Come migliorare la gestione dei rifiuti a base di gesso in Lombardia?

Valutazione degli impatti ambientali, attraverso la metodologia dell'analisi del ciclo di vita (LCA), associati all'attuale sistema di gestione e recupero dei rifiuti C&D non pericolosi a base di gesso implementato in Lombardia

La macro-categoria dei rifiuti da costruzione e demolizione (C&D) è caratterizzata da flussi di rifiuti molto diversi tra loro per quantità, caratteristiche, strategie di gestione e modalità di trattamento. I rifiuti a base di gesso (Foto 1) sono uno specifico flusso di tale macro-categoria e sono individuati con il codice CER 170802. Il riciclo di tali rifiuti può avvenire con due diverse modalità: mediante miscelazione con altri rifiuti inerti C&D oppure attraverso un trattamento in impianti ad hoc e finalizzato all'ottenimento di polvere di gesso riciclato come materia prima secondaria. Il presente lavoro ha avuto come obiettivo la valutazione degli impatti ambientali, attraverso la metodologia dell'analisi del ciclo di vita (LCA), associati all'attuale sistema di gestione e recupero dei rifiuti C&D non pericolosi a base di gesso implementato in regione Lombardia. Fine ultimo è stato la formulazione di raccomandazioni e obiettivi d'azione per migliorare le prestazioni ambientali ed energetiche del sistema attuale.

I quantitativi in gioco
La prima fase della ricerca si è incentrata sulla stima dei flussi di rifiuti a base di gesso prodotti a livello regionale, effettuata mediante l'analisi della banca dati MUD 2014. I rifiuti a base di gesso gestiti in regione nel 2014, anno di riferimento del presente studio, sono risultati pari a 20.988 t al netto dell'import (pari a circa 4.419 tonnellate). Sommando a questo valore la quota di rifiuto esportato, risultato pari a circa 10.417 t, è stata stimata una produzione totale regionale pari a 31.405 t.
I flussi in gioco sono quindi piuttosto ridotti se confrontati con quelli degli altri rifiuti inerti C&D gestiti in regione: ad esempio, i rifiuti misti (CER 170904) erano pari nel 2014 a circa 5,6 milioni di tonnellate (Borghi et al., 2017). Inoltre, a differenza degli altri rifiuti inerti C&D, per i quali la percentuale di rifiuto gestito in regione rispetto al quantitativo totale prodotto risultava maggiore del 95% (Rigamonti et al., 2017), nel caso dei rifiuti a base di gesso tale percentuale si riduce al 67%, indicando una possibile carenza nel sistema impiantistico regionale per la gestione di questo specifico flusso di rifiuti.
Analizzando nel dettaglio i flussi di rifiuti in gesso avviati alle diverse operazioni di smaltimento e recupero, emerge che il recupero di materia (R5) è l'operazione prevalente, pari all'84,8% del gestito totale, mentre lo smaltimento in discarica è decisamente limitato e pari allo 0,3%. La restante parte rappresenta la quota di rifiuto rimasto stoccato nelle stazioni di trasferenza (14,1%) o in deposito preliminare (0,8%) senza subire alcun trattamento successivo. Inoltre, solo lo 0,5% dei rifiuti in gesso gestiti in regione è stato recuperato con un trattamento specifico in impianto dedicato, mentre il restante 99,5% è stato miscelato agli altri rifiuti inerti C&D. Nel 2014 era infatti operativo in regione un solo impianto in grado di effettuare un trattamento di recupero ad hoc dei rifiuti in cartongesso. In tale impianto, attraverso step successivi di macinazione e vagliatura (Foto 2), viene separata la polvere di gesso (Foto 3) dal rivestimento in carta/cartone del pannello (Foto 4); in uscita dal trattamento si ottengono la polvere di gesso riciclato con una distribuzione granulometrica che va da 8 mm a 0,063 mm (83,9%) e le frazioni di carta/cartone (15,2%) e metalli ferrosi (0,02%), da inviare alle rispettive filiere di recupero.

Impostazione dell'analisi LCA
Obiettivo dell'analisi è stato la valutazione del sistema attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso non pericolosi in regione Lombardia e l'individuazione di possibili scenari alternativi che consentano di ridurre gli impatti ambientali complessivi, al fine di fornire indicazioni sulle strategie e sulle azioni che il governo regionale può intraprendere per migliorare la gestione di tali rifiuti.
Gli scenari che sono stati analizzati sono i seguenti:
scenario attuale: il 99,5% viene avviato a miscelazione con gli altri rifiuti inerti negli impianti di riciclo C&D (Borghi et al. (2017)) per la produzione di aggregati riciclati da utilizzarsi in luogo del materiale naturale (il cosiddetto "mistone naturale") in rilevati e sottofondi stradali; lo 0,5% viene inviato a recupero specifico: in questo caso la polvere di gesso riciclato è destinata all'utilizzo nella produzione di gessi di defecazione in sostituzione del gesso naturale (Foto 5);
scenario alternativo 1: 100% a recupero specifico + utilizzo del gesso riciclato per la produzione di pannelli in cartongesso, in sostituzione del gesso naturale;
scenario alternativo 2: 100% a recupero specifico + uso del gesso riciclato nei cementifici, in sostituzione del gesso naturale;
scenario alternativo 3: 100% a recupero specifico + impiego del gesso riciclato negli impianti di trattamento dei fanghi da depurazione con produzione di gessi di defecazione, in sostituzione del gesso naturale (destino già analizzato nello scenario attuale);
scenario alternativo 4: 100% a recupero specifico + spandimento del gesso riciclato in agricoltura come correttivo per i terreni a pH acidi, in sostituzione della calce (CaO) o dei prodotti correttivi del terreno a base di carbonato di calcio (CaCO3).
Nella definizione degli scenari "alternativi" si è partiti dall'ipotesi di voler raggiungere, in futuro, il 100% di riciclo dedicato dei rifiuti in gesso prodotti in regione. Ciò implica la necessità di aumentare la capacità di trattamento degli impianti rispetto allo scenario attuale, dove opera un unico impianto con potenzialità annua di poco più di 14.000 tonnellate. In particolare, si dovrebbero realizzare almeno due nuovi impianti da collocare nelle province dove la produzione dei rifiuti è maggiore (MI, BG).
Nell'LCA l'unità funzionale è il trattamento di 1 t di rifiuto in cartongesso.
I confini del sistema includono tutti i processi dal momento in cui i rifiuti sono immessi nel sistema, ovvero dal momento della loro produzione nei cantieri, fino alla loro uscita dal sistema in termini di materia prima secondaria o di emissione. Per risolvere il problema della multifunzionalità associata alle operazioni di riciclo, i confini del sistema sono stati espansi per includere gli impatti evitati associati alla produzione dei prodotti primari (a seconda dello scenario: mistone naturale, gesso naturale, calce/prodotti a base di CaCO3, pasta vergine da processo termomeccanico, acciaio primario), sostituiti dall'impiego delle materie prime secondarie.
Per la valutazione degli impatti ambientali e di consumo di risorse energetiche si sono utilizzati i metodi ILCD 2011 Midpoint e CED (Cumulative Energy Demand). Inoltre è stato definito ad hoc un indicatore per calcolare il consumo di risorsa minerale naturale (non rinnovabile), che viene mostrato nelle due sottocategorie relative al consumo di sabbia e ghiaia e di gesso naturale.
Risultati
Nello scenario attuale gli indicatori hanno quasi tutti segno positivo, indicando quindi che il sistema determina dei carichi aggiuntivi. Questo risultato è essenzialmente legato al fatto che nello scenario attuale quasi tutto il rifiuto viene recuperato in miscelazione con gli altri rifiuti C&D e questa tipologia di recupero, come mostrato in Borghi et al. (2017), determina degli impatti che non riescono ad essere compensati dai limitati benefici associati all'evitata estrazione di mistone naturale (ciò è vero se non si includono i benefici associati all'evitato smaltimento in discarica del rifiuto).
Per tutti gli scenari alternativi analizzati, invece, i risultati dell'analisi LCA mostrano che la maggior parte degli indicatori presenta segno negativo, grazie soprattutto ai benefici derivanti dal riciclo della carta. Per confrontare in modo più immediato i diversi destini di utilizzo del gesso riciclato, sono stati quindi valutati gli impatti associati al riciclo del gesso, trascurando quindi sia il riciclo della carta e dei metalli, sia il trasporto per il conferimento dei rifiuti a riciclo; i risultati, dicono che:
scenario alternativo 1: si hanno impatti netti associati alle operazioni di recupero, a causa del peso notevole che hanno i trasporti di commercializzazione del gesso riciclato, con distanze molto maggiori rispetto agli altri scenari (questo è dovuto al fatto che in regione non sono presenti stabilimenti di produzione dei pannelli in cartongesso);
scenario alternativo 2: diversamente dallo scenario precedente, in questo caso il riciclo del gesso porta un beneficio ambientale in quasi tutti gli indicatori;
scenario alternativo 3: anche in questo caso, così come nello scenario SA2, il riciclo comporta benefici in quasi tutti gli indicatori considerati;
scenario alternativo 4: gli indicatori risultano tutti con segno negativo. I benefici associati al riciclo del gesso, in questi scenari, sono nettamente maggiori rispetto a quelli degli scenari precedenti, anche fino ad un ordine di grandezza per alcuni indicatori come il riscaldamento globale e l'impatto energetico. Ciò è dovuto perlopiù all'evitato processo di cottura (nei forni alimentati a gas naturale) per la produzione della calce. Ciò rende questo destino di utilizzo migliore, dal punto di vista ambientale ed energetico, degli altri scenari futuri alternativi analizzati, per i quali gli impatti evitati sono più contenuti, in quanto il prodotto sostituito è il gesso naturale crudo. Inoltre, in questi scenari, i trasporti di commercializzazione sono inferiori, quindi anche questo fattore contribuisce al miglioramento delle prestazioni del sistema.

Discussione: lo scenario futuro migliorativo
Attraverso l'analisi e il confronto degli scenari alternativi è stato possibile definire uno scenario futuro di gestione dei rifiuti in gesso che tenga conto dei migliori utilizzi del gesso riciclato e che sia realisticamente applicabile al contesto regionale in esame.
Per crearlo sono stati considerati congiuntamente quattro aspetti:
• le prestazioni ambientali ottenute dalle analisi LCA associate ai singoli destini di impiego del gesso riciclato;
• la qualità e il tipo di dati impiegati nell'analisi;
• le limitazioni tecniche del gesso riciclato associate a ciascun destino di utilizzo: si considera sia la rispondenza delle caratteristiche del gesso riciclato ai criteri di qualità stabiliti per ciascun settore di impiego, sia gli eventuali limiti di impiego, se previsti, al fine di garantire adeguata qualità dei prodotti finali (come nel caso del pannello in cartongesso);
• la richiesta di mercato di gesso riciclato in Lombardia per ogni destino di utilizzo analizzato, per valutare il rapporto tra domanda e offerta.
Sulla base di queste valutazioni, lo scenario migliorativo è stato definito con le seguenti percentuali (Figura 1):
• un terzo dei rifiuti viene riciclato secondo le modalità definite nello scenario alternativo 2;
• un terzo dei rifiuti segue il trattamento e il destino dello scenario alternativo 3;
• un terzo dei rifiuti è sottoposto al trattamento e al successivo impiego descritto nello scenario alternativo 4 (sostituzione di calce).
Dai risultati dell'analisi LCA emerge che lo scenario migliorativo suggerito presenta un sostanziale miglioramento delle prestazioni del sistema rispetto alla gestione attuale. Inoltre, gli indicatori risultano quasi tutti con segno negativo: ciò significa che i benefici associati agli evitati prodotti primari, soprattutto alla mancata produzione di pasta vergine termomeccanica, riescono a compensare gli impatti associati alle operazioni di trattamento dei rifiuti.
A titolo di esempio, l'indicatore relativo al riscaldamento globale passa da +54 a -3390 t CO2 eq per tonnellata di rifiuto a base gesso.

Conclusioni
Dall'analisi si è evinto che per migliorare la situazione attuale e incrementare l'entità dei benefici derivanti dal riciclo dei rifiuti da costruzione a base di gesso è necessario intervenire con azioni dirette al raggiungimento dei seguenti obiettivi:
• potenziare il trattamento dedicato di riciclo, che porti, da un lato, alla produzione di gesso riciclato di adeguata qualità per essere usato in tutti i settori in esame e, dall'altro, alla separazione di rifiuti in carta con caratteristiche tali da poter essere inviati nelle cartiere. Per raggiungere questo obiettivo è fondamentale, oltre ad avere una buona efficienza di separazione della carta e dei metalli dal gesso, raggiungibile attraverso l'implementazione di step successivi di macinazione e vagliatura, migliorare la qualità dei rifiuti in ingresso agli impianti di riciclo, ad esempio riducendo le impurità ma soprattutto il grado di umidità dei pannelli a fine vita, in modo che i flussi prodotti in uscita dal trattamento possano essere usati nelle applicazioni più vantaggiose;
• ottimizzare il sistema al fine di ridurre le distanze di trasporto: sarebbe utile un posizionamento strategico degli impianti futuri di riciclo che consenta di avere distanze ridotte, sia per il conferimento dei rifiuti che per la commercializzazione delle materie prime e secondarie;
• tra i vari destini di utilizzo analizzati per il gesso riciclato, favorire il settore agricolo, perché, in questo caso, il riciclo darebbe più margine per compensare gli impatti, anche maggiorati in caso di aumento dei trasporti;
• ridurre la domanda di gesso naturale potenziando il mercato del gesso riciclato già esistente sul territorio e promuovendo l'apertura e lo sviluppo di nuovi mercati per quegli utilizzi tecnicamente fattibili (es. cementifici e uso agricolo). A tal fine, sarebbe utile non solo sostenere l'utilizzo del gesso riciclato, ad esempio mediante incentivi, ma anche favorire l'incontro tra domanda e offerta di gesso riciclato a livello locale. Sostenendo il mercato del gesso riciclato, i gestori degli impianti avrebbero anche maggiori risorse economiche da investire nella lavorazione dei rifiuti per produrre gesso riciclato di buona qualità e conforme ai requisiti richiesti in ogni settore, in particolare quello agricolo.

Bibliografia
Borghi G., Pantini S., Rigamonti L. (2017) Analisi LCA a supporto della pianificazione della gestione dei rifiuti da costruzione e demolizione non pericolosi in Lombardia. Ingegneria dell'Ambiente, Vol. 4 ( 4): 277-288.
Rigamonti L., Pantini S., Borghi G. (2017) Valutazione con metodologia LCA (Life Cycle Assessment) dei flussi e del destino dei rifiuti da costruzione e demolizione. Relazione finale per Regione Lombardia nell'ambito dell'accordo di collaborazione tra il LEAP (Centro Studi MatER) e la regione Lombardia - anni 2015-2017. Disponibile su http://www.regione.lombardia.it/.

Ringraziamenti
Il presente studio è stato commissionato e finanziato da Regione Lombardia. Si ringrazia l'ing. Marta Giurato per il contributo allo sviluppo di questo studio. Si ringraziano i gestori degli impianti di riciclo e dei siti estrattivi e i responsabili delle aziende contattate durante lo studio per il supporto tecnico e per aver fornito dati primari e informazioni utili per l'analisi LCA.