Economia Circolare

Economia circolare: cos'è

La Ellen MacArthur Foundation, che da anni lavora per accelerare la transizione verso l’Economia Circolare, la definisce come “un’economia pensata per potersi rigenerare da sola” e aggiunge che “in un’economia circolare i flussi di materiali sono di due tipi: biologici, in grado di essere reintegrati nella biosfera, e tecnici, destinati a essere rivalorizzati senza entrare nella biosfera”.

Economia circolare: perché è importante

Tra le problematiche più importanti che oggi ci troviamo ad affrontare ha acquisito notevole rilievo il tema della riduzione del consumo di risorse naturali (combustibili fossili e materie prime) e quello  della gestione e dello smaltimento di grossi quantitativi di rifiuti e scarti industriali (per ridurre i costi correlati, ambientali e non).

Entrambe le problematiche possono trovare una soluzione comune attraverso l’adozione di modelli  ispirati al concetto di Economia circolare, come ad esempio l’utilizzo di rifiuti e scarti industriali come risorse da reinserire nel processo produttivo come materie prime seconde, favorendo così uno sviluppo più sostenibile dal punto di vista economico, sociale ed ambientale.

Come adottare una gestione "circolare dei rifiuti"

Secondo la gerarchia di gestione dei rifiuti, il conferimento in discarica deve essere considerato come l’ultima opzione possibile e dovrebbe essere limitato al minimo necessario. Altre, infatti, devono essere le modalità di gestione che possono essere adottate per il trattamento dei rifiuti:

1. 1. La prevenzione dei rifiuti limitando gli scarti di produzione, oggi implementata da moltissime aziende.
   2. Il riuso dello scarto, pratica molto diffusa, ad esempio, nell'industria della ceramica e della plastica.
   3. Il riciclo dello scarto, uno degli approcci più interessanti che offre varie e nuove possibilità secondo un approccio di economia circolare (che approfondiremo nell'ultimo paragrafo).
   4. L’incenerimento del rifiuto, che può articolarsi in:
      - incenerimento con recupero di materiale e di energia (a seconda del potere calorifico del materiale, come fosse un combustibile fossile. In alcuni casi, al termine della fase di incenerimento, rimane una parte di materiale riutilizzabile, ma con caratteristiche diverse rispetto al materiale di origine);
      - incenerimento solo con recupero di energia;
      - incenerimento senza recupero di energia.
   5. Infine, il conferimento in discarica che, come già menzionato, interviene laddove non siano percorribili le opzioni precedenti a causa di particolari caratteristiche del rifiuto (come, ad esempio, nel caso dei materiali compositi non differenziabili). 

Economia circolare per un'edilizia sostenibile

Secondo la Comunicazione della Commissione Europea, relativa a “Un nuovo piano d'azione per l'economia circolare. Per un'Europa più pulita e più competitiva”  (COM 98, 2020), il settore edilizio consuma circa il 50% del totale delle estrazioni di materiali e produce ogni anno oltre il 35% del totale di rifiuti prodotti in tutta l’Europa. 

Inoltre, si stima che l'estrazione di materiali per l’edilizia, assieme alla fabbricazione di prodotti da costruzione e alla costruzione e ristrutturazione degli edifici, siano responsabili da un 5% ad un 12% delle emissioni totali di gas a effetto serra.

Attualmente, la scarsità delle materie prime e i relativi costi elevati hanno fatto emergere l’esigenza di guardare ai rifiuti e agli scarti industriali come possibili soluzioni delle problematiche elencate, considerandoli come materie prime seconde impiegate per produrre materiali da costruzione innovativi e sostenibili, attraverso un approccio basato sull’economia circolare.

È necessario capire come poter procedere in tal senso e come riuscire a produrre prodotti sostenibili garantendone al contempo anche un livello elevato di qualità, sicurezza e prestazioni.

Per alcuni settori produttivi (tra i quali per il momento non rientra l’edilizia) esiste una fitta rete normativa che limita la quantità di rifiuti conferibili in discarica, come ad esempio quanto indicato dalla Council Directive 1999/31/EC del 26 Aprile 1999 relativa alle discariche dei rifiuti nel caso dei rifiuti organici e materiali compositi.

Nel settore Automotive, dal 2015, l’85% del peso dei veicoli al termine del periodo di vita utile deve poter essere riutilizzato o riciclato, e del restante 15% solo una porzione (il 5%) può essere conferito in discarica.

Per il settore dell’edilizia, una spinta verso l’adozione di soluzioni sopra elencate è stata data dall’introduzione dei CAM o Criteri Ambientali Minimi, obbligatori dal 2017 per le amministrazioni pubbliche. L’introduzione di questi criteri ha l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale degli interventi edilizi (sia di nuova costruzione, che ristrutturazione e manutenzione) mediante l’adozione di nuove soluzioni e prodotti sostenibili sotto il profilo ambientale. Attraverso i CAM, ad esempio, vengono prescritti, tra le altre cose, anche i contenuti minimi di riciclato che i materiali edili devono contenere per essere considerati sostenibili. Per un approfondimento su questa parte si rimanda alla voce di Glossario: CAM Criteri Ambientali Minimi.

Come si seleziona e si valuta un rifiuto o uno scarto industriale

Anche se è complesso dal punto di vista pratico definire un rifiuto ideale in termini assoluti e stabilire a priori un possibile reimpiego, è invece possibile definire quali sono le problematiche che si affrontano quando si vuole riutilizzare uno scarto e cosa fa di un rifiuto una possibile materia prima seconda.

Queste sono le caratteristiche da tenere in considerazione per valutare in modo adeguato il reimpiego di uno scarto o di un rifiuto:

• La composizione chimica del rifiuto, cioè valutare se esso contenga sostanze dannose, sostanze che possano fare reazione con altre o sostanze che possano degradarsi con rapidità.
• La variazione della composizione dello scarto durante la produzione annuale, in quanto le caratteristiche e la composizione dello scarto devono essere costanti nel tempo per avere un prodotto finale di qualità.
• Le condizioni in cui si presenta lo scarto (cioè la purezza, la granulometria, il contenuto di umidità, la presenza di liquami o di componenti indesiderati, ecc.) che possono influenzare notevolmente la possibilità di poter riutilizzare questo materiale.
• Le lavorazioni e i processi necessari al reimpiego (selezione, vagliatura, macinazione, lavaggio, filtraggio, trattamenti termici, ecc.): minori sono le lavorazioni e i processi a cui sottoporre questi rifiuti/scarti per essere riutilizzati, e i relativi costi, e maggiore è la possibilità di riutilizzare il materiale in questione.
• La classificazione del rifiuto e delle condizioni di smaltimento, in quanto in base al suo codice CER (Catalogo Europeo dei Rifiuti) e al suo livello di pericolosità, il riutilizzo del materiale può essere limitato a determinati impieghi o quantitativi.
• La disponibilità del rifiuto, cioè la verifica che il volume di produzione sia compatibile con la disponibilità del rifiuto da impiegare nella produzione.

Da rifiuto a materia prima seconda: esempi pratici in edilizia

Tra le possibilità di reimpiego dei rifiuti o degli scarti industriali è rilevante menzionare la possibilità di produrre conglomerati cementizi attraverso l’integrazione di materiali di scarto. Questo tipo di processo produttivo garantisce una serie di vantaggi di notevole rilievo, come: 

• la possibilità di impiegare grossi quantitativi di rifiuto;
• offre molteplici possibilità di reimpiego, ad esempio nella produzione di malte, massetti, sottofondi, pannelli, intonaci e calcestruzzo;
• la possibilità di impiegare differenti pezzature e tipologie di scarto (polvere, macinato fine o più grossolano, fibre, ecc.);
• i quantitativi applicabili e i relativi controlli variano a seconda della destinazione d’uso del reimpiego (es. per il calcestruzzo strutturale è permesso solo l’utilizzo di materiale proveniente da demolizione selettiva, con controlli specifici);
• l’aumento della richiesta di mercato di prodotti contenenti scarti industriali, dovuta anche a normative e prescrizioni che richiedono sempre di più materiali con queste caratteristiche.

La procedura da seguire per poter sviluppare miscele innovative e sostenibili che sostituiscano parzialmente o totalmente aggregati e/o cemento con materie prime seconde, prevede le seguenti fasi:

• si parte con la caratterizzazione e la valutazione del rifiuto, mediante l’analisi chimica e fisica dello scarto;
• uno studio di fattibilità, mediante il quale operare la messa a punto e la realizzazione di mix di materie prime seconde (come aggregato e/o legante) in termini di tipologia e di quantità;
• la validazione sperimentale ed ingegnerizzazione di prodotto, mediante la caratterizzazione sperimentale secondo le norme di riferimento e gli standard EU, per valutare le prestazioni e la durabilità del prodotto, compresa la comparazione con prodotti tradizionali già presenti in commercio e concorrenti (per verificare che posseggano delle qualità in linea con essi, al fine di essere poi presentati sul mercato come reali alternative).

Riportiamo di seguito altri casi studio di riuso e valorizzazione degli scarti di lavorazione, seguiti dal team di esperti in Scienza dei Materiali di Certimac, per fornire ulteriori spunti sulle potenzialità di questo tipo di applicazioni che rientrano nel concetto di Economia circolare.

• Riutilizzo di Conchiglie (scarto miticoltura) e polverino ceramico (scarto industrie ceramiche) per la produzione di malte e intonaci sostenibili.
• Reimpiego di Pneumatici macinati (esausti/ a fine vita) e polverino ceramico (scarto industrie ceramiche) per realizzare massetti sostenibili.
• Realizzazione di malte sostenibili impiegando la scoria nera di fonderia (scarto di fonderia) e polverino ceramico (scarto industrie ceramiche).
• Impiego di polvere e macinato di vetroresina, ricavati dalla macinatura dello scarto della lavorazione di compositi in vetroresina, per la produzione di due tipologie di prodotti:
  • malte cementizie (il polverino viene impiegato in parziale sostituzione dell’aggregato e del cemento);
  • calcestruzzo (il polverino viene impiegato in parziale sostituzione del cemento, mentre i frammenti più grossolani vengono impiegati in sostituzione della ghiaia).
• Sono stati riutilizzati anche i Gusci d’uovo (calcinati e macinati) per realizzare malte e cementi sostenibili. Il processo di incubazione di pulcini e l’industria alimentare produce un enorme quantitativo di scarto sotto forma di gusci d’uovo (milioni di uova a settimana). Questo scarto, è composto da calcare purissimo che può essere utilizzato come:
  • filler per conglomerati cementizi, in sostituzione dei comuni filler calcarei;
  • aggiunta per cementi, per produrre cemento dal calcare.
• Infine, anche il vetro riciclato macinato (proveniente dalla raccolta differenziata) può essere impiegato per realizzare malte ed intonaci sostenibili.

Guarda il webinar "Economia circolare in edilizia” per approfondire i casi di studio.