SM 3984 — L’economia circolare dal passato al futuro — 2017

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Villaggio Globale, 20, (80), dicembre 2017

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

 I rifiuti, le sostanze buttate via, “rifiutate”, sono figli delle attività umane; nei cicli naturali non esistono rifiuti. I vegetali (organismi produttori) crescono assorbendo anidride carbonica e acqua dall’aria e acqua e sali inorganici dal terreno e trasformano il tutto in materia organica con l’energia solare per fotosintesi.

I vegetali sono il nutrimento di animali (organismi consumatori), sia erbivori che in genere sono prede, che di altri animali predatori. Le spoglie dei vegetali e le spoglie degli animali, sia prede sia predatori, finiscono nell’aria o nel suolo e da qui in parte arrivano nelle acque. Il suolo e le acque contengono altri esseri viventi, i decompositori, che trasformano le molecole delle scorie vegetali e animali in sostanze gassose (materia prima per la fotosintesi dei vegetali) o solide (sali inorganici che sono di nutrimento per i vegetali).

Si può dire che i cicli naturali: produttori—consumatori—decompositori, siano sostanzialmente “chiusi”.

Di tali cicli per molte migliaia di anni hanno fatto parte anche gli umani come animali consumatori-predatori.

Tutto è cambiato con la scoperta degli strumenti “tecnici” con cui modificare il corpo inorganico della natura — cave e miniere, lavorazione del suolo —con strumenti che permettevano di frantumare rocce ed estrarre minerali da usare per le costruzioni e da modificare per ricavarne utensili e metalli.

In queste operazioni una parte del materiale trattato restava sotto forma di residui e scorie lasciati nell’ambiente.

Il concetto di rifiuto si può quindi far risalire a quando sono stati trattati materiali non biodegradabili i cui residui, gassosi, liquidi o solidi, erano estranei ai cicli naturali.

L’uso del fuoco per trasformare i minerali in metalli (alcuni, molti millenni prima di Cristo) provocava fumi e residui e scorie che dovevano essere messi “da qualche parte”. Ma anche le attività agricole e zootecniche e la vita domestica generavano rifiuti.

Quando la massa di queste sostanze rifiutate è diventata grande, gli uomini si sono chiesti come utilizzarne una parte, con operazioni che oggi chiamiamo riciclo, ispirate a “copiare” quello che fanno i cicli naturali.

Uno dei primi esempi si ha nella utilizzazione di pellami animali per ottenere un materiale su cui scrivere, la pergamena che precede la carta, e poi l’utilizzazione degli stracci di tessuti per fabbricare, intorno al 1200, la carta e per preparare nuovi tessuti.

Ma i rifiuti “estranei” alla natura si affacciano all’inizio della rivoluzione industriale. Dapprima questi rifiuti, soprattutto delle attività metallurgiche e chimiche, venivano scaricati nell’aria, nelle acque o sul suolo; se si trattava di sostanze puzzolenti o dannose la loro immissione nell’ambiente provocava la protesta delle popolazioni e delle autorità. Da qui l’interesse per cercare di evitare i danni ricavando dai rifiuti qualcosa di utile.

Uno dei primi esempi di vera e propria economia circolare si è avuto all’alba dell’industria chimica. Nelle fabbriche che producevano acido solforico per reazione dello zolfo e del costoso salnitro nelle camere di piombo, gran parte degli ossidi di azoto che si liberavano nella reazione andavano perduti nell’aria, con effetti inquinanti. Gay-Lussac (1827) propose di recuperare in una torre i gas nitrosi per rimetterli in ciclo, rendendo molto più “economico” (anche in termini di soldi) il processo.

L’acido solforico era necessario per produrre la soda artificiale, l’agente lavante che sostituiva la soda ricavata dalle ceneri delle piante e delle alghe. Leblanc (1793) aveva messo a punto un processo che cominciava con il trattamento del sale con acido solforico e liberazione di acido cloridrico, per decenni scaricato nell’atmosfera con danni alla salute e alle coltivazioni. Il solfato di sodio veniva poi trattato con calce e carbone; insieme al carbonato di sodio si formava un fango di solfuro di calcio che era lasciato in discariche all’aria aperta da cui si liberava idrogeno solforato puzzolente e nocivo.

Le proteste popolari hanno costretto il Parlamento britannico ad emanare l’Alkali Act del 1863 che imponeva alle fabbriche di soda di evitare le emissioni inquinanti. Dapprima gli imprenditori furono costretto a raccogliere l’acido cloridrico in acqua entro dei barili, fino a quando Weldon (1873) inventò un processo per trasformare l’acido cloridrico in cloro, la nuova merce che cominciò la sua marcia trionfale (e controversa) nell’industria. L’acido cloridrico da rifiuto indesiderabile diventava così “materia seconda” per un altro ciclo produttivo.

L’inquinamento dovuto ai fanghi di solfuro di calcio fu risolto da Claus (1882) con un processo in grado di usarli come “materia seconda” per un ciclo che, mediante ossidazione, consentiva di recuperare anidride solforosa da usare per la produzione di acido solforico, una delle materie prime dello stesso processo Leblanc.

Comunque i due processi arrivarono tardi perché nel frattempo Solvay (1864) aveva inventato un altro processo che produceva il carbonato di sodio con un rifiuto costituito da cloruro di calcio, ingombrante e scomodo da smaltire, ma meno dannoso dei rifiuti del processo Leblanc, e per il quale fu trovato un impiego nello spargimento sulle strade per ritardare la formazione del ghiaccio dalla neve.

La distillazione secca del carbone fossile ha messo a disposizione delle città il gas illuminante (1801) e quindi la luce artificiale. Prima di essere immesso nelle reti di distribuzione il gas veniva lavato per eliminare l’ammoniaca, un contaminante corrosivo difficile da smaltire fino a quando si è scoperto che, trattandola con acido solforico, se ne poteva ricavare un utile concime artificiale azotato (1870).

I vapori che si formavano insieme al gas illuminante venivano condensati in acqua e formavano un residuo catramoso, dapprima buttato via e inquinante. E’ diventato una materia seconda quando è stato inventato un processo di distillazione del catrame (1785) che forniva varie frazioni di interesse commerciale; i liquidi più volatili sono stati impiegati come solventi per la gomma (1818) e come sostanze adatte ad essere trasformate in coloranti sintetici (1856), esplosivi (1863), medicinali; la frazione dell’olio di creosoto si è rivelata utile per impermeabilizzare il legno (1838) e in particolare le traversine ferroviarie (1849); la frazione residua conteneva molecole aromatiche utili per sintesi organiche e, alla fine, si prestava per rendere meno polverose le strade. Tutti passaggi che combinavano vantaggi economici e minore danni alla natura.

Anche molti rifiuti o scarti dell’industria agroalimentare sono stati trasformati in merci utili; si possono ricordare la produzione di concimi fosfatici per trattamento con acido solforico delle ossa che residuano nei macelli (1840) o l’estrazione delle essenze dalle bucce di agrumi residue della produzione di acido citrico.

Il melasso, il residuo dell’estrazione dello zucchero dalle barbabietole, contiene ancora circa il 15 % dello zucchero iniziale della barbabietola ed è stato originariamente buttato via o usato come mangime. Steffen negli Stati Uniti (1883) e Battistoni in Italia (1906) hanno scoperto che lo zucchero può essere estratto diluendo il melasso con acqua e aggiungendo alla soluzione idrato di calcio o di bario; si formano i rispettivi “saccarati” che sono poi filtrati, sospesi in acqua, decomposti con anidride carbonica; dalla filtrazione dei carbonati insolubili si ottiene una soluzione di zucchero.

Un altro esempio di ”economia circolare” è offerto dal recupero di olio dalle sanse, il residuo che si forma dopo la spremitura dell’olio dalle olive e che contiene ancora circa il 10-15 % dell’olio originale. In un primo tempo le sanse venivano buttate via, bruciate o disperse nel terreno.

Dal 1870 l’olio è stato estratto dalle sanse dapprima col solfuro di carbonio, poi col meno pericoloso esano; l’olio di sansa, impiegato originariamente per la produzione di sapone, è stato ottenuto anche di qualità adatta ad uso alimentare.

Se si pensa che della biomassa vegetale e animale prodotta dall’agricoltura e dalla zootecnica, dell’ordine di alcuni miliardi di tonnellate all’anno nel mondo, circa due terzi sono costituiti da residui che al più ritornano nel terreno, si vede che siamo di fronte a grandissime quantità di materia organica trasformabile in merci utili con tecniche microbiologiche e chimiche, in parte già note e che erano state abbandonate per la concorrenza dei processi che producono le stesse merci partendo dal petrolio.

Quanto più le merci e gli oggetti sono complessi, cioè costituiti da diversi materiali, ciascuno meritevole di riciclo, tanto maggiori sono le difficoltà tecniche.

Si pensi all’automobile contenente ferro, alluminio, plastica, vetro, rame, tessuti, gomma, circuiti elettrici, batterie, oli, eccetera.

Si può frantumare l’automobile tutta intera, separando poi i vari materiali riciclabili; oppure si possono separare prima alcune componenti (gomma, batterie), oppure si possono smontare le automobili pezzo per pezzo, recuperando alcuni pezzi, e riciclando le varie componenti omogenee come i pneumatici.

La diverse materie componenti sono poi sottoposte a singoli processi di riciclo, fino ad ottenere alla fine un residuo (fluff) contenente plastica, tessuti e altri materiali misti.
Ancora più difficile il recupero di materie utili presenti in piccole quantità in oggetti come le apparecchiature elettroniche, contenenti oro, platino, metalli delle terre rare, cobalto, eccetera. In generale si procede all’incenerimento dei supporti solidi e alla successiva rifusione e separazione dei vari elementi presenti con raffinate tecniche chimiche di frazionamento.

I progressi dell’economia circolare dipendono dalla possibilità di conoscere esattamente la natura chimica e fisica di ciascuno dei componenti, un campo di studi molto promettente. Una volta per ridere dissi che un capitolo della mia disciplina, la Merceologia, avrebbe dovuto occuparsi di … “rifiutologia”, ma forse non scherzavo neanche tanto. Adesso ormai siamo alla “Merceologia del riciclo” perché bisogna anche conoscere le proprietà delle merci riciclate prima che ritornino fra gli esseri umani.

L’economia circolare, i cui compiti sono grandissimi e destinati ad avere crescente spazio in futuro, permette di diminuire sprechi (di materia e di denaro) e di evitare danni ambientali, ma sotto due vincoli; il primo è che qualsiasi passo avanti verso la chiusura di qualche ciclo produttivo non porta a “zero rifiuti” perché anche i processi virtuosi generano scorie, pur differenti dai rifiuti trattati; il secondo vincolo è che qualsiasi azione di economia circolare è resa possibile dall’impiego di energia che a sua volta si ottiene generando scorie e rifiuti. Purtroppo la natura non da niente gratis.