Il riciclo dell'alluminio

Da Lca rifiuti.

Gli strumenti utilizzati nello studio sono il metodo Life Cycle Assessment (LCA), gli Eco-indicator 99 (a cui si sono apportate delle modifiche ad hoc) e il codice di calcolo SimaPro. Si è considerato come caso studio il processo di produzione di alluminio secondario della ICMET S.p.A. di Rubiera (RE). L’analisi costituisce un esempio di valutazione economica e ambientale di un processo di produzione di una PMI interessata a fornire una corretta informazione ambientale alla collettività, nonché il frutto della collaborazione tra due strutture pubbliche di ricerca (l’ENEA e l’Università di Firenze) che hanno fornito gli strumenti per lo studio [11].

a cura di Dott.ssa Germana Olivieri

Titolo della tesi: Analisi ambientale ed economica del riciclo dell’alluminio con il metodo LCA (Life Cycle Assessment). Il caso della ditta ICMET.

Autore della tesi di laurea: Germana Olivieri

Tutor: Ing.Paolo Neri

Relatore: Prof.ssa Annalisa Romani

Università: Firenze, Facoltà di Economia.

Obiettivi generali

L’alluminio é il metallo più usato nel mondo dopo l’acciaio e, per una straordinaria combinazione di proprietà merceologiche, ha una vastissima gamma di applicazioni in molteplici settori industriali. Questa ricerca ha per oggetto l’analisi ambientale ed economica dell’alluminio secondario. In particolar modo, si è voluto mettere in evidenza la caratteristica della sua totale riciclabilità che offre numerosi benefici sia per i consumatori sia per l’industria in termini di:

  • risparmio energetico, rispetto alla produzione di alluminio primario;
  • recupero di materia prima riutilizzabile per altre produzioni, evitando il prelievo di risorse naturali non rinnovabili;
  • riduzione del quantitativo di rifiuti immessi nelle discariche e dei conseguenti effetti
  • nocivi per l’ambiente;
  • riduzione dell’estrazione di bauxite, che è un prezioso contributo alla salvaguardia dei territori interessati alle escavazioni del minerale (per la maggior parte paesi in via di
  • sviluppo), e alla diminuzione degli impatti socio-economici sulle relative popolazioni;
  • vantaggi economici complessivi per l’Italia, in quanto primo produttore europeo di alluminio secondario, data la scarsità di miniere di bauxite e gli alti costi energetici.

Alluminio primario e secondario

L’industria dell’alluminio ottiene le sue materie prime da due fonti: una primaria e l’altra secondaria. La materia prima da cui trae origine l’alluminio primario (o di prima fusione) è il minerale di bauxite, un miscuglio risultante da processi di alterazione di rocce e gessi contenenti idrossido di alluminio, reperibile (perlopiù tramite coltivazione di giacimenti a cielo aperto) in zone della terra dove si combinano alte temperature e piogge insistenti, vale a dire aree dell’Africa Occidentale (Guinea Conakry, Ghana) e dell’America Centro-Meridionale (Giamaica, Suriname, Brasile, Venezuela, Guyana) [1]. Il ciclo produttivo dell’alluminio primario prevede l’ottenimento dell’ossido di alluminio (allumina) dalla bauxite tramite il processo Bayer e la riduzione dell’ossido a metallo con il processo elettrolitico Hall-Héroult [2]. Allo stato attuale della tecnologia sono necessari ca.4000 kWh di energia elettrica per produrre 1t di allumina e ca.15000 kWh di energia elettrica per l’ottenimento di 1t di alluminio primario, il costo della bauxite è in media di 30$/t. La produzione è concentrata in sei grandi multinazionali che, essendo integrate verticalmente, determinano l’andamento del mercato del minerale fino all’alluminio primario [3]. I meccanismi di formazione dei prezzi sono quindi condizionati dai produttori, mentre per il metallo raffinato esistono anche delle contrattazioni di borsa (quotazioni medie trimestrali LME oscillano intorno ai 1650$/t per il primario e 1350$/t per il secondario)[4]. Le aree di produzione di alluminio primario (USA, Europa, Giappone) non corrispondono a quelle di estrazione della bauxite pertanto, la maggior parte dei paesi produttori (paesi industrializzati) sono anche importatori di materia prima; al contrario, il paese in cui esiste la più ampia riserva di bauxite conosciuta (stimata intorno ai 24 miliardi di tonnellate metriche) la Guinea Conakry (paese in via di sviluppo), esporta il minerale per il 90%[5]. La fonte secondaria è costituita da metallo riciclato, derivante da prodotti giunti al termine del loro ciclo di vita (rottami vecchi) o dalla rifusione dei rottami provenienti dalle lavorazioni della stessa industria dell’alluminio (rottami nuovi), con cui si ottiene l’alluminio detto secondario (o di seconda fusione). Grazie alla sua totale riciclabilità, quasi un terzo dell’alluminio oggi utilizzato viene prodotto riciclando rottami (costo rottame è in media di 1000$/t)[6] con un dispendio energetico pari ad un ventesimo di quello necessario per la sua prima fusione, infatti, per la produzione di 1kg di alluminio secondario occorrono solo 0,7kWh di energia elettrica. Dato che l’alluminio primario è il metallo a maggiore intensità energetica estratto su scala industriale, ma è anche l’unico (insieme al rame) che abbia possibilità tecniche di riutilizzo quasi illimitate, in questi ultimi anni l’industria dell’alluminio ha compiuto notevoli progressi sia nello sviluppo e nel miglioramento dei processi al fine di incrementare l’efficienza energetica ed ambientale nelle diverse fasi, sia incrementando le quantità immesse al riciclo e favorendo il ritrattamento di tutti i tipi di scarti di alluminio (compreso il trattamento delle scorie saline derivanti dalla rifusione del rottame e da cui si ottiene materia prima per la produzione di cemento)[7].


Applicazione del metodo LCA al processo di riciclo dell’alluminio

Definizione dell’obiettivo dello studio

L’obiettivo dello studio è la determinazione del danno ambientale dovuto al riciclo dell’alluminio.

Campo di applicazione dello studio

La funzione del sistema

La funzione del sistema è il riciclo dei rottami di alluminio.

Il sistema che deve essere studiato

Il sistema studiato è il processo di riciclo dell’alluminio dell’azienda ICMET di Rubiera di Reggio Emilia (RE) nell’anno 2001.

I confini del sistema

Si considera il processo di riciclo a cui viene sottoposto il rottame di alluminio: dalla raccolta del rottame alla fusione per ottenere semilavorati.

L’unità funzionale

L’unità funzionale è 1 kg di rottame di alluminio da lavorare.

La qualità dei dati

Per la maggior parte degli elementi dell’inventario sono state usate le banche dati, per il periodo di riferimento compreso tra il 1996 e il 1999, del codice SimaPro 4.0. Il processo di riciclo è stato creato in base ai dati forniti dalla Ditta ICMET. I dati dell’inventario riguardano i trasporti (33333,5 t/km), l’energia elettrica (54761,9 kWh), il gas metano (2927002,2 MJ), il prodotto della fusione (600 t di alluminio secondario considerato dal codice SimaPro4 come “avoided product”, il “material” aluminium raw bj della banca dati che è l’alluminio ottenuto per elettrolisi); le emissioni solide (le polveri contenute nei fumi: 2,4t; le polveri che provengono dal trattamento delle scorie: 63,467t); le emissioni in aria (la quantità ammessa dalla legge: 0,8t); i co-prodotti della raffinazione (scorie, granella di Al e polveri ritrattate per i cementifici); l’uso del territorio (833,33m2a); i costi (dell’energia elettrica, del gas metano, dei trasporti, della manodopera e di smaltimento). I dati così definiti sono stati inseriti nel codice per la costruzione di un waste treatment, cioè il trattamento di un rifiuto (in questo caso il rottame di Al) che considera come input tutte le energie e i materiali necessari per ciascuna fase del processo di riciclo (raccolta, lavorazione, fusione) e come output l’avoided product (insieme di materie ed energie evitate grazie al riciclo).

I metodi di valutazione

Per l’analisi di LCA del riciclo dell’alluminio la valutazione dell’impatto ambientale viene eseguita utilizzando il metodo “Eco-indicator 99 E/CWS”. Esso è stato ricavato dal metodo degli Eco-indicator 99/E (ugualitario) modificato per tener conto: dei costi; del consumo di acqua; del danno dovuto alla parte di riduzione della vita media di un cittadino dei paesi produttori di materie prime, attribuibile alla loro mono-produzione (nuova categoria d’impatto “HH sottosviluppo”); dei costi dovuti alla riduzione del tempo di vita (nuova categoria d’impatto “costo sottosviluppo”). La categoria d’impatto “HH sottosviluppo” fa parte della categoria di danno “Human Health”; sono stati presi in considerazione i dati riferiti alla Guinea Conakry, paese in via di sviluppo che esporta quasi totalmente la bauxite, senza che essa incida sulla quota di consumi interni e la cui estrazione rimane, perciò, slegata da ogni contesto di crescita complessiva. Vengono di fatto sottratte delle risorse da un sottosuolo (che subisce anche un’alterazione a livello idrogeologico) che non alimentano una produzione di tipo locale [8]. A titolo di esempio, si riporta la metodologia utilizzata per il calcolo dei fattori di caratterizzazione relativi alla nuova categoria “HH sottosviluppo”. Essi sono stati ottenuti nel modo seguente: è utilizzata l’unità di misura DALY (riferito al singolo cittadino della Guinea); si associa la nuova categoria alla “substance” bauxite della “categoryraw material del SimaPro 4.0 con unità di misura pari al kg; il primo fattore di caratterizzazione risulta : PGuinea/mondo= 0,15 (produzione di bauxite della Guinea sul totale mondiale [9]), che rappresenta un fattore di riduzione della quantità di bauxite usata nel processo studiato; il secondo fattore di caratterizzazione è : Avp/ Av = 0,6 DALY/a*ab; dove Avp = anni di vita persi e Av = anni di vita medi del cittadino della Guinea; il terzo fattore di caratterizzazione è pari a 0,02 (poiché si suppone che gli anni di vita persi a causa degli impatti socio-economici attribuibili alla monoproduzione della bauxite siano il 2%); il fattore di caratterizzazione della categoria “HH sottosviluppo” è: PGuinea/mondo * (Avp/Av )* 0,02 / Ppop.procapite Guinea= DALY/kg. Come fattori di normalizzazione (l'inverso del danno subito dal singolo cittadino europeo in un anno a causa del totale delle emissioni) e di valutazione si assumono gli stessi della categoria di danno Human Health.


Inventario

Le fasi del processo produttivo del riciclo dell’alluminio della ICMET sono le seguenti:

  • i rottami vengono collocati in modo che la loro composizione chimica sia omogenea. Per l’alluminio, a differenza di altri metalli come il rame, gli elementi di lega non si eliminano, perciò il rottame dovrà avere la stessa composizione della lega che si vuole produrre oppur la concentrazione dei vari metalli dovrà essere inferiore a quella della lega da produrre;
  • i rottami provenienti dalla lavorazione meccanica (contenenti oli) e quelli verniciati (es. lattine) vengono essiccati in un impianto ad aria, riscaldata con gas a 460  480°C che separa oli e vernici. La temperatura è controllata ad ossigeno perché la presenza di oli e vernici aumenta la temperatura e potrebbe comportare la bruciatura del metallo. La separazione di oli e vernici aumenta la resa della fusione;
  • l’impianto di essiccazione è collegato tramite un apposito sistema ad un impianto per la depurazione dei fumi. Le polveri abbattute vengono raccolte e consegnate ad una Ditta specializzata per il trattamento dei rifiuti pericolosi (la META di Modena);
  • i rottami di grande pezzatura fino al 14/7 vengono preventivamente pressati per ridurne il volume e dal 16/7 i rottami di grande pezzatura e quelli collegati ad altri metalli e inerti vengono frantumati con un mulino a martelli e separati con le correnti indotte. Le cosiddette ‘eddy current’ rappresentano un metodo efficiente per trovare i metalli tra materiali inerti e poter effettuare le successive operazioni di riciclo;
  • la fusione avviene a 700  720 °C in due tipi di forni a gas. La pezzatura piccola viene fusa con il forno rotativo che lavora con aggiunta di sali (NaCl) per evitare l’ossidazione del metallo;
  • la lavorazione meccanica e la fusione sono collegate con un apposito impianto per la depurazione dei fumi. Le polveri vengono abbattute, raccolte e consegnate alla Ditta specializzata per il trattamento dei rifiuti pericolosi;
  • le scorie della fusione, che contengono Al, Al2O3 e inerti, vengono trattate insieme a scorie di altre fonderie in un impianto che le macina. L’impianto funziona ad energia elettrica. Le polveri vengono aspirate e la granella viene usata per la fusione. Le polveri vengono raccolte in sacchi e spedite all’esterno della ICMET, dove vengono depurate dai cloruri e solfuri e utilizzate come materia prima nei cementifici;
  • l’impianto per il trattamento delle scorie è collegato ad un apposito impianto per la depurazione dei fumi.

In figura 1 è riportato il diagramma a blocchi che descrive le attività svolte dalla ICMET.

Il colore rosso delle caselle indica un’attività che non rientra nel ciclo di produzione e/o che esce sotto forma di emissione; il colore blu, invece, indica un’attività che rientra nel riciclo e/o che rappresenta un’emissione di polveri abbattute in impianti di depurazione o utilizzate per altri processi.

Figura 1 Diagramma di flusso del ciclo produttivo del riciclo dell’alluminio svolto dalla ICMET

Analisi dell’inventario

Produzione

La produzione di alluminio della ICMET è: Pmensile=600t/mese, su due turni per 5 giorni alla settimana. La produzione oraria vale perciò:PAl/h=600t/(20g*16h)=1,875 t/h. Supponendo che le scorie e le polveri siano il 10% del totale dei rottami che entrano nel processo, la quantità totale di rottami è pari a 666,67 t/mese; il costo totale di produzione è di 580 £/kg; la spesa per energia elettrica è di 1112 milioni al mese; il consumo di gas è stato di 79.036 m3 in aprile 2001 e in maggio di 66.586m3, per cui si considera la media tra i due mesi.

Trasporti

Si suppone che il rottame venga raccolto all’interno di un’area di approvvigionamento di forma circolare il cui raggio medio sia di 50 km e venga effettuato mediante un autocarro (‘transport’ Truck long distance B) a cui viene, perciò, attribuita una quantità di rottami trasportati per km pari a: 666,67t*50km=33.333,5t/km.

Energia elettrica

La spesa mensile per l’energia elettrica è di 11.500.000 £/mese. Si suppone che il costo orario del kWh sia di 210 £/kWh. L’energia elettrica consumata in 1 mese vale: 11.500.000 £/mese/210 £/kWh=54.761,9kWh/mese.

Gas metano

Si suppone che il consumo di gas metano mensile sia la media tra quello di aprile e maggio: G = 72.811 m3/mese. Si assume che il costo unitario del metano sia di £1000/m3.

Prodotto della fusione

Il prodotto della fusione è pari a 600 t di alluminio secondario. Il codice SimaPro4, per calcolare il vantaggio dovuto al riciclo, considera il prodotto come un ‘avoided product’, cioè come un prodotto evitato. Si assume che esso sia l’alluminio ottenuto per elettrolisi, cioè il ‘material’ Aluminium raw bj della banca dati del codice, lo stesso considerato dal ‘waste treatment’ della banca dati Recycling aluminium.

Emissioni solide

Si considerano due tipi di emissioni solide:

  • le polveri contenute nei fumi, che in parte escono nell’atmosfera e in parte vengono abbattute negli impianti di trattamento dei fumi. Si ipotizza che la portata del camino sia di 100.000 m3/h. Si suppone che nei fumi siano contenuti 100 mg/m3 di polveri di cui, 25 mg/m3 (limite consentito dalla legge) escono in atmosfera (emissioni in aria), e 75 mg/m3 vengono raccolte e inviate in una discarica per rifiuti tossici (emissioni solide). Si ottiene perciò:Ppr (polveri raccolte)=75 mg/m3*100.000 m3/h *(20gg*16h) = 2.400 E6g/mese;
  • le polveri che provengono dal trattamento delle scorie vengono ritrattate all’esterno della Ditta ICMET.

Emissioni in aria

Si considerano come emissioni in aria le polveri contenute nei fumi nella quantità ammessa dalla legge sulla combustione (n°388). Si suppone che tale valore sia quello nazionale (25mg/m3). La quantità di polveri emesse per produzione mensile vale:

Ppe= 25 mg/m3 *100000 m3/h (20gg*16h) = 800E6g/mese;

tali polveri vengono rappresentate con la ‘substance’ dust (SPM).

Co-prodotti della raffinazione

Poiché il rendimento del processo è del 90% si assume che: vengano fusi 666,67t di rottame; si produca il 10% di scarti: Pscarti=10%*666,67t = 66,667t; di tali scarti facciano parte le polveri raccolte dalla depurazione dei fumi e inviate in una discarica per rifiuti tossici (Ppr), le polveri emesse nell’atmosfera (Ppe) e le scorie (Pscorie ), pertanto il valore delle scorie è: Pscorie=Pscarti – (Ppe+Ppr)=66,667–0,8–2,4=63,467t; le scorie vengano trattate per separare la granella di alluminio dalle polveri. Supponiamo che tali polveri costituiscano, mediamente, il 10% delle scorie, quindi si ha: Ppolveri = 10%*63,467t= 6,3467t. Pgranella=Pscorie–Ppolveri=57,1203t; il trattamento della granella e delle polveri venga considerato nel ‘process’ tratt.scorie di alluminio; la granella venga di nuovo riciclata nel processo di raffinazione della Ditta ICMET. Tale materiale viene considerato con il ‘waste treatment’ Recycling Alumin.ICMET; le polveri vengano trattate all’esterno della Ditta ICMET per separare cloruri e solfuri (Pclor.solf.) e ricavare additivi per cementifici (Padd.cem.). Si suppone che gli additivi per cementifici costituiscano il 70% delle polveri. Perciò si ha: Padd.cem.=70%*6,3467t=4,44269t. Pclor.solf.=30%*6,3467t=1,90401t; i cloruri e solfuri vengano conferiti in una discarica per rifiuti tossici. Il trattamento delle polveri separate dalla granella viene considerato nel ‘waste treatment’ tratt.polveri da scorie Al.

Land use

Per tenere conto del danno dovuto all’occupazione del territorio da parte della Ditta ICMET si è considerata la ‘non material emission’ occupation as industrial area, facendo l’ipotesi che la superficie occupata sia A=10.000m2 e che la vita dello stabilimento sia di T = 30 anni. La produzione annuale vale Pannuale=600 t*12=7.200 t, pertanto, il valore attribuito alla ‘non material emission’ introdotta vale:L.U.ICMET (Land Use) = [A*T/(Pannuale*T)] * Pmensile = 833,333 m2y. Per tenere conto del danno dovuto all’occupazione del territorio da parte dell’azienda che tratta le poveri separate dalle scorie, si assume il valore alla ‘non material emission’ relativo alla produzione di mattoni (Brick) che, riferita ad 1 kg di materiale prodotto, vale: L.U.brick = [A’ *T’/(P’annuale * T’)] *1kg = 0,0055412 m2a. Poiché la quantità di polveri trattate vale Ppolveri = 6,3467 t si ottiene: L.U.polveri = L.U.brick* Ppolveri = 35,16833 m2a.

Bilancio di massa

Entrano 666,67 t di rottame. Escono 600 t di alluminio secondario (‘avoided product’).

Escono come emissioni in aria Ppe = 0,8 t di polveri. Escono come emissioni solide Ppr = 2,4 t di rifiuti pericolosi che vengono conferiti in discarica. Escono come emissioni solide Pgranella = 57,1203 t di granella che vengono riciclate dalla Ditta stessa. Escono come emissioni solide Ppolveri = 6,3467 t di polveri che vengono riciclate da aziende esterne alla ICMET. Di queste Ppolveri, una parte viene riciclata nei cementifici come materiale inerte Pin.cem.= 4,44289 t, e una parte viene conferita in una discarica per rifiuti tossici Pclor.solf. = 1,90381 t.

I costi

Si assume che il costo orario per addetto sia di C u MOD= 40.242 £/h[1]. Poiché il numero di addetti della ICMET è nadd = 14, supponendo che lavorino nadd / 2 per ogni turno, e poiché la produzione oraria (PAl/h) è di 1,875 t/h, il costo dovuto alla manodopera per t di alluminio prodotto vale: CMOD=CuMOD*nadd/2/PAl/h= 150.236,8 £/t. Il costo per lo smaltimento delle polveri separate dalle scorie si suppone uguale a quello per lo smaltimento delle polveri in discarica per rifiuti tossici[2] Cu.disc.= 350 £/kg Cpolv.sc.=Cu.disc.*Ppolveri=2.221.345 £. Si suppone che il costo unitario del trasporto[3] sia di Cu.trasp.= 1.600£/(16t*km) = 100£/km. Il costo totale per la raccolta dei rottami vale:Cracc.rott.=666,67t*50km*100£/km = 3.333.350£. La somma dei costi diretti vale: Cdir.=177.786.430 £/m. Poiché il costo di produzione vale Cprod. = 580£/kg*600.000kg/m = 348E6£/m, i costi indiretti valgono: Cindir.= Cprod.-Cdir.= 170.213.570 £/m. Si suppone che il costo unitario del trattamento della polvere separata dalle scorie che avviene in una ditta esterna alla ICMET valga: Cu polveri = 150£/kg. Poiché la quantità trattata vale Ppolveri =10%*63,467t= 6,3467 t, il costo del trattamento vale: C tratt.polv.sc = Cupolveri * Ppolveri = £ 9.52.005. Il costo del conferimento dei cloruri e solfuri in una discarica per rifiuti tossici vale: Csolf.clor.=Cu.disc.* Pclor.solf.= £ 666.403,5. In figura 2 si possono notare i costi che hanno una maggior incidenza sui processi di produzione svolti dalla ICMET.

Figura 2 Incidenza dei costi sui processi di produzione svolti da ICMET

Valutazione ambientale e interpretazione dei risultati

In Tabella 1 si sintetizzano i risultati principali dell’analisi di caratterizzazione del processo diwaste treatment costruito con i dati ICMET.


Costo totale del processo di riciclo: 0,271 euro
Costo evitato relativo al sottosviluppo: –0,00526 euro
HH sottosviluppo: -3,39E-6 DALY (che corrispondono a 1,78 minuti di vita guadagnati dal singolo cittadino della Guinea)
HH Climate change: -2,52E-5 DALY (aluminium raw bj evita l’emissione di 8,8 kg di CO2)
EQ Acidip/Eutroph. : -0,296 PDF*m2y (aluminium raw bj evita l’emissione 29,4 g di NOx)
R Fossil fuels: -4,98 MJ Surplus (uso evitato di 1,5 kg di coal)
HH Carcinogenics: 2,3E-8 DALY
HH Ozone layer: 4,64E-11 DALY
EQ Ecotoxicity: 0,0206 PDF*m2y

Tabella 1. Risultati dell’analisi della caratterizzazione del waste treatment “Recycling Aluminium ICMET”.

Figura 3 Diagramma della valutazione del waste treatment “Recycling Aluminium ICMET”

Il processo di riciclo dell’ICMET produce un danno evitato pari a –0,598 Pt dovuto per il 95% all’avoided product; il processo di trattamento delle scorie produce un guadagno che vale -0,0533 Pt; il processo di input che produce il maggior danno è l’ Heat gas B250 con 0,019 Pt; il guadagno maggiore si ha nella categoria di impatto HH Climate change e vale –0,2 Pt; nella categoria di impatto HH sottosviluppo. si ha un guadagno pari a –0,0269 Pt.(Figura 3).


Analisi di sensibilità

Per valutare l’affidabilità dei processi costruiti si sono svolte delle analisi di sensibilità, per la maggior parte costituite da una serie di confronti; di seguito ne vengono riportati alcuni.

1) Confronto tra waste treatmentRecycling Aluminium ICMET”e “Recycling Aluminium” contenuto nella banca dati del codice SimaPro4 (Figura 4)

Figura 4 Diagramma della valutazione del confronto “Recycling Aluminium ICMET” e “Recycling Aluminium

2) Confronto tra waste treatment “Recycling Aluminium ICMET”e “Recycling Aluminium B250” contenuto nella banca dati del codice SimaPro5. I valori ottenuti utilizzando la versione 5 del SimaPro (guadagno di –0,519 Pt) sono pressoché analoghi a quelli del waste treatment costruito con i dati ICMET, i risultati avvalorano l’attendibilità del processo creato.

3) L’Unione Europea ha riportato per diversi materiali i dati sperimentali relativi al vantaggio del riciclo [10]. Tali dati permettono di considerare il riciclo come un vantaggio in termini di minore utilizzo di materie prime e di risparmio energetico, a proposito, si costruisce un waste treatment (“riciclo alluminio UE”) creato considerando la riduzione di materia prima e di energia rispetto alla produzione primaria. Poiché l’energia usata è in parte termica e in parte elettrica si assume, per ipotesi, che il rapporto tra i due tipi di energia risparmiata sia uguale a quello tra le energie usate nel processo di riciclo ICMET e che le emissioni nel processo di riciclo siano uguali a quelle della produzione primaria (Figura 5).

Figura 5 Diagramma della valutazione del confronto tra riciclo ICMET e riciclo con dati UE

Il processo di riciclo dell’alluminio costruito con i dati dell’Unione Europea produce un guadagno pari a –0,465 Pt che è il 77,76% del riciclo ICMET; la differenza è dovuta alle diverse filosofie seguite nei due processi: nel riciclo ICMET il guadagno è dovuto all’avoided product (–0,57 Pt), nel riciclo UE il guadagno è dovuto al risparmio di materie prime e di energia (–0,855 Pt); il danno dovuto alle emissioni è minore nel riciclo ICMET (0,00117 Pt) rispetto a quello del riciclo UE (0,391 Pt); affinché i due processi diano lo stesso risultato, il guadagno ottenuto con un avoided product che riguarda energie, materie prime ed emissioni, dovrebbe essere uguale al guadagno ottenuto con energie e materie prime risparmiate, da cui deve essere sottratto il danno dovuto alle emissioni.

4) Per comprendere che il guadagno ambientale dovuto al riciclo è in realtà un minor danno prodotto, vengono confrontati i “material” della banca dati del codice SimaPro4 Aluminium I (alluminio primario), Aluminium rec. I (alluminio secondario), e il “material” Alluminio ICMET ottenuto dal waste treatment Recycling Aluminium ICMET, senza considerare l’avoided product e supponendo che le scorie vengano tutte conferite in discarica per rifiuti tossici (per non tener conto di co-prodotti che sono assenti nei materiali della banca dati) (Figura 6).

Figura 6 Diagramma della valutazione del confronto dei tre processi Alluminio ICMET, AluminiumI, Aluminium rec. I

Il danno maggiore è quello dovuto alla produzione di alluminio primario (0,929 Pt); l’alluminio secondario della banca dati del codice produce un danno di 0,0927 Pt (quindi un vantaggio di 0,8363 Pt). Tale vantaggio differisce del 25,5% rispetto a quello del waste treatment Recycling Aluminium del codice (-0,623 Pt). Il riciclo produce una riduzione di danno prossima a quella rappresentata dalla differenza dei danni dovuti alla produzione di alluminio primario e di alluminio secondario; il danno dovuto al processo ICMET è inferiore a quello dell’alluminio secondario (0,0307 Pt) ma è dello stesso ordine di grandezza.

5) Il Metodo Eco-indicator 99 usa come unità di misura del danno il Punto (Pt). Allo scopo di comprendere meglio il significato del Punto si sono calcolate le quantità di materiali e processi che producono un danno uguale al valore assoluto del vantaggio prodotto dal processo ICMET (-0,598 Pt) per riciclare 1 kg di rottami di alluminio. Il valore assoluto del danno prodotto dalla ICMET equivale: al danno dovuto alla produzione di 0,6438 kg di alluminio primario; al danno prodotto da una automobile a benzina che percorre 36,4 km; al danno prodotto da un frigorifero da 250 l (che consuma 1 kWh/g) in funzione 11,5 giorni; al danno prodotto da una lavatrice da 1,5 kW (che consuma 2,5 kWh/ciclo) che effettua 4,5 cicli; al danno prodotto da un boiler di 80 l (che consuma 4,4 kWh per ciclo di riscaldamento a 60 °C) che produce 2,5 cicli di riscaldamento.


Conclusioni generali

Ogni processo industriale comporta comunque delle conseguenze per l’ecosistema e la salute umana. Per analizzare i rapporti tra il sistema produttivo e l’ambiente è necessario fare riferimento ad un sistema allargato, in cui si considerano sia i prelievi delle risorse (rinnovabili e non rinnovabili), sia il riversamento sottoforma di rifiuti ed emissioni inquinanti. Lo studio condotto sul LCA, valuta il danno ambientale ed economico prodotto dal processo di fusione del rottame di alluminio, ma allo stesso tempo considera anche i vantaggi ottenibili grazie al riciclo. Si attribuisce, così, un valore ad un prodotto (l’alluminio secondario) ottenuto da un “rifiuto” che diventa, pertanto, una risorsa economica ed evita un impatto ambientale, infatti si ha un risparmio energetico del 95% rispetto alla produzione elettrolitica e si evita l’utilizzo di una materia prima naturale e non rinnovabile. Tra i vantaggi calcolati relativi al riciclo, si sottolinea che i risultati che riguardano le due nuove categorie d’impatto costruite (HH sottosviluppo e costo sottosviluppo) costituiscono rispettivamente il 4,5% e il 1,9% del guadagno tot. e del costo tot. del processo di riciclo ICMET; le analisi di sensibilità effettuate hanno dato una buona corrispondenza dei risultati tra il processo elaborato con i dati della ICMET e i processi contenuti nel SimaPro 4.0 e 5.0, con quello costruito con i dati dell’Unione Europea; infine, lo studio condotto dimostra l’apertura alla “comunicazione ambientale” di un’azienda italiana del settore del riciclo.


Bibliografia

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[6] ASSOMET, Associazione nazionale industrie metalli non ferrosi, I metalli non ferrosi in Italia, statistiche 2000, Edimet, 2001;

[7] Conserva M., Il metallo per le generazioni future: elevate prestazioni, convenienza e tutela dell’ambiente nei grandi settori d’impiego, Aluminum Days, Bologna, Nov.2001;

[8] Bilardo U., Mureddu G., Piga P., Geopolitica delle materie prime minerarie, Ministero degli affari esteri, Dipartimento per la cooperazione allo sviluppo, IPALMO, Istituto per le Relazioni tra l’Italia e i paesi dell’Africa, dell’America Latina e del Medio Oriente, F.Angeli, 1984.

[10] Allegato I, Direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, Bruxelles, 13/6/2000,COM (2000) 347 definitivo, 2000/0158 (COD), 2000/0159 (COD).

[11] Olivieri G. e altri “Analisi ambientale ed economica del riciclo dell’alluminio col metodo LCA. Il caso ICMET” Doc.ENEA - PROT – P135 – 009, Bologna, 2004


  1. Il costo della manodopera è equiparato a quello di un operaio di terzo livello secondo dati ASSOFOND, Relazione dell’Assemblea generale ordinaria delle Fonderie Associate, Maggio 2000, Doc.ENEA OT-SBB-00016.
  2. Dato della Ditta Vallone di Anagni (Frosinone).
  3. Dato della Ditta Autotrasporti Molinella (BO).