Con la scarsità d'acqua che colpisce oltre 2,3 miliardi di persone nel mondo (UNICEF, 2021) e la crescente pressione sulle industrie per migliorare la gestione delle risorse idriche, i processi che consumano o contaminano acqua sono sotto esame.
Nelle operazioni di termovalorizzazione dei rifiuti (WtE), una delle pratiche più intensive in termini di consumo d'acqua è l'estrazione e il raffreddamento delle ceneri pesanti (IBA), che rappresentano circa il 40% della massa di rifiuti in ingresso.
L'approccio tradizionale prevede il raffreddamento delle ceneri in bagni d’acqua, prima del trasferimento in discarica o in bacini di raccolta delle ceneri (ash pond). Tuttavia, questo approccio comporta diversi rischi ambientali, come il percolato e le fuoriuscite, e costi continui legati al trattamento dell'acqua e alla manutenzione, compromettendo gli obiettivi di sostenibilità.
La gestione a secco delle ceneri offre un'alternativa più sostenibile, consentendo agli operatori dei termovalorizzatori di ridurre significativamente l’impatto ambientale e i costi operativi.
La sfida dell'acqua nella gestione delle ceneri
Gli impianti di termovalorizzazione che utilizzano sistemi di estrazione ad umido affrontano diversi problemi interconnessi, che rendono questo metodo sempre più insostenibile:
- ELEVATO CONSUMO DI ACQUA
Utilizzano fino a 1.000–2.000 litri di acqua per tonnellata di ceneri (Commissione Europea, Rapporti Tecnici JRC). - GENERAZIONE DI PERCOLATO
L'acqua di raffreddamento estrae metalli pesanti (es. piombo, cadmio, mercurio), sali (come cloruri e solfati) e particelle fini, generando percolato pericoloso che necessita di un trattamento intensivo prima di poter essere smaltito in sicurezza. - CORROSIONE E INTASAMENTO DELLE MACCHINE
L'interazione tra ceneri calde e acqua accelera la corrosione e l'intasamento delle macchine, aumentando i costi di manutenzione e i tempi di inattività. - RISCHIO DI CONFORMITA'
Gli scarichi d'acqua sono regolamentati da normative come la Direttiva Quadro sulle Acque dell'UE e il BREF per l'Incenerimento dei Rifiuti, che raccomandano di minimizzare l'uso dell'acqua ed eliminare l'inquinamento idrico. Superare le soglie fissate può comportare costosi provvedimenti di conformità, sanzioni o limitazioni operative.
MADAM: Un cambiamento di paradigma da umido a secco
Magaldi ha sviluppato un innovativo sistema di estrazione a secco delle ceneri pesanti, il MADAM, che elimina completamente l'uso di acqua. Combinando estrazione meccanica e raffreddamento ad aria in un ambiente sigillato, questo sistema offre numerosi vantaggi:
- ZERO ACQUA DI PROCESSO
L’assenza di acqua nel processo di estrazione e raffreddamento delle ceneri elimina i sistemi di trattamento delle acque e i costi associati.
- NESSUN PERCOLATO
Riduzione dei rischi di contaminazione del suolo e delle acque sotterranee.
- RIDUZIONE DI MASSA E VOLUME DELLE CENERI
Un contenuto di umidità più basso riduce il peso delle ceneri fino al 40%, comportando risparmi significativi nei costi di trasporto e discarica.
- MIGLIORAMENTO DEL RECUPERO DEI METALLI
Preservare l'integrità delle frazioni metalliche migliora l'efficienza di recupero del 20-30%.
- MAGGIORE SICUREZZA E AFFIDABILITA'
Nessun rischio di esplosione da vapore, perdite corrosive o fanghi pericolosi.
Inoltre, un'analisi dei costi del ciclo di vita (LCCA) ha dimostrato che il sistema MADAM riduce significativamente le spese di capitale e operative legate al trattamento dell'acqua, alla manutenzione delle macchine e ai tempi di inattività imprevisti, offrendo un costo totale di possesso (TCO) notevolmente inferiore.
Il Valore Strategico di Passare al Secco
Se si considera un impianto che tratta 500.000 tonnellate di rifiuti solidi municipali (MSW) all'anno, producendo circa 100.000 tonnellate di cenere, passare a MADAM permetterebbe di:
- Risparmiare 80–160 milioni di litri d'acqua all'anno, sufficienti a coprire il fabbisogno idrico giornaliero di oltre 1 milione di persone (stima OMS: 50–100 L/persona/giorno).
- Ridurre il volume delle ceneri inviate a discariche di 30.000–40.000 tonnellate all'anno.
- Evitare 15.000–25.000 tonnellate di emissioni di CO₂ all'anno grazie al miglioramento del recupero dei metalli e alla riduzione della logistica.
Sebbene questi benefici si applichino a livello globale, diventano critici nelle regioni con scarsità d'acqua, come i paesi del Medio Oriente e del Nord Africa (MENA), o in qualsiasi luogo in cui l'acqua sia scarsa, costosa o politicamente sensibile. In queste aree, l'alto costo della dissalazione e l'aumento delle tariffe idriche rendono l’estrazione ad umido delle ceneri una pratica discutibile sia dal punto di vista economico che ambientale.
La situazione è ancora più critica per le comunità insulari o le città situate ai confini di zone aride, dove sia la terra che l'acqua sono limitate. In questi contesti, MADAM consente agli impianti di termovalorizzazione di operare senza esaurire preziose risorse idriche, allineando il recupero energetico con la resilienza a lungo termine e la sicurezza delle risorse.
Conclusione
La gestione a secco delle ceneri rappresenta un imperativo strategico. Con l'acqua che diventa sempre più preziosa e le normative ambientali che si fanno più rigorose, gli operatori degli impianti di termovalorizzazione devono adottare soluzioni in grado di preservare le risorse idriche, ridurre i rischi e migliorare le prestazioni.
Il sistema MADAM offre una soluzione innovativa e sostenibile per gli impianti Waste-to-Energy, permettendo di ottimizzare le operazioni e fare di più con meno—soprattutto in un contesto in cui ogni goccia d'acqua conta.
