Il Progetto COSMOS

Recupero delle ceneri leggere da processi di termovalorizzazione dei rifiuti solidi urbani e produzione di un nuovo materiale inerte: il progetto COSMOS

L'incenerimento dei rifiuti è anche un modo per limitare la quantità di rifiuti che vengono prodotti, perché consente una drastica riduzione del volume degli stessi. Comunque, nonostante questa riduzione del volume, rimangono delle polveri (rifiuti), che devono essere poi smaltite.

Le particelle solide prodotte durante l'incenerimento di rifiuti solidi urbani (MSWI) possono essere divise in ceneri pesanti (bottom ashes - BA) e in ceneri leggere (fly ashes - FA).

Mentre per le ceneri pesanti sono già in atto diverse tipologie di recupero, le più comuni opzioni per la gestione delle ceneri leggere (la parte più fine delle polveri) sono lo stoccaggio permanente in siti per lo smaltimento di rifiuti pericolosi od opportuni trattamenti seguiti, però, sempre dallo smaltimento in discarica.

L'utilizzo dei residui da combustione dei rifiuti solidi urbani è un traguardo importante nella gestione integrata dei rifiuti in molti paesi europei. I più significativi problemi ambientali relativi allo smaltimento dei residui leggeri da incenerimento dei rifiuti solidi urbani sono comunque il rilascio di agenti contaminanti, principalmente metalli pesanti. Inoltre è molto difficile stabilizzare l'alto contenuto di sali solubili senza avere eseguito precedenti o simultanee rimozioni dei sali con estrazioni acquose. 

Recentemente presso l’Università degli Studi di Brescia (Laboratorio di Chimica per le Tecnologie) è stato sviluppato e brevettato un nuovo metodo di inertizzazione di ceneri leggere da rifiuti solidi urbani mediante un processo che viene realizzato a temperatura ambiente. Questo processo è basato su una reazione chimica che avviene mescolando opportunamente ceneri leggere da MSWI con altre ceneri di scarto, derivanti da derivanti da altri processi di combustione, e con la silice colloidale. La silice colloidale perde i suoi gruppi funzionali in soluzione e intrappola i metalli pesanti presenti. Lo schema del meccanismo con cui agisce la silice è mostrato in Figura 1, dove essa è paragonata ad un soffione.

Il materiale inerte ottenuto, che viene in seguito lavato per rimuovere i sali solubili ancora presenti, viene chiamato COSMOS. Uno dei vantaggi di questo trattamento è che tutto il materiale può essere recuperato: da un lato c’è il COSMOS, che può essere considerato come una sabbia fine, e dall’altro i sali solubili che, essendo recuperati dopo il processo di inertizzazione, sono puri. Anche i sali possono quindi essere riutilizzati, per esempio per abbattere il punto di congelamento dell’acqua (quindi per esempio potrebbero essere impiegati sulle strade durante il periodo invernale). La metodologia sviluppata è stata oggetto di finanziamento da parte della Commissione Europea per la realizzazione di un impianto dimostrativo per il trattamento ceneri, che è stato installato presso l’inceneritore di Brescia (gruppo A2A): il progetto COSMOS LIFE08 ENV/IT/000434 è stato finanziato nell’ambito del programma LIFE+2008. Il progetto è coordinato da CSMT e vede, come partner scientifico, il Dipartimento di Ingegneria Meccanica ed Industriale dell'Università degli Studi di Brescia (responsabili prof. Elza Bontempi e prof. Marco Alberti). Partecipano inoltre Contento Trade, azienda operante nel settore ambientale e Tekniker, centro di ricerca basco.

Il prodotto finale del processo (COSMOS) è un materiale grezzo che può  essere utilizzato come riempitivo in diverse applicazioni (come per esempio nei cementi - vedi Figura 2). Con questa tecnologia si ottiene così il duplice scopo di inertizzare un materiale pericoloso e preservare le risorse naturali. Si stima che il COSMOS abbia una buona potenziale applicazione nel calcestruzzo auto-compattante. Questo calcestruzzo, infatti, richiede quantità elevate di "filler" (inerti), e COSMOS può essere un componente adatto. 

Anche in vista dei dati sulla produzione di rifiuti in Europa (che sono in continua ascesa), il progetto COSMOS, che promuove l’utilizzo di rifiuti inertizzati, come materia prima seconda, è molto promettente non solo per il risvolto ambientale, ma anche per la limitazione dell’uso indiscriminato delle risorse della terra (in Europa, per esempio, circa il 20% delle risorse naturali sono importate).