Influenza dell'evoluzione quali-quantitativa dei rifiuti solidi urbani (RSU) sulla gestione degli stessi

Abstract
The present work wants to focus on the question related to the forecast, on long term, of the what-quantitative evolution of the municipal solid waste (MSW), finalized to the planning of the management and treatment of the same.
Proceeds to realize a picture of the what-quantitative evolution of the municipal solid waste products in Italy in base to the data presents in literature, and following the analysis detailed of the what-quantitative evolution of the MSW produced in the province of Potenza in the Provincial Plan of Management waste, tool of long planning (2002-2012).
Departing from the actual state during the editing of the Plan (2001), the respect of the what-quantitative evolution of the MSW has been effected in the province of Potenza within 10 years up to 2012. Since in an interval of time therefore along, the economic conditions can vary associate, have been carried out, where possible, compare with the real situation. Such comparison has underlined a difference of the real situation from her anticipated from the plan mainly owed to two causes:
   >negative trend of growth of the population in the province of Potenza;
   >economic crisis that is verified in the last years with consequent growth zero of the GDP to the actual state.
Departing from the real data to disposition finally proceeds to the new respect of the evolution of the production of the waste in the brief period (2006-2009).


1. Premessa
Le amministrazioni locali si confrontano da tempo con il problema della gestione dei rifiuti urbani, incontrando spesso numerose difficoltà. Per alcuni versi tale attività si differenzia in maniera sostanziale dalle normali gestioni che un'amministrazione affronta quotidianamente, o che ha affrontato già da lungo tempo, e sulle quali esiste una certa esperienza ben sedimentata. Tale differenza può essere attribuita a due fattori principali: la difficoltà di prevedere la generazione dei rifiuti e la loro differenziazione sul territorio amministrato; gli aspetti tecnologici piuttosto complessi che caratterizzano le operazioni di smaltimento dei rifiuti che spesso vengono sottovalutati. Il risultato di questa situazione è che molte volte le amministrazioni locali considerano fatale la generazione dei rifiuti e poco influenzabile il livello della loro differenziazione, per poi concentrarsi quasi esclusivamente sul problema dello smaltimento, che è abbastanza complesso così da portare facilmente le amministrazioni a scelte non adatte alla condizione del proprio territorio.
Il problema in realtà è di avere una visione globale appropriata del sistema rifiuti in un certo territorio che permetta il giusto orientamento della gestione che si vuole adottare mettendo al centro del sistema non il problema dello smaltimento, ma la questione della generazione e della differenziazione dei rifiuti e quindi le possibilità di influenzarle.
La pianificazione della gestione dei rifiuti deve garantire una forte flessibilità al sistema di trattamento e smaltimento, in modo tale che questo possa adattarsi all'evoluzione quantitativa e qualitativa dei rifiuti, ai rendimenti di raccolta differenziata, alle nuove opportunità tecnologiche. In tale ottica conoscere la quantità, ma anche la composizione merceologica, dei rifiuti prodotti è fondamentale per il dimensionamento e l'organizzazione dei sistemi di gestione dei rifiuti; infatti la produzione dei rifiuti influenza la taglia degli impianti da realizzare (sia di trattamento che di smaltimento), mentre le caratteristiche qualitative influenzano la scelta sul tipo di sistema di trattamento da realizzare.
Da quanto detto, appare chiaro che le variazioni dei rifiuti solidi urbani, intese sia in termini quantitativi che qualitativi, influenzano fortemente i sistemi di gestione. È quindi fondamentale, oltre che individuare la taglia ottimale degli impianti, anche individuare le tecnologie più appropriate per il trattamento e/o smaltimento dei rifiuti, in funzione della loro composizione.
Sino ad oggi i rischi derivanti dall'incertezza sull'evoluzione quali-quantitativa era minimizzata almeno nel breve termine, dalla possibilità di ricorrere sempre e comunque allo smaltimento in discarica, data la forte flessibilità gestionale. Tuttavia, questa soluzione, per condivisibili ragioni ambientali oltre che per obblighi di legge, è attualmente preclusa.
Sotto il profilo dell'affidabilità, flessibilità e sicurezza del sistema si può osservare che:
   > un sistema basato esclusivamente sui trattamenti meccanico-biologici consente di utilizzare processi tecnologici intrinsecamente flessibili (la loro potenzialità è in primo luogo determinata dai turni di funzionamento), di rapida realizzazione e meno sensibili al tasso di utilizzo;
    > un sistema imperniato esclusivamente sul ricorso all'incenerimento del rifiuto residuo (o su ipotesi di pre-trattamento molto limitate) non ha caratteristiche di flessibilità ed espone al tempo stesso al rischio di un sottodimensionamento.
Da quanto finora esposto appare chiaro che il Sistema Integrato per la Gestione dei rifiuti garantisce al massimo flessibilità e sicurezza.
Come sopra accennato, al fine di garantire una corretta gestione dei rifiuti è necessario non solo conoscerne la produzione e la composizione al momento della progettazione del sistema di gestione, ma sarebbe opportuno eseguire studi preliminari sulle possibili evoluzioni future, in modo da poter predisporre un sistema gestorio elastico che sia possibile tarare in funzione del tipo di rifiuto da trattare, evitando così un eccessivo spreco di risorse.

2. La produzione dei rifiuti solidi urbani in Italia
Conoscere la quantità di rifiuti prodotti è fondamentale per organizzare la gestione e, in particolare, per un adeguato dimensionamento degli impianti di smaltimento.
La produzione di RSU in Italia è passata dai 14 milioni di tonnellate del 1979, ai 31 milioni di tonnellate del 2004. In questo intervallo di tempo la popolazione è rimasta però praticamente stabile (56-57 milioni di abitanti), per cui mentre nel '79 ogni persona produceva mediamente 0,6-0,7 kg di rifiuti al giorno, nel 2003 ne ha prodotti circa 1,49 kg.
Il trend di crescita è da attribuirsi essenzialmente alle seguenti ragioni:
   > aumento dei prodotti di consumo sia come tipologia, sia come quantità;
  > profonda trasformazione delle modalità di consumo e di distribuzione anche legata all'affermazione della società "usa e getta";
   > diminuzione del ciclo di vita dei prodotti;
   > impiego massiccio degli imballaggi.
La tendenza che viene a delinearsi appare connessa, sia a livello nazionale sia su scala regionale, agli andamenti dei principali indicatori socio-economici, da cui si rileva che la crescita o il calo dei consumi si riflette su una maggiore o minore propensione alla produzione di rifiuti.

 

 Fig. 2.1 - Andamento della produzione di RSU in Italia 1995 al 2004 (fonte: Apat)

I dati di produzione di rifiuti urbani per macroarea geografica evidenziano, tra il 2003 e il 2004, una crescita più rilevante al Sud e una sostanziale stabilità al Nord e al Centro. La produzione complessiva delle regioni del Nord si colloca intorno a 14 milioni di tonnellate, mentre quella delle regioni del centro Italia a circa 6,9 milioni di tonnellate; il Sud del Paese, dal canto suo, fa registrare una generazione pari a circa 10,2 milioni di tonnellate. I valori di produzione assoluta sono, ovviamente, fortemente influenzati dalle differenti dimensioni territoriali e di popolazione delle tre macroaree geografiche: al Nord, infatti, risiede il 45% circa della popolazione nazionale e al Sud quasi il 36%, a fronte di una quota di poco superiore al 19% per quanto riguarda il Centro.
Al fine di valutare la produzione dei rifiuti svincolandola dal livello di popolazione residente, si deve pertanto ricorrere ad un'analisi dei dati relativi al pro-capite. In questo caso, i maggiori valori di produzione nel 2003, si riscontrano per il Centro con 600 kg/abitante per anno, i più bassi per il Sud con 479 kg/abitante per anno, il Nord dal conto suo fa registrare una produzione pro-capite pari a 528 kg/abitante per anno. Su scala nazionale il valore di produzione pro-capite dei rifiuti urbani, sempre riferito al 2003, si attesta a 524 kg/abitante per anno.
Analizzando i dati a livello regionale, si nota che c'è una maggiore produzione pro-capite dei rifiuti nelle regioni più produttive e con consumi più elevati.
 

Fig. 2.2 - Andamento produzione della pro-capite dei RSU per macroarea geografica dal 1991 al 2003 (fonte Apat)
 

 Fig. 2.3 - Andamento della produzione pro-capite (kg/ab*d) di RSU in Italia dal 1991 al 2003 (fonte: Apat)

Vista la crisi economica che negli ultimi anni ha investito l'Europa ed in particolare l'Italia, con conseguente riduzione del PIL e quindi dei consumi, si può ipotizzare un ulteriore rallentamento del trend di crescita dei rifiuti, se non addirittura una riduzione della produzione degli stessi.
 

3. Composizione merceologica dei rifiuti solidi urbani in Italia
Sapere qual è la composizione dei RSU è altresì indispensabile al fine di programmarne al meglio la gestione e, dunque, lo smaltimento ed il riciclaggio.
La qualità merceologica e chimico-fisica dei rifiuti solidi urbani è anch'essa, come la produzione, fortemente influenzata dal tenore di vita della popolazione e quindi dall'andamento dell'economia dello Stato o Regione in cui essa vive. In particolare al miglioramento del tenore di vita corrisponde normalmente:
> un incremento all'uso dei materiali da imballaggio (carta e plastica in particolare);
> un decremento della frazione organica umida (conseguente alla sempre più diffusa abitudine di acquistare cibi già lavorati);
> un aumento dei materiali tessili e materiali inerti (specie vetro da imballaggio);
> conseguente riduzione dell'umidità ed aumento del potere calorifico del rifiuto.
La qualità è influenzata anche da iniziative di raccolta di frazioni di rifiuti alla fonte (raccolta differenziata).
Oltre alla classificazione merceologica, è importante conoscere i parametri chimico-fisici dei RSU per valutare, all'interno delle diverse soluzione tecniche di trattamento finale, quelle più appropriate per ognuna delle frazioni costituenti il rifiuto. Sotto questo aspetto il rifiuto è considerato come una miscela di sostanze combustibili ed incombustibili, caratterizzate dal grado di umidità e dal potere calorifico. Mediante pretrattamenti di vagliatura, utilizzando opportune dimensioni delle maglie, è possibile ottenere flussi con caratteristiche appropriate al tipo di smaltimento finale desiderato ( trattamento termico, riciclaggio, produzione di RDF, compostaggio ): infatti le caratteristiche merceologiche e chimico-fisiche dei vari flussi selezionati sono strettamente legate alle dimensioni delle frazioni componenti i rifiuti solidi urbani.
Le classi merceologiche individuate dal CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche sono sette, quali: frazione organica, materiali cellulosici, materiali plastici, materiali ferrosi, legno e tessili, tessili, inerti vari e sottovaglio a 20 mm.
I grafici che seguono (Figg. 3.1, 3.2 e 3.3) illustrano l'evoluzione della composizione merceologiche di RSU in Italia rilevata ogni dieci anni a partire dal 1976.
 

Fig. 3.1 - Composizione merceologica di RSU in Italia relativa all'anno 1976 (fonte: CNR)

Fig. 3.2 - Composizione merceologica di RSU in Italia relativa all'anno 1986 (fonte: CNR)

Fig. 3.3 - Composizione merceologica di RSU in Italia relativa all'anno 1996 (fonte: CNR)

Analizzando i dati precedenti, si può notare come in vent'anni si sia verificata una sensibile riduzione della quantità di rifiuti organici ed un forte aumento della carta e delle materie plastiche, a causa della presenza sempre più massiccia degli imballaggi nei rifiuti urbani, che sono realizzati in prevalenza con carta e plastica. Il calo della sostanza organica, in termini percentuali, e l'aumento di carta e plastica ha provocato una diminuzione dell'umidità ed un incremento del potere calorifico.
Infine, mediante la tabella seguente, è possibile osservare come in vent'anni (1975-1995) sia cresciuta la produzione pro-capite di alcune frazioni merceologiche

Tabella 3.1 - Incremento in peso della singola frazione merceologica in Italia nell'arco di vent'anni

(Fonte: sito web "informa rifiuti")

Dalla tabella si evince che la quantità di organico prodotta in valore assoluto non è diminuita, anzi è aumentata, ma tale aumento è molto inferiore rispetto all'aumento delle altre frazioni (soprattutto imballaggi: carta e plastica), quindi relativamente alla presenza delle altre frazioni la produzione di organico risulta in calo.

Fig. 3.4 - Composizione merceologica di RSU in Italia relativa all'anno 2000 (fonte: Federambiente)

L'evoluzione quali-quantitativa dei rifiuti solidi urbani negli anni è tale da richiedere profondi mutamenti delle strategie di gestione dei sistemi di raccolta e funzionamento degli impianti di trattamento e smaltimento.

4. Evoluzione della produzione dei rifiuti solidi urbani nella provincia di Potenza
La provincia di Potenza ha una superficie di 6.548,26 km², una popolazione di 392.218 abitanti al 31/12/2004 (fonte: ISTAT) ed è composta da 100 comuni con caratteristiche territoriali e socio-economiche estremamente differenti.

Fig.4.1 - Estensione dei confini dei comuni della  provincia di Potenza

Il Piano Provinciale di Gestione Rifiuti (PPGR) è stato adottato dal Consiglio Provinciale il 30/04/2002 e raccoglie i principi ispiratori della normativa comunitaria e nazionale, attuando le indicazioni contenute negli strumenti di pianificazione regionale. Il Piano rappresenta uno strumento di lunga programmazione; infatti, esso programma la gestione dei rifiuti nella provincia di Potenza nell'arco di 10 anni (2002-2012).
Per una corretta pianificazione e progettazione di un sistema gestione rifiuti, occorre conoscere l'evoluzione quali-quantitativa degli stessi nel periodo in esame.
L'approccio utilizzato durante la redazione del PPGR è consistito nell'ipotizzare, oltre ad un incremento della produzione totale dei rifiuti, anche uno scenario di incrementi differenziati per ogni frazione merceologica, compatibilmente con i dati disponibili in letteratura.
La produzione dei rifiuti solidi urbani è dipendente da diversi parametri correlabili non solo all'andamento demografico nel tempo e nello spazio, ma anche a macro fattori di natura socio economica (drivers), quali la presenza dei particolari attività economiche e produttive, ai comportamenti di consumo delle famiglie ed alle attitudini della popolazione al consumo di beni durevoli e non.
Sui dati grezzi si è proceduto ad una prima operazione di "bonifica" dei valori ritenuti poco attendibili: le produzioni giornaliere pro-capite dichiarate inferiori a 0,6 Kg sono poste proprio uguali a 0,6 Kg/ab*d, considerando questa come la minima quantità di rifiuti ragionevolmente prodotta in un ambito urbano da ogni cittadino nel giorno medio.
Il passo seguente all'acquisizione informatica e di bonifica dei dati è stato quello di aggregare i comuni in base al numero di abitanti. Infatti, benché si riconosca la non necessaria causalità del rapporto tra crescita demografica e produzione di rifiuti, dall'analisi dei dati appare evidente che tale relazione è particolarmente palese per i comuni della Basilicata a causa, principalmente, della ridotta presenza di esercizi ed attività terziarie nei comuni più piccoli.
A prescindere dalle peculiarità geografiche e del tessuto socio-economico di ciascun comune, le produzioni di rifiuti sono apparse assimilabili per i comuni di dimensioni demografiche confrontabili.
I 100 comuni della provincia di Potenza, sulla base della popolazione residente sono stati quindi suddivisi in quattro classi:
> Comuni con meno di 2000 abitanti;
> Comuni di popolazione compresa tra 2000 e 10000 abitanti;
> Comuni di popolazione compresa tra 10000 e 20000 abitanti;
> Comuni con più di 50000 abitanti.
Una volta classificati i comuni della Provincia, si procede ad un ulteriore bonifica dei dati di produzione rifiuti, assumendo per ognuna di esse un valore minimo di produzione; nello specifico, i valori minimi di produzione assunti, in termini di kg/abitante giorno sono: 0,60, 0,80, 1,00 1,10, corrispondenti rispettivamente alle classi di abitanti : <2000, 2000-10000, 10000-50000, >50000.
Dall'analisi della classificazione effettuata emerge la grande dispersione della popolazione, e conseguentemente dei centri di produzione di rifiuti, sul territorio regionale. Per i comuni per i quali i dati relativi alla produzione non sono stati disponibili si è proceduto ad una stima sulla base dei dati noti. La bontà della stima eseguita, risulta accresciuta dall'elevata percentuale di comuni di ciascuna delle classi individuate, aventi produzioni annue di rifiuti dichiarate. La stima delle produzioni di ciascun comune è stata ottenute per regressione lineare sulla popolazione a partire dalle quantità note di produzione di rifiuti e delle rispettive popolazioni.
Nelle sottostanti tabelle viene riportata l'ipotesi, contenuta nel Piano Provinciale di Gestione Rifiuti, di evoluzione della produzione pro-capite (kg/ab*d) dei rifiuti solidi urbani per classi di abitanti nella provincia di Potenza.
 

Tabella 4.1 - Produzione di RSU nelle provincia di Potenza per classi di abitanti dal 2001 al 2006

Tabella 4.2 - Produzione di RSU nelle provincia di Potenza per classi di abitanti dal 2007 al 2012

Si osserva, che la produzione pro-capite aumenta con l'aumentare della popolazione dei centri urbani, a causa dello stretto rapporto tra questi ultimi e le condizioni socio-economiche (e quindi capacità di spesa).
 

Fig. 4.2 - Andamento della produzione dei RSU nella provincia di Potenza, previsto dal PPGR
 

E' stato stimato, nel medio termine, un tasso di crescita annuo della produzione pari al 3%; si può notare come dagli attuali 1,03 kg/ab*d si arriverebbe a 1,26 kg/ab*d nell'arco di 7 anni.
Nella seguente tabella vengono riportatati i dati reali, che si hanno a disposizione, relativi alla produzione dei RSU.

Tabella 4.3 - Produzioni assolute e pro-capite di RSU nella provincia di Potenza

Attraverso il seguente grafico viene rappresentato l'andamento della produzione pro-capite (kg/ab*d) dei rifiuti solidi urbani nella provincia di Potenza dal 2000 al 2003.

Fig. 4.3 - Andamento della produzione pro-capite (kg/ab*d) di RSU nella provincia di Potenza dal2000 al 2003

In base ai dati a disposizione si può elaborare una stima attendibile di evoluzione della produzione dei rifiuti solidi urbani nella provincia di Potenza nel breve periodo, cioè nel periodo che va dal 2006 al 2009.
Tuttavia ad oggi la stima dell'evoluzione della produzione dei RSU, contenuta nel PPGR, non appare del tutto rispettata; infatti, dagli ultimi dati raccolti si evince che nel breve periodo (2006-2009), vi sia una riduzione della produzione in termini assoluti (t/a), legata al calo della popolazione stimata su scala provinciale pari al 1,28 % annuo (fonte Istat), mentre in termini pro-capiti (kg/ab*d) vi sia una costanza nella produzione dei RSU, che si attesta intorno a 0,96 kg/ab*d, facilmente spiegabile con la diminuzione dei consumi (mancata crescita del PIL locale, in linea con l'andamento nazionale).
I dati di produzione dei rifiuti solidi urbani nella provincia di Potenza, relativi agli anni 2004 e 2005, confermano l'andamento stimato.

Fig. 4.4 - Evoluzione della produzione di RSU nella provincia di Potenza nel breve termine
 

Per quanto la composizione dei rifiuti solidi urbani, nel Piano Provinciale di Gestione Rifiuti viene riportata una previsione dell'evoluzione degli stessi per classi di abitanti fino all'anno 2012.
Tali valutazioni si basano sui dati qualitativi indicati dal Piano Regionale di Gestione relativi all'anno 1998 e ritenuti validi fino all'anno 2000, successivamente sono stati adottati dei modelli previsionali il cui funzionamento è basato sull' incremento differenziato delle singole frazioni merceologiche, basandosi sugli indicatori di natura socio economica (drivers), di cui si è parlato in precedenza.
Le classi merceologiche considerate sono sette, in particolare: organico, carta, plastica, vetro, tessili, metalli e sottovaglio a 20 mm (tutto ciò che ha una dimensione inferiore a 20mm).
Nei seguenti grafici viene rappresentata la variazione della composizione merceologica dei rifiuti solidi urbani della provincia di Potenza fino al 2012, per classe di abitanti, in termini di percentuale in peso per ogni singola frazione.

 Fig. 4.5 - Evoluzione di ogni singola frazione merceologica (% in peso) per classe di abitanti <2000
 

 Fig. 4.6 - Evoluzione di ogni singola frazione merceologica (% in peso) per classe di abitanti 2000 - 10000
 

 Fig. 4.7 - Evoluzione di ogni singola frazione merceologica (% in peso) per classe di abitanti 2000 - 10000
 

 Fig. 4.8 - Evoluzione di ogni singola frazione merceologica (% in peso) per classe di abitanti >50000

Si può notare dai precedenti grafici come la produzione di organico diminuisca con l'aumentare delle classi di abitanti, mentre al contrario aumentano le produzioni di carta e plastica (imballaggi) e sottovaglio a 20 mm; si osserva, ancora, che per le altre frazioni la produzione è pressoché costante (in base alle classi di abitanti varia di poco). Tali andamenti sono giustificati dai parametri socio economici presi in considerazione, infatti, è prevedibile che il consumo di carta e plastica sia maggiore nei grossi centri, come la produzione di organico sia maggiore nei piccoli centri.
Si osserva, infine, che la produzione della frazione organica nei centri con meno di 2000 abitanti è inferiore a quella prevedibile, questo perché in tali centri si effettua una forma di autorecupero dell'organico.

Tabella 4.4 - Produzione (% in peso) per ogni frazione merceologica dei RSU nell'imtera provincia di Potenza

Nei grafici seguenti è rappresentata l'ipotesi di evoluzione della composizione di RSU (% in peso) nella provincia di Potenza dall'anno 2001 all'anno 2009.

Fig. 5.5 - Composizione merceologica di RSU prevista nella provincia di Potenza nell'anno 2001

 Fig. 5.6 - Composizione merceologica di RSU prevista nella provincia di Potenza nell'anno 2006

Fig. 5.7 - Composizione merceologica di RSU prevista nella provincia di Potenza nell'anno 2009

In assenza di campagne sperimentali, per l'individuazione delle caratteristiche merceologiche e chimico-fisiche dei RSU, sono state assunte come attendibili quelle previste dal PPGR, in linea con la tendenza nazionale, degli ultimi anni, di evoluzione delle frazioni merceologiche in termini di percentuali in peso e cioè:
> riduzione della frazione organica;
> incremento della carta e della plastica (imballaggi);
> una leggera riduzione delle frazioni inerti (vetro e metalli).
 

5. Conclusioni
Nell'elaborazione di uno strumento di pianificazione e progettazione di un sistema di gestione dei rifiuti solidi urbani, ricopre grande importanza la conoscenza dell'evoluzione quali-quantitativa degli stessi. Una corretta previsione della quantità e qualità dei rifiuti solidi urbani da trattare, consente un dimensionamento corretto degli impianti adeguati al tipo di rifiuto da sottoporre a trattamento, riducendo al minimo i costi di gestione del sistema di trattamento rifiuti. Il modello integrato di gestione è quello che garantisce una forte flessibilità al sistema di gestione dei RSU, potendo adattarsi ai rendimenti di raccolta differenziata, all'evoluzione quantitativa e qualitativa dei rifiuti, alle nuove opportunità tecnologiche.
Per quando riguarda la gestione dei RSU nella provincia di Potenza, si è riscontrato come l'evoluzione della produzione degli stessi si discosti da quella stimata nel Piano Provinciale di Gestione Rifiuti, ciò a causa principalmente delle mutazioni socio-economiche verificatisi negli ultimi anni nella provincia (trend negativo di crescita della popolazione e crisi economica). Per ottenere una previsione dell'evoluzione quali-quantitativa dei RSU che si avvicini il più possibile a quella reale, ed al fine di ottimizzare il sistema integrato di gestione rifiuti predisposto e sfruttare al massimo gli impianti e le tecnologie a disposizione (come previsto dal Decreto Ronchi), occorre avere una conoscenza accurata delle variabili in gioco e, quindi, a nostro avviso, parrebbe davvero necessario predisporre una nuova campagna di indagini dirette nonché una serie di prove sperimentali, mirate a:
> conoscere in maniera precisa la quantità del rifiuto prodotto;
> caratterizzare dal punto di vista merceologico e chimico-fisico i RSU prodotti;
> valutare l'influenza della vagliatura sulle caratteristiche quantitative e qualitative del rifiuto pre-trattato.
 

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*Rif. lostrangio@yahoo.it.

**Department of Engineering and Physics of the Environment - University of Basilicata