlo in energia elettrica
tramite una centrale di recupero energetico da 330 kWel.
I 3 traguardi: meno
anni per stabilizzare i
rifiuti, meno emissioni
“climalteranti”, più
energia rinnovabile
Il maggior beneficio atteso con la gestione
a biorettore riguarda l’accelerazione dei
processi di stabilizzazione della sostanza
organica contenuta nei rifiuti (da 10 a 15
anni in luogo dei 30 – 100 anni stimabili
per una discarica convenzionale) e un incremento della produzione di biogas nei
primi anni seguenti alla chiusura (incremento atteso di circa il 20%). Tutto ciò
ottimizza lo sfruttamento energetico del
biogas prodotto, riducendo le emissioni
climalteranti originate dalla discarica. Infatti le discariche rappresentano una fonte
molto significativa di gas serra (principalmente metano) e l’accelerazione della
Figura 3 - Nel grafico si evidenzia il confronto tra le portate captabili previste nel caso di dicarica
umida e in quello di discarica secca
stabilizzazione dei rifiuti, unita al miglioramento della captazione del biogas, offrono rilevanti benefici.
Il tipo di rifiuti smaltiti (derivati da processi
di selezione, triturazione e pretrattamento) implica caratteristiche della discarica che possono essere ritenute omogenee, semplificando perciò lo studio del
sistema.
Ottimizzare la produzione
di biogas
Il materiale nella discarica è caratterizzato
da una ridotta componente organica e da
una bassa umidità, per cui tenderebbe a
generare meno biogas e a prolungare il
periodo in cui è necessario attuare significative azioni di captazione. In situazioni
normali ogni sfruttamento energetico sarebbe meno efficiente e la possibilità di
cedimenti, così come la stabilizzazione
biologica dei rifiuti, si trascinerebbe per
molti anni. Tutto ciò implica una più lunga
e impegnativa fase di post chiusura superiore anche ai tempi stimati per impianti
di smaltimento di rifiuti urbani non pretrattati.
Non potendo intervenire sulla qualità iniziale dei rifiuti si può lavorare correggendo
l’umidità dei rifiuti e l’efficienza di captazione del biogas.
L’umidità al di sotto del 20-30% risulta in-
sufficiente per l’attività biologica dei batteri metanigeni (discarica secca); umidificando i rifiuti è possibile avere un picco
di produzione iniziale della discarica che
verrà compensato da una “coda” molto
meno incidente negli anni successivi. Se
si ottiene una discarica “umida” si
estende il tempo di picco iniziale di produzione di biogas con una ulteriore ottimizzazione del recupero energetico [ fig.3]
Per raggiungere questi risultati GAIA ha
chiesto e ottenuto dall’amministrazione
provinciale di Asti l’approvazione in via
preliminare dei due interventi:
• la realizzazione di un sistema di umidificazione dei rifiuti, con il riutilizzo del percolato estratto dalla discarica, delle acque di prima pioggia e di scolo dei piazzali di servizio della discarica;
• il potenziamento del sistema di captazione del biogas.
Il sostegno dell’Unione
Europea: progetto Bio.
Lea.R. (LIFE+ 2009)
LIFE+ è lo strumento finanziario europeo
per l’ambiente che, con la componente
“Politica e governance ambientali”, cofinanzia progetti di dimostrazione e/o innovativi attinenti ad una delle “aree di
azioni prioritarie”.
Nell’ambito del bando GAIA, in collaborazione con il Politecnico di Torino (dipartimenti di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica; di Ingegneria del Territorio,
dell’Ambiente e delle Geotecnologie; di
Discarica di GAIA a Cerro Tanaro (AT)
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Il progetto si propone di realizzare e
definire un sistema di regolazione del
contenuto di umidità dei rifiuti smaltiti, associato al potenziamento
dell’impianto di captazione del biogas, monitorando e controllando i
principali parametri chimici e fisici
della discarica, al fine di comparare il
comportamento della discarica gestita come bioreattore con quella gestita in modo convenzionale.
Sistemi di Produzione ed Economia dell’Azienda), ha ottenuto il finanziamento di
circa un milione di Euro per la realizzazione del progetto intitolato “Bio.Lea.R.:
utilizzo a scala reale dell’iniezione di liquido, per il controllo innovativo dell’umidità dei rifiuti, finalizzato all’incremento
della produzione di biogas in discariche
per rifiuti pretrattati”.
Il progetto si svilupperà su quattro anni:
entro la fine del 2011 si completeranno
le attività preparatorie e la costruzione
dei sistemi di distribuzione, captazione e
monitoraggio; seguiranno tre anni in cui
saranno sperimentate diverse modalità
di distribuzione della fase liquida, con il
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monitoraggio e l’analisi dei dati. Il sistema
di acquisizione dati sarà mantenuto anche dopo la fine del progetto, per consentire eventuali ulteriori sviluppi di ricerca futuri.
Il progetto Bio.Lea.R. è curato per la parte
di gestione della discarica dal Direttore
Generale di GAIA, Ing. Flaviano Fracaro,
e dal responsabile del progetto LIFE+,
Ing. Matteo Fischetti; la parte scientifica
è guidata dai professori del Politecnico
di Torino Fulvia Chiampo, Alberto Godio
e Gian Andrea Blengini.
Monitoraggio dei risultati
e divulgazione
Tutte le fasi del progetto saranno inserite
in uno studio LCA, al fine di paragonare
la performance ambientale della discarica
con e senza l’implementazione del progetto; la gestione dei dati avverrà tramite
un web GIS accessibile ad entrambi i partner. La divulgazione delle informazioni è
fortemente richiesta dall’Unione Europea
e avverrà tramite una sezione dedicata
del sito www.gaia.at.it, con pannelli informativi, produzione di opuscoli informativi,
visite guidate, conferenze e seminari, una
graphic animation e un plastico per me-
glio far comprendere cosa accade nelle
diverse fasi dello studio. Saranno inoltre
prodotte pubblicazioni tecniche e articoli
scientifici destinati alla stampa specializzata.
GAIA è disponibile a far visitare la discarica in qualunque momento per far toccare con mano le novità che si stanno attuando. Anche la sensibilizzazione ambientale rivolta alle scuole passerà attraverso la presentazione di questo progetto:
la discarica è l’ultimo tassello del nostro
modo di consumare, è il punto di arrivo
degli scarti dovuti al nostro modo di vivere, ed anch’essa consuma territorio e
energie supplementari per essere correttamente gestita. Il progetto Biolear tenta
di aprire una strada per minimizzare i problemi e rendere più sostenibili le discariche, senza dimenticare che gli impianti di
smaltimento rimangono l’ultima strada da
percorrere per risolvere il problema rifiuti
(prima si riducono i rifiuti alla fonte, poi si
riusano, poi si recuperano, poi si trasformano in energia e solo ciò che rimane va
in discarica, con una gestione il più ottimale possibile).
Nel 2012 è in programma un convegno
per comunicare i primi risultati in attesa
delle conclusioni che si avranno solo nel
2014.