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OrizzontEnergia

Caccia alla Cicca - Il recupero dei mozziconi di sigaretta

Le cicche di sigarette vengono abbandonate un po’ dovunque con potenziali effetti nocivi sulla salute e sull’ambiente. Esse sono inoltre un abominio che deturpa le strade delle nostre belle città. La raccolta di questo rifiutorifiuto
Secondo quanto definito nel decreto legislativo n.22 del 5 febbraio 1997 il rifiuto è una sostanza o un oggetto di cui il detentore decida o sia obbligato a disfarsi". I rifiuti possono essere classificati in diversi modi, per esmpio in base all'origine oppure in base alla pericolosità.
può essere organizzata mettendo a disposizione un materiale che può essere raccolto e utilizzato per la produzione di energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
mediante la pirogassificazione. Le condizioni al contorno riguardanti l’inquinamento e per la sua rimozione e impiego vengono descritte e discusse.

di  Carmine Ciro Lombardi  e  Raffaella Uccelli * 

Qualsiasi rifiuto abbandonato comporta un costo per la sua rimozione e spesso anche un danno all’ambiente. Un rifiuto di cui nessuna normativa si occupa sono le cicche di sigaretta, ossia della porzione residua di una sigaretta fumata. La combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
per uso voluttuario del tabacco comporta la produzione di più di 4.000 composti chimici, molti dei quali ad azione tossica, nociva e cancerogena. Una parte di queste sostanze resta nelle cicche; di conseguenza la porzione residua di una sigaretta contiene un pool di agenti chimici nocivi per l’uomo, gli altri esseri viventi e l’ambiente. Nonostante ciò, in molti paesi, tra cui l’Italia, è consuetudine consolidata gettare le cicche in terra senza nessuna attenzione o considerazione. A tutt’oggi, non esistono normative nazionali che ne limitino la dispersione nell’ambiente, ma solo qualche disposizione in comuni particolarmente virtuosi come Varese, Ferrara, Cremona, Lecce, Amatrice, ecc. In questa situazione, aggravata dalle cattive abitudini e dalla penuria di dispositivi specifici per la raccolta, si  ritrova spesso una elevata presenza di cicche sui marciapiedi, nelle strade, nei siti archeologici, negli ambienti naturali e nei parchi di tutto il mondo.

Secondo una stima effettuata dall’ENEA (Lombardi et al., 2009), in Italia ogni anno con le cicche vengono immessi nell’ambiente grandi quantitativi di composti chimici pericolosi, fra cui:

Nicotina

241 t

Polonio-210

1.386 milioni Bq

COV

1.334 t

Gas Tossici

17 t

Catrame

1.067 t

AcetatoAcetato
Prodotto di una delle fasi di digestione anaerobica per opera di batteri specifici che "degradano" la materia organica per produrre metano.
di cellulosa

9.061 t

A livello nazionale, è stato introdotto nel collegato alla Legge di Stabilità 2014 un provvedimento contenuto nel disegno di legge “Disposizioni in materia ambientale per promuovere misure di green economy per il contenimento dell’uso eccessivo di risorse naturali” che, se approvato, vieta, a decorrere dal primo luglio 2015, l'abbandono di mozziconi da prodotti da fumo sul suolo, nelle acque e negli scarichi. Per i trasgressori è previsto il pagamento di una sanzione amministrativa da 30 a 150 Euro. 

Secondo una indagine dell’Istituto per le Ricerche Statistiche e l’Analisi dell’Opinione Pubblica (Doxa) e dell’Istituto Superiore di Sanità (ISS), il numero di fumatori nel 2013 in Italia è stato pari a circa 11,3 milioni (Pacifici, 2013). Considerando un consumo medio giornaliero di 13 sigarette a persona, il numero totale di cicche prodotte è pari a 147 milioni al giorno, quindi circa 54 miliardi all’anno (pari a circa 16.000 tonnellate).

Attualmente solo poche delle cicche disperse nell’ambiente viene raccolta insieme ad altri rifiuti. Solo una minima parte delle cicche raccolte vengono inviate agli inceneritori dove la resa energetica è complessivamente bassa a causa della eterogeneità dei materiali; la maggior parte finisce in discarica. Il problema rappresentato dalle cicche andrebbe affrontato in modo globale, conducendo campagne di sensibilizzazione dell’opinione pubblica, attuando una raccolta differenziataraccolta differenziata
Raccolta di rifiuti raggruppati per tipologia (per esempio, carta, vetro, plastica) al fine di riciclarli rendendo più facile lo smaltimento e valorizzando il rifiuto stesso come materia prima. Ogni Comune stabilisce le modalità di raccolta.
mediante una massiccia distribuzionedistribuzione
Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione.
di specifici raccoglitori (anche con un miglioramento del design dei raccoglitori già oggi inseriti nei cestini distribuiti nelle zone più urbanizzate) e procedendo quindi con il ricicloriciclo
Operazione grazie alla quale è possibile recuperare un materiale avviandolo a trattamenti specifici per poterlo riutilizzare.
dei materiali o un recupero energeticorecupero energetico
Utilizzo dell'energia sviluppata durante un processo fisico o chimico (per esempio calore liberato da una combustione, energia di pressione, ecc.) per la produzione di altre forme utili di energia (elettricità, vapore, ecc...)
più efficiente
.

Ad esempio, l’acetato di cellulosa - il materiale plastico di cui è costituito il filtro - può essere opportunamente rigenerato (purificato) e utilizzato per la produzione di pannelli fono-termoassorbenti per l’edilizia, per la produzione di supercondensatori in grado di realizzare sistemi di accumulo più performanti dei tradizionali accumulatori chimici e per la realizzazione di oggetti di eco-design quali puff, lampade, ecc. (Lombardi e Puca, 2013).

In alternativa, grazie al loro elevato potere calorificopotere calorifico
Il potere calorifico è definito come il calore prodotto dalla combustione di una quantità unitaria di combustibile e si distingue tra potere calorifico superiore (pcs) e potere calorifico inferiore (pci). È misurato in genere in kcal/kg per i combustibili liquidi e solidi, e in kcal/m3 per i gas.
, le cicche di sigaretta possono essere utilizzate per la produzione di energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
e calore attraverso un processo di pirogassificazione
appositamente concepito, che minimizza anche le emissioni inquinanti (Uccelli, 2012). A titolo di esempio, si riporta una tabella relativa al contributo energetico di alcuni materiali sottoposti a pirogassificazione (Arioli, 2009):

Materiali

Potere calorifico (kcalkcal
Unità di misura del calore equivalente a 1.000 calorie.
/kg sostanza secca)

Rifiuti solidi urbani non differenziati

3.375

CarboneCarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.

7.400

Gas naturaleGas naturale
Idrocarburo che ha un'origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un'alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S).

8.250

Cippato di legno

4.200

Acetato di cellulosa (cicche)

5.000

La pirogassificazione è un processo chimico di ossidazione del materiale organicoorganico
Aggettivo applicato a qualunque sostanza abbia origine animale o vegetale.
che, piuttosto che fondarsi sulla combustione, attua la dissociazione molecolare con produzione di composti a basso peso molecolare in forma gassosa (syngas). I vantaggi della pirogassificazione rispetto alla combustione sono: un rendimentorendimento
In termini generali il rendimento è il rapporto tra "quanto ottenuto" in un processo e "quanto speso" per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l'input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso.
energetico maggiore
se il syngas viene bruciato in impianti ad alto rendimento e/o ciclo combinatociclo combinato
Si parla di ciclo combinato quando i gas di scarico in uscita da una turbina a gas vengono impiegati come sorgente di calore per un ciclo a vapore, essendo a temperatura molto alta (circa 600°C). Si tratta in pratica di far funzionare in cascata una turbina a gas e un impianto a vapore, ottimizzando in questo modo il recupero delle 'potenzialità energetiche' dei gas di scarico (la conversione in energia meccanica è tanto più efficiente quanto più i di scarico sono caldi).
; la possibilità di dilazionare l’utilizzo dell’energia prodotta mediante lo stoccaggiostoccaggio
Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa. 
del syngas
in gasometri; la possibilità di utilizzare l’energia in luoghi diversi da quello di produzione mediante il trasporto del syngas con un gasdottogasdotto
Condotta adibita al trasporto di gas (pipelinepipeline
Condotta adibita al trasporto di gas.
, in inglese).
; e di minimizzare le emissioni inquinanti, in particolare di polveri e ossidi di azotoazoto
Elemento chimico costituente il 78% dell'aria in volume. L'uso commerciale più diffuso dell'azoto è nella produzione di ammoniaca, sostanza costituente dei fertilizzanti. L'azoto liquido è impiegato anche come refrigerante per il trasporto di alimenti.
(NOx).

Attraverso la pirogassificazione è ipotizzabile che le cicche di sigaretta si trasformino per circa l’85-90% in peso in syngas e per il restante 10-15% in peso in carbone e cenere. Gli impianti di pirogassificazione sono più piccoli degli inceneritori e, quindi, ciascun impianto tratterebbe un minor quantitativo di rifiuti. Ciò offrirebbe sia il vantaggio di smaltire le cicche direttamente in loco evitandone il trasporto per lunghe tratte, sia di ridurne i costi di realizzazione ed i tempi di ammortamento rispetto ad un grosso inceneritore.

In una città come Roma, ad esempio, con circa 3 milioni di abitanti, di cui il 23% consumatori di tabacco (ISTAT, 2014), il numero complessivo di fumatori dovrebbe essere circa 700 mila con una  produzione di  3.3 miliardi di cicche all’anno, pari a circa 1.000 t di materiale di risulta. Un tale quantitativo potrebbe essere smaltito in un anno circa se immesso in un piccolo impianto di pirogassificazione con annesso sistema di co-generazione e capacità di trattamento di circa 100-120 kg/ora di cicche con una produzione oraria di circa 70 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
elettrici e 70 kW termici
.

Riassumendo, le potenziali ricadute positive della raccolta differenziata delle cicche includono:

(i) minore dispersione di cicche nell’ambiente e, di conseguenza, minore rilascio di composti chimici pericolosi, riduzione dell’impatto ambientaleimpatto ambientale
L'insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l'avvio di una determinata attività ha sull'ambiente naturale circostante.
, in particolare del mare

(ii) miglioramento del decoro urbano territoriale; 

(iii) riduzione delle emissioni in atmosferaatmosfera
Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
rispetto all’incenerimento globale dei rifiuti;

iv) possibile recupero dell’acetato di cellulosa per applicazioni nell’ambito dell’edilizia, dell’elettronica e dell’eco-design;

v) produzione di energia mediante l’utilizzo di un rifiuto mai preso in considerazione fino a questo momento.

* ENEA, Unità Tecnica Biologia delle RadiazioniRadiazioni
Termine generico utilizzato per indicare fenomeni di trasporto dell'energia. Le radiazioni sono onde elettromagnetiche che possono essere caratterizzate da una determinata lunghezza d'onda a seconda della sorgente che le genera. La radiazione visibile, per esempio, è costituita da onde elettromagnetiche che percepiamo sotto forma di luce e che associamo a colori diversi. I raggi X, invece, sono radiazioni di minore lunghezza d'onda  emesse da elettroni molto veloci che decelerano bruscamente urtando contro un bersaglio metallico. Sono radiazioni molto penetranti utilizzate in diagnosi medica e in molte altre situazioni in cui occorre "vedere" all'interno di oggetti chiusi.
e Salute dell’Uomo.

Fonte: L'Astrolabio-Amici della TerraAmici della Terra
Associazione ambientalista presente in Italia dal 1978 che costituisce la rappresentanza italiana di Friends of the Earth International.Gli Amici della Terra promuovono azioni di educazione al rispetto verso l'ambiente, sostenendo iniziative sul territorio affinchè i governi e le istituzioni sovranazionali adottino politiche di sviluppo sostenibile.

 

Data: 14/11/2014

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