Trattamento aria e fotovoltaico, una miniera per il riciclo

Gli impianti e le apparecchiature tecnologiche di ieri rappresentano ormai le principali miniere per le materie prime che oggi ci sono indispensabili. Un singolo condizionatore o un pannello solare possono infatti essere riciclati quasi per intero.

In tutta Europa, ogni apparecchiatura a fine vita deve obbligatoriamente essere ritirata ed avviata alla filiera del riciclo. Nel nostro Paese, dopo alcuni decenni spesi per realizzare una struttura di gestione adeguata, il sistema che permette di recuperare e riutilizzare materiali di essenziale importanza è ancora lontano dalla perfezione ma, specialmente in alcuni comparti più “rodati” offre dei risultati di tutto rispetto. Acciaio, alluminio, oli minerali, rame, piombo, vetro ed alcune materie plastiche sono i materiali a più alta percentuale di recupero, attraverso un meccanismo che prevede il ritiro dei prodotti da trattare, presso centri di raccolta oppure direttamente dagli operatori di settore, appartenenti a consorzi organizzati da costruttori e importatori. I prodotti raccolti sono poi avviati ad appositi impianti per il frazionamento, il recupero ed il trattamento dei materiali riciclabili. Questi impianti possono essere di proprietà dei singoli consorzi oppure di terzi e vi afferiscono spesso prodotti raccolti da più consorzi, sia nazionali, sia di altri Paesi, dato che si tratta di processi a volte complessi e costosi che richiedono alti volumi di raccolta per essere economicamente convenienti. Dal punto di vista finanziario, il sistema si regge, oltre sui proventi dei materiali recuperati, grazie alle quote annuali versate dai soci che aderiscono ai consorzi e ad un apposito sovrapprezzo incorporato nei beni posti sul mercato, mentre la realizzazione degli impianti di riciclaggio è spesso sostenuta, direttamente o indirettamente, da fondi comunitari. Per alcuni prodotti, particolarmente complessi da riciclare, esiste in genere un costo supplementare di conferimento, come nel caso dei pannelli fotovoltaici. Inoltre, non bisogna dimenticare che gran parte del sistema di raccolta si basa sulle piattaforme ecologiche e sugli altri servizi di raccolta differenziata in carico ai Comuni che sono finanziati dalle tasse locali sui rifiuti.

I condizionatori d’aria monoblocco o con unità esterna sono tra gli apparecchi più diffusi nella Comunità Europea, con un parco installato di circa 40 milioni di unità: il riciclo è un fattore essenziale per la tutela dell’ambiente ed allo stesso tempo fonte indispensabile di materie prime per il rimpiazzo delle unità obsolete.

I condizionatori d’aria monoblocco o con unità esterna sono tra gli apparecchi più diffusi nella Comunità Europea, con un parco installato di circa 40 milioni di unità: il riciclo è un fattore essenziale per la tutela dell’ambiente ed allo stesso tempo fonte indispensabile di materie prime per il rimpiazzo delle unità obsolete.

Dal punto di vista normativo, i componenti dismessi del trattamento aria rientrano nel campo della direttiva comunitaria RAEE quando si tratta di dispositivi elettrici ed elettronici (raggruppamento R1 – Freddo e Clima): i moduli fotovoltaici, pur essendo evidentemente dispositivi di tipo elettrico, non ricadono ufficialmente sotto la direttiva RAEE, tuttavia alcuni dei soggetti autorizzati al ritiro li comprendono nel raggruppamento R4 (apparecchiature elettriche non comprese negli altri raggruppamenti). Tra i diversi consorzi, detti altrimenti Sistemi Collettivi di Raccolta, ne esistono di particolarmente specializzati per il settore trattamento aria (ad esempio, Ridomus, www.ridomus.org) e per i dispositivi fotovoltaici (ad esempio, PV Cycle, italy.pvcycle.org; RAEcycle, www.raecycle.it). Da notare che, per usufruire delle tariffe incentivanti al fotovoltaico, deve essere obbligatoriamente notificato al Gestore dei Servizi Energetici l’Attestato di Adesione del produttore dei moduli fotovoltaici ad uno degli idonei consorzi di riciclo, il cui elenco è reperibile all’interno del sito del Gse (www.gse.it/it/Conto Energia/Fotovoltaico).

Unità di trattamento aria, condizionatori e pompe di calore

Gran parte delle macchine per il trattamento dell’aria si assomigliano dal punto di vista della tecnologia e dei materiali impiegati, anche se adibite a compiti diversi: sono dotate di un contenitore esterno in materiale metallico (oppure in resine plastiche nei modelli ad uso domestico) e contengono motori elettrici, ventole, sensori, attuatori, cablaggi elettrici, schede elettroniche, e ovviamente, secondo la funzione specifica, batterie di scambio termico, resistenze elettriche, filtri per aria di varia tipologia, compressori, inverter, circuiti di gas refrigeranti compressi, valvole, ecc., tutti componenti ad alta percentuale di riciclabilità (tabella 1).

Tab.1 – Componenti costitutivi di un condizionatore d’aria e percentuali di riciclabilità.

Componente % media in peso % Riciclo
Compressore + olio 21,00 100
Rame 3,10 100
Scarti 0,95 0
Motori + ventole 0,48 100
Cavi 0,05 100
Interruttore 0,48 100
Condensatore avviamento 0,48 0
Scambiatore di calore 15,27 100
Componenti elettronici 4,30 100
Plastica mista 14,05 100
Ottone 0,48 100
HCFC 0,48 0
Carta 0,05 100
Olio 0,14 100
Acqua 0,05 100
Metalli ferrosi 27,63 100
Polistirene 0,05 0
Totale 100 % 97,5%

I condizionatori monoblocco o con unità esterna per impieghi abitativi sono gli apparecchi di gran lunga più importanti dal punto di vista del riciclo, dato che in ambito UE esiste un parco installato di più di 40 milioni di unità, di cui ben il 33% solo in Italia. La maggior parte è rappresentata da apparecchi costruiti prima del 2006, con rendimento energetico mediocre e quindi suscettibili di sostituzione con modelli più recenti e performanti; per questo motivo, tale classe di prodotto rappresenta il modello di riferimento del ramo trattamento aria nel ciclo produzione – fine vita – riutilizzo delle materie prime. D’altra parte, le proiezioni al 2020 parlano di oltre un raddoppio delle unità installate, per la cui costruzione semplicemente il mercato non offre sufficiente disponibilità di materiali, un aspetto che rende necessariamente il riciclo la fonte principale a cui rivolgersi per fini produttivi.

Veduta di un impianto specializzato per lo smontaggio ed il recupero dei componenti delle batterie di scambio termico.

Veduta di un impianto specializzato per lo smontaggio ed il recupero dei componenti delle batterie di scambio termico.

Di un condizionatore, in pratica, si recupera quasi tutto, tranne alcuni scarti di poco conto, come le plastiche termoindurenti; allo smaltimento vengono destinati anche il polistirene, che pur essendo termoplastico non è di recupero conveniente, e i condensatori elettrici di rifasamento, che spesso contengono oli isolanti tossici (PCB). I gas refrigeranti vengono tutti obbligatoriamente recuperati per motivi ambientali; tuttavia, solo quelli attualmente ammessi possono essere riciclati (tramite purificazione e disidratazione), mentre gli obsoleti HCFC sono avviati allo smaltimento per termodistruzione.

Dopo il conferimento, il condizionatore dismesso viene portato ad un impianto specializzato dove, come prima operazione, viene privato del gas refrigerante, evitando accuratamente ogni possibile fuga in atmosfera; quindi si procede al drenaggio di eventuali oli o altri fluidi e allo smontaggio di tutte le parti elettriche ed elettroniche, quindi delle parti meccaniche e del circuito refrigerante. Le parti in metallo non ferroso (rame, ottone) sono stoccate separatamente, mentre quelle in ferro o acciaio sono in genere lasciate ancorate alla struttura principale se quest’ultima è di tipo metallico, oppure stoccate separatamente se la struttura principale è in materiale plastico. Infine, le strutture residue sono avviate alla triturazione meccanica e ridotte in elementi di piccola pezzatura. Tutti i materiali separati e recuperati sono poi inviati alle rispettive filiere di riciclaggio in impianti esterni specializzati. Le parti più voluminose (motori, compressori, valvole) possono essere eventualmente ricondizionati per il mercato dei ricambi oppure anch’essi triturati e i loro residui separati per tipo di materiale da appositi vagliatori (magnetici, a correnti indotte, ecc.). Grazie a queste operazioni, si stima che in media ben il 97,5% del contenuto di un condizionatore d’aria possa essere riutilizzato per la realizzazione di nuovi dispositivi.

I metalli non ferrosi, specialmente il rame, costituiscono la parte di maggior valore economico tra i materiali recuperabili dai condizionatori d’aria.

I metalli non ferrosi, specialmente il rame, costituiscono la parte di maggior valore economico tra i materiali recuperabili dai condizionatori d’aria.

Pannelli fotovoltaici

Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, la situazione della disponibilità di alcune materie prime necessarie alla loro costruzione è oggi particolarmente critica, a causa dell’imponente incremento produttivo determinato dalle politiche di incentivazione e dalla forte diminuzione dei prezzi di mercato. Ad esempio, sarebbe del tutto impossibile soddisfare la domanda prevista di pannelli già nei prossimi cinque anni, se si dovesse contare solamente sulle quantità di argento (utilizzato nella metallizzazione dei contatti elettrici) messe a disposizione dalla normale attività estrattiva. In questo settore, una buona riuscita delle operazioni di riciclo è considerata vitale ai fini delle produzioni future, quindi è stata posta particolare attenzione nel programmare il corretto destino dei dispositivi fotovoltaici a fine vita (tabella 2).

Tab.2 – Componenti costitutivi di un modulo fotovoltaico da 220 Wp (60 celle), recuperabili praticamente per intero.

Componente % in peso Kg/modulo
Telaio in alluminio estruso 9,8 1,76
Vetro frontale 80,1 14,41
Tedlar 4,3 0,77
Silicio 4,7 0,85
Rame 0,4 0,07
Altri materiali e componenti 0,8 0,14
Totale 100 %  18

Esistono però una serie di difficoltà non trascurabili, in quanto si tratta di una nuova tipologia di prodotto, dove le tecnologie costruttive non sono ancora consolidate e le procedure legate al recupero di alcuni materiali sono poco più che sperimentali. Ancora non esiste una vera e propria “massa critica” di pannelli da trattare, ma solo i primi lotti iniziali che, proprio di questi tempi, hanno raggiunto il termine della loro vita operativa. Inoltre, la tecnologia costruttiva e i materiali impiegati nei pannelli costruiti nei decenni trascorsi non sono sovrapponibili a quelli odierni, il che può creare diverse difficoltà nella realizzazione e nella gestione degli impianti di trattamento. Infatti, gli impianti attualmente disponibili sono stati realizzati, nella maggior parte dei casi, non tanto al fine di trattare i pannelli a fine vita, bensì gli scarti delle produzioni attuali.

Un tipico impianto fotovoltaico da 1 MWp, composto da 4.273 moduli, permetterebbe idealmente di recuperare 7,3 t di alluminio, 60 t di vetro, 3,2 t di Tedlar e 3,5 t di silicio.

Un tipico impianto fotovoltaico da 1 MWp, composto da 4.273 moduli, permetterebbe idealmente di recuperare 7,3 t di alluminio, 60 t di vetro, 3,2 t di Tedlar e 3,5 t di silicio.

Ad ogni modo, la quasi totalità dei pannelli fotovoltaici condivide una struttura costruttiva che si compone di una lastra di vetro, sul cui retro sono applicate le celle fotovoltaiche, tenute in posizione e sigillate da un foglio in materiale plastico (Tedlar). Il tutto è circondato da una cornice in alluminio, che in genere viene rimossa e avviata alla filiera specifica di recupero prima ancora che il pannello sia trasportato all’impianto di trattamento dedicato. Il “sandwich” rimasto, dopo una prima separazione dello strato in vetro, subisce in pratica un processo di triturazione, a cui segue un’accurata separazione dei granuli di vetro, silicio, metalli non ferrosi (rame, alluminio, argento). Il silicio, che rappresenta l’elemento attivo del pannello, in realtà è presente in quantità così esigue che, nella maggior parte dei casi, non ne giustifica il riciclo, almeno fino al momento in cui le quantità di pannelli trattati saliranno in modo significativo.

Non tutto si può riciclare

A parte i casi di materiali che non sono idonei ad essere riprocessati, come le plastiche termoindurenti, ne esistono diversi che non possono essere trattati perché contengono sostanze nocive o cancerogene, specialmente quando si ha a che fare con apparecchi costruiti in epoche in cui la sensibilità per l’inquinamento ambientale e per la salute non era ancora sufficientemente adeguata: molte sostanze nocive sono state oggi completamente eliminate dal ciclo produttivo, tuttavia rimangono in circolazione moltissimi prodotti contaminati, che devono essere individuati e avviati allo smaltimento come rifiuti tossici e nocivi, escludendoli dalle filiere del riciclo. In particolare, per quanto riguarda il settore del trattamento aria, occorre fare attenzione a tutti i termostati contenenti mercurio, che hanno avuto in passato grande diffusione e si trovano ancora installati in molti edifici di costruzione meno recente. Tutti questi dispositivi devono essere obbligatoriamente conferiti a centri di raccolta autorizzati per il mercurio, come avviene per i vecchi termometri clinici e per tutti gli strumenti (barometri, indicatori di pressione e temperatura, pompe per il vuoto, ecc.) che utilizzavano questo metallo per il loro funzionamento.

Lo stessa regola di esclusione dal riciclo vale per tutti i dispositivi elettrici ed elettronici contenenti piombo, cadmio, mercurio, cromo esavalente e composti bromurati ritardanti la fiamma, eventualità che può essere facilmente verificata dall’assenza del marchio RoHS, che certifica l’esclusione di queste sostanze dal ciclo produttivo.

Per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, occorre fare attenzione ad alcuni modelli che possono contenere elementi nocivi come germanio o telleruro di cadmio: in caso di dubbio, i pannelli “sospetti” non sono accettati dagli impianti di recupero e quindi avviati allo smaltimento come rifiuti speciali.

Separazione dei materiali dopo frantumazione meccanica dei moduli fotovoltaici.

Separazione dei materiali dopo frantumazione meccanica dei moduli fotovoltaici.

Riciclo e smaltimento illegale

Purtroppo, una quota rilevante delle apparecchiature a fine vita sfugge ancora ai circuiti ufficiali di raccolta, attraverso percorsi illegali spesso gestiti dalla criminalità organizzata, causando un notevole danno alla collettività ed all’ambiente. Nonostante sia molto difficile quantificare l’importanza di questo circuito illegale, si stima che circa il 30-40% del totale degli apparecchi tecnologici dismessi finisca per essere demolito e parzialmente riciclato o smaltito in strutture non autorizzate, come demolitori d’auto, officine abusive e discariche clandestine. Se consideriamo che il solo fotovoltaico produrrà inevitabilmente nei prossimi anni un volume di rifiuti pari a oltre 5 milioni di metri cubi (ammontare dell’attuale parco installato), ci si rende immediatamente conto dell’entità del problema, che richiederà, per essere affrontato efficacemente, non solo una forte azione di contrasto alle attività illegali, ma soprattutto ulteriori investimenti da parte dei soggetti istituzionali per offrire una rete di servizio legittima, economicamente conveniente e capillarmente diffusa su tutto il territorio.

Cristiano Vergani

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