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Il POLIMI all’esame di elettrochimica.

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Claudio Della Volpe

Della reazione di Volta e delle arance o dei limoni usati come batterie (in inglese orange e lemon batteries) abbiamo parlato più volte, si tratta di un argomento affascinante e che attira l’attenzione; l’ultima volta abbiamo segnalato anche una bufala riguardante la possibilità di accendere il fuoco con un’arancia.Stavolta siamo costretti a tornare sulla questione per un piccolo errore nientepocodimenochè del Politecnico di Milano, POLIMI, (nella persona del collega Francesco Grimaccia associato di elettrotecnica) che nel meritevole proposito di divulgare la scienza con una iniziativa definita #IlPOLIMIrisponde (su Youtube) riportata da ANSA, racconta (in data 7 novembre, anniversario dell presentazione di Volta a Napoleone) di come con un’arancia e una coppia di elettrodi metallici (e meglio con un paio almeno messi in serie) si possa accendere un LED.

La cosa come sappiamo è vera, a patto che il LED sia rosso, cioè a più basso voltaggio; un led bianco sarebbe difficile da accendere con sole due arance; ma vedremo dopo. Tuttavia il collega Grimaccia incorre in un banale errore di elettrochimica che vale la pena di correggere, visto che quel filmato l’avranno visto in alcune centinaia e grazie a questo commento lo vedranno in altre centinaia.

Dopo una introduzione storica l’autore scrive quale è il principio del processo ed indica la seguente reazione:Dunque secondo Grimaccia nella reazione di Volta lo zinco metallico  si ossida e lo ione rame si riduce. E’ da dire che nella successiva descrizione la cosa rimane non spiegata poichè si analizza solo il passaggio da un elettrodo all’altro fuori dall’arancia.

Ora questa interpretazione della reazione di Volta non è corretta per la semplice ragione che ioni rame nell’arancia e nella soluzione acidula di Volta non ce ne sono e non ce n’erano; si tratta invece di una reazione che potrebbe avere dal lato della riduzione ossia del rame (che funziona qui come semplice catalizzatore) o la riduzione degli ioni H+ oppure quella dell’ossigeno molecolare, che pure sarebbe più utile; per vari motivi, fra cui la concentrazione, la soluzione “acidula” di Volta e quella naturale dell’arancia o del limone (acidule per acido citrico) vedranno come interpretazione giusta la prima:(qua c’è un errore di stampa in quanto il potenziale di riduzione dello Zinco è -0.76) come scritto ed analizzato in questo articolo divulgativo:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed078p516

Observations on Lemon Cells di Jerry Goodisman J. Chem. Educ., 2001, 78 (4), p 516 DOI: 10.1021/ed078p516

Come si vede è chiaro che ci vogliano almeno un paio di arance (e rispettivi elettrodi) collegate in serie ed usate come soluzione elettrolitica per il LED rosso che lavora a 1.5-2 V, ma per un LED bianco che lavora a circa 3V ci vorranno quattro o cinque frutti (motivo banale: il rosso è la radiazione a più elevata lunghezza d’onda e dunque più bassa energia delle altre e i LED, ma ne parleremo un’altra volta, sono nient’altro che delle giunzioni p-n usate alla rovescia rispetto alle celle fotovoltaiche: il LED trasforma energia elettrica in luce e la FV la luce in energia elettrica, ma potete usare un LED come FV e viceversa anche se con poca sostanza; ed infine una giunzione p-n è l’equivalente moderno sui semiconduttori dei metalli in contatto che furono alla base dell’esperimento di Volta).La reazione scritta dal collega Grimaccia, e che non vale in questo caso, invece diventerà la base di un’altra importantissima batteria, quella di Daniell, dove però lo ione rame viene aggiunto esplicitamente;Dunque l’errore consiste nell’aver usato le reazioni di Daniell al posto di quelle di Volta. Per fare una pila di Volta va bene al posto del rame anche un elettrodo di grafite o di qualunque altro metallo a potenziale di riduzione adeguato e come il rame dunque di fatto inerte nella situazione in questione.

Si può perfino NON usare una soluzione acidula e le cose funzionano lo stesso ragionevolmente per introduzione dell’effetto dell’ossigeno gassoso che è pur solubile per 9mg/litro in acqua; a quel punto si avrebbe una batteria Zinco-aria e manco lo ione idrogeno servirebbe più. A questo punto si introdurrebbe una tematica che è quella della sovratensione di reazione dei vari reagenti ione idrogeno o ossigeno su elettrodi metallici che in realtà non partecipano alla reazione; si arriva ad un altro celeberrimo tema che è quello dei meccanismi cinetici dell’elettrochimica, un argomento che la chimica generale sfiora solamente, ma molto importante in pratica.

Tutte queste cose Volta non poteva saperle, ma noi suoi eredi dopo 200 anni dovremmo scriverle chiaramente.

Ovviamente al collega Grimaccia va il beneficio di inventario; né si può pretendere da un ingegnere elettrotecnico (che si occupa di correnti alternate in genere) la stessa conoscenza di un elettrochimico su questi fenomeni. Sia all’ANSA che al Polimi il consiglio è lo stesso; per parlare di Chimica rivolgetevi ad un Chimico (in fondo a pochi chilometri da voi c’è la sede del Dipartimento dove lavorarono Bianchi, Mussini e Trasatti senior, che hanno fondato l’elettrochimica italiana).

E’ pur vero che la Chimica serve a tutti, ma non per questo tutti la conoscono in dettaglio.

Da consultare anche:

http://www.ansa.it/canale_scienza_tecnica/notizie/energia/2018/11/16/cosi-le-arance-accendono-la-luce-video_b46c8e68-3da1-4e17-b055-5b8772f333ff.html

https://www.youtube.com/watch?time_continue=146&v=x8PV-0vRMbE

https://www.scientificamerican.com/article/generate-electricity-with-a-lemon-battery/

La transizione energetica: come la vedono gli scienziati

In evidenza

Vincenzo Balzani, professore emerito UniBo

Il cambiamento

In due recenti articoli pubblicati su La Chimica e l’Industria on line [1,2] ho provato a spiegare perché per salvare il nostro pianeta, l’unico luogo dove possiamo vivere, dovremo portare a termine tre transizioni: dai combustibili fossili alle energie rinnovabili, dall’economia lineare all’economia circolare e dal consumismo alla sobrietà.

Transizione vuol dire cambiamento e l’esperienza dimostra che le persone non amano cambiare. Se ne era già accorto molto tempo fa Niccolò Macchiavelli che, secondo alcune fonti, pare abbia scritto: Non c’è niente di più difficile da prendere in mano, più pericoloso da condurre, o più incerto nel suo successo che prendere la guida di un cambiamento. Perché il riformatore ha nemici in tutti coloro che traggono profitto dal vecchio ordine e ha solo tiepidi difensori in tutti coloro che trarrebbero profitto dal nuovo ordine; questa tiepidezza deriva in parte dalla paura dei loro avversari e in parte dall’incredulità dell’uomo, che non crede veramente in qualcosa di nuovo fino a quando non ne ha avuto l’esperienza effettiva”.

Quindi, portare avanti tre transizioni, in parte interconnesse, per salvare il pianeta non sarà affatto facile. Sappiamo però che questa è l’unica via che possiamo percorrere per giungere alla sostenibilità ecologica, che a sua volta è la base per raggiungere la sostenibilità sociale. Ciascuno di noi, nella situazione in cui si trova e con l’attività che svolge deve assumersi la sua parte di responsabilità. Questa vale particolarmente per gli scienziati, dai quali la pubblica opinione si aspetta prese di posizione chiare e ben documentate, per gli educatori che operano nelle scuole di ogni ordine e grado e per i mezzi di comunicazione che hanno il compito di diffondere le conoscenze e mettere a confronto in modo costruttivo proposte e opinioni affinché quelle più giuste possano affermarsi.

Difficoltà intrinseche

Affinché una transizione avvenga nel modo corretto, deve essere guidata. Bisogna partire da un quadro chiaro e completo della situazione in cui ci si trova e fare previsioni, formulare scenari e preparate roadmap per raggiungere l’obiettivo in un tempo ragionevole. Guidare la transizione energetica è un’impresa molto difficile perché la realtà è in continua evoluzione: aumenta il numero di abitanti del pianeta; aumentano le esigenze energetiche di miliardi di persone; in molte nazioni la situazione politica è confusa e i suoi esiti sono difficilmente prevedibili; le decisioni politiche sono influenzate da fattori economici e pressioni sociali, spesso in contraddizione; il prezzo del petrolio, con cui le energie rinnovabili devono competere, ha variazioni spesso irrazionali; infine, è sempre più evidente che le risorse del pianeta sono limitate, per cui i progressi nella transizione energetica sono forzatamente collegati a quelli della transizione dall’economia lineare all’economia circolare.

Gli scenari, inevitabilmente basati su estrapolazioni, devono quindi essere frequentemente aggiornati e, in ogni caso, vanno sempre considerati con cautela. Ciò nonostante, è importante cercare di prevedere cosa ci può riservare il futuro e ancor più capire l’impatto che avranno nei prossimi decenni le scelte che siamo chiamati a fare oggi. La domanda urgente a cui è necessario rispondere, se vogliamo custodire il pianeta, è: possiamo limitare le emissioni di CO2 in modo da mantenere l’aumento di temperatura al 2050 sotto i 2°C o, meglio, sotto 1,5 °C? [3, 4]. Su tempi lunghi, poi, la domanda che aspetta risposta diventa: è fattibile e sostenibile un mondo che funzioni solo con le energie rinnovabili?

Quasi tutte le agenzie internazionali hanno centri di studio sulla transizione energetica [5]. A volte le previsioni di queste agenzie sono condizionate dalla potente lobby del petrolio, come nel caso della IEA. Gli scenari che alcune di queste agenzie presentano per il futuro hanno come compito principale quello di suggerire al mondo economico e finanziario come comportarsi per mantenere profitti nell’ottica di una lenta transizione dai fossili alle rinnovabili, senza preoccuparsi dei tempi indicati dagli scienziati. I centri di ricerca scientifici, invece, cercano di analizzare la situazione e di suggerire cosa bisogna fare in concreto, incominciando da oggi, per portare a termine la transizione entro il 2050.

Il piano WWS proposto da M.Z. Jacobson e collaboratori

Negli ultimi anni sono stati riportati studi dettagliati da parte di molti gruppi di ricerca secondo i quali si possono sostituire completamente, entro il 2050, i combustibili fossili con le energie rinnovabili. Alcuni di questi piani sono stati criticati (si veda, ad esempio, [6]), ma la fattibilità della transizione energetica che prevede solo l’uso di energia elettrica generata dalle rinnovabili nel 2050, senza energia nucleare, è stata recentemente ribadita da una rassegna esaustiva della ricca letteratura scientifica sull’argomento [7].

Lo studio più dettagliato [8] è quello di M.Z. Jacobson della Stanford University che, con 26 co-autori, presenta roadmap di transizione per 139 paesi del mondo molto più spinte di quelle previste dagli accordi di Parigi. Gli autori sottolineano che le roadmap da loro illustrate non sono previsioni di quello che potrebbe accadere da oggi al 2050, ma proposte che, se attuate, risolveranno concretamente i problemi del cambiamento climatico, dell’inquinamento e della sicurezza energetica.

Il piano di Jacobson e collaboratori è denominato WWS (wind, water, sunlight) in quanto è basato unicamente sull’utilizzo di vento, acqua e sole come sorgenti primarie nel 2050. Sono esclusi il gas e il nucleare (proposti da altri autori come «energie-ponte»), e anche i biocombustibili, le biomasse e le tecnologie per la catturare ed immagazzinare la CO2. Il piano WWS prevede che i consumi energetici di tutti i settori dell’attività umana siano soddisfatti esclusivamente con elettricità fornita dalle energie rinnovabili e distribuita tramite reti, con l’impiego di accumulatori e idrogeno elettrolitico (celle a combustibile) per i trasporti, anche aerei e marittimi.

Secondo il piano WWS, la potenza che sarebbe necessaria nel 2050 se usassimo l’attuale sistema energetico, basato prevalentemente sui combustibili fossili (20.604 TW), sarà ridotta del 42%, per tre motivi: 1) la conversione dell’energia elettrica in lavoro è più efficiente del 23% rispetto all’uso di combustibili fossili; 2) WWS non ha le perdite di efficienza (valutate al 12,6%) legate all’estrazione, al trasporto e alla raffinazione delle fonti fossili; 3) in un sistema tutto elettrico si può contare su un aumento dell’efficienza energetica (6,9%). Il piano, illustrato nella Figura 1, prevede l’80% della conversione entro il 2030 e il 100% nel 2050.

Figura 1. Schema della transizione energetica secondo Jacobson e altri [8]. Per una descrizione dettagliata, si veda il testo e il lavoro originale.

Gli 11.840 TW di potenza elettrica richiesta nel 2050 per le 139 nazioni prese in considerazione saranno forniti principalmente da impianti fotovoltaici di varie dimensioni (48%), eolico onshore e offshore (37%) e per il 9,7% da impianti solari a concentrazione (Concentrating Solar Power, CSP) [8]. Sarà necessario installare fra l’altro 1.840.000.000 impianti fotovoltaici da 5 kW che saranno collocati sui tetti delle abitazioni, sulle tettoie dei parcheggi e sulle autostrade e 1.580.000 impianti eolici onshore da 5 MW, distesi sullo 0,9% del territorio che rimarrà usabile per l’agricoltura. Le tecnologie necessarie per sostituire nell’uso finale i combustibili fossili con energia elettrica sono già in gran parte disponibili in commercio, mentre altre (ad esempio, navi e aerei elettrici) sono in via di sviluppo e si prevede che saranno di uso comune fra una ventina d’anni.

La realizzazione del piano WWS diminuirà le emissioni di CO2, evitando che si superino 1,5 °C di riscaldamento globale nel 2050. Darà a ogni nazione la possibilità di produrre l’energia che consuma e faciliterà l’accesso all’energia per tutti; eviterà anche la morte prematura di circa 3,5 milioni persone causata dall’inquinamento e permetterà un risparmio medio di 5.800 dollari per persona all’anno sulle spese dovute da inquinamento e cambiamento climatico. Creerà circa 25 milioni di posti di lavoro permanenti nelle costruzioni e 27 milioni di posti permanenti per la manutenzione del sistema, per un totale di circa 52 milioni, a fronte di circa 28 milioni di posti persi nelle attività dei combustibili fossili e dell’energia nucleare.

Il piano WWS è estremamente dettagliato [8]. Esamina, paese per paese, i dati disponibili sui consumi energetici attuali e stima la domanda di potenza che ci sarà nel 2050 in ciascun paese prima e dopo l’elettrificazione di tutti i settori energetici. Poi analizza per ciascun paese la disponibilità di risorse rinnovabili per generare elettricità e propone una roadmap basata sul mix energetico rinnovabile più adatto per ciascun paese, tenendo conto della disponibilità di suolo, tetti, vento, acqua e situazioni particolari. Un simile, dettagliatissimo piano è stato poi formulato anche per 53 città del Nord America [9].

Per l’Italia, l’analisi dettagliata dello studio si può riassumere con i seguenti dati riferiti al 2050 [8]:

– la potenza di 240,8 GW per uso finale prevista sulla base del sistema energetico attuale si ridurrà a 134,9 GW in seguito all’elettrificazione;

– la potenza sarà generata dalle varie fonti rinnovabili in base a queste percentuali:

fotovoltaico nelle sue varie applicazioni 56,7%; eolico onshore e offshore 26,3%; CSP 11,3%; idroelettrico 4,9%; geotermico 0.6%

– il fotovoltaico residenziale genererà il 16,4% della potenza totale, utilizzando il 67% dei 737 km2 di tetti disponibili;

– dal punto di vista economico, si avrà un risparmio di 382 $/persona/anno sul costo dell’elettricità e un risparmio sui costi dei danni causati da inquinamento e cambiamento climatico per una media di 7.700 $/persona/anno;

– si eviterà la morte prematura per inquinamento, in media, di circa 20.000 persone all’anno;

– verranno perduti circa 160.000 posti di lavoro nei settori dei combustibili fossili, ma si creeranno circa 300.000 nuovi posti di lavoro permanenti per attività di costruzione e 350.000 per attività di gestione delle energie rinnovabili con un saldo positivo di circa 500.000 posti.

Lo studio conclude notando che la transizione, pur essendo tecnicamente ed economicamente fattibile, incontrerà molti ostacoli di tipo sociale e politico: c’è quindi un grande bisogno di informare le persone su quello che è possibile fare e sollecitarle a portare avanti la transizione nelle loro case e nella loro vita di ogni giorno. In Italia, purtroppo, la Strategia Energetica Nazionale punta fortemente sul gas e sui biocombustibili e il tentativo di informare sulla necessità della transizione energetica solo eccezionalmente arriva al grande pubblico [10]

  1. 1. La Chimica e l’Industria – ISSN 2532-182X – 2018, 5(7), ottobre
  2. La Chimica e l’Industria – ISSN 2532-182X – 2018, 5(8), novembre
  3. http://unfccc.int/resource/docs/2015/Cop21/eng/l09r01.pdf
  4. http://report.ipcc.ch/sr15/pdf/sr15_spm_final.pdf
  5. http://www.iea.org/weo/

https://about.bnef.com/new-energy-outlook/

http://www.iiasa.ac.at/web/home/research/twi/TWI2050.html

http://exponentialroadmap.futureearth.org

http://www.irena.org/publications/2018/Apr/Global-Energy-Transition-A-Roadmap-to-2050.

  1. B. Heard et al., Renew Sustainable Energy Rev, 2017, 76, 1122 DOI:10.1016/j.rser.2017.03.114
  2. T. W. Brown et al., Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, 92, 834; 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032118303307
  3. M.Z. Jacobson et al., Joule, 2017, 1 ,108-21, con 186 pagine di informazioni supplementari

http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2017.07.005

  1. M.Z. Jacobson et al., Sustainable Cities and Society, 2018, 42, 22 https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.06.031
  2. https://ilblogdellasci.wordpress.com/2018/08/15/ascoltare-la-scienza-lincidente-di-bologna-e-la- transizione-energetica/

6 anni di blog.

In evidenza

La redazione.

6 anni di blog.

Oggi 14 novembre 2018 questo blog compie 6 anni; abbiamo pubblicato poco meno di 1000 articoli (985), 3 alla settimana in media con poco meno di un milione di contatti totali (per la cronaca sono 970.000).

Il numero di contatti al giorno è cresciuto parecchio arrivando a superare negli ultimi tempi i 1000 al giorno. Ma siamo particolarmente fieri dei quasi 500 iscritti, che ricevono notizia dei post automaticamente; si tratta in buona parte di non iscritti alla SCI, dunque che hanno scelto di seguirci autonomamente.

Poco più di 2500 interventi, circa 3 per ogni articolo.

Qualche curiosità; l’articolo più gettonato in assoluto?

Quello sulla Chimica alle elementari, della sempreverde Silvana Saiello che ha raggiunto quasi 20.000 contatti da quando (2013) è stato pubblicato e continua a ricevere una crescente attenzione; nello scorso mese di ottobre ha avuto da solo oltre 1200 lettori. Pensate un po’. Un classico della divulgazione.

Il più letto in un giorno è stato invece un articolo di Gianfranco Scorrano, gennaio 2014 una critica feroce di alcuni metodi concorsuali all’Università, oltre 2500 contatti in 24 ore , La cattedra e…. la sedia.

Non dimentichiamo però anche le serie sulla merceologia, sulla depurazione, sulla storia della scienza al femminile, le riflessioni etiche, quelle sulla contemporaneità, sulle nuove scoperte, sull’energia rinnovabile e l’economia circolare, il cuore del blog. E non dimentichiamo che ci siamo schierati, sul clima, sull’energia, sui diritti delle donne, sull’uso della Chimica; abbiamo scelto, preso posizione; non possiamo più tacere.

Tanto lavoro per la nostra piccola redazione che, seppure ha cambiato un po’ composizione nel tempo, rimane una redazione di una decina di persone.

Certo abbiamo ricevuto nel tempo anche i contributi di tanti colleghi che più o meno regolarmente ci mandano qualche testo e che ringraziamo; all’inizio speravamo di riuscire a catalizzare maggiori contributi, ma siamo contenti comunque. Non pretendiamo un Primo Levi, ma continuiamo ad insistere su una partecipazione discreta ma continua; se dei 3500 soci della SCI, che sono, dopo tutto, meno del 5% dei chimici italiani, il 10% scrivesse un articolo all’anno avremmo un post al giorno.

C’è stata una crisi di crescita quando abbiamo cambiato nome nel gennaio 2017; il blog della SCI è diventato “La Chimica e la Società” (richiamando il titolo della rivista storica della SCI); questo cambio ha corrisposto ad un notevole incremento dei lettori, che sono quasi raddoppiati .Negli ultimi mesi un ulteriore crescita catalizzata sia dagli agguerriti testi di Vincenzo Balzani sull’impegno dello scienziato, che anche dal lancio su Facebook aperto a tutti i lettori.

Siamo ancora lontani dal fare un giornale online di chimica, una piazza aperta a tutti i chimici italiani, uno strumento per fare opinione, ma col nostro sottotitolo attuale siamo una testimonianza del fatto che la Chimica è la scienza fondamentale per la nostra società e cerchiamo di stare sul pezzo, seguire i fatti importanti in cui la Chimica conta e sui quali occorre schierarsi.

Homo sapiens è stato un chimico fin dall’epoca di Blombos 101.000 anni fa, quando faceva pigmenti per dipingersi il corpo; poi ha iniziato a dipingere gli animali attorno a lui e tante, tante mani sulle pareti delle caverne.

La più antica testimonianza di pitture rupestri, Lubang Jeirji-Saleh, Borneo 40.000 anni fa (Nature nov. 2018 Palaeolithic cave art in Borneo)

Oggi, nell’Antropocene dovrebbe calmarsi un po’ dato che ha “dipinto”, ha messo le sue mani su tutto il pianeta, con una impronta non particolarmente positiva per il resto della biosfera, e che si sta rivelando un boomerang, capace di danneggiare la stessa Umanità.

Siamo qua per dare un piccolo contributo in questo senso: prendere coscienza della potenza insita nelle nostre mani, nei nostri cervelli, nell’azione comune; e della necessità di sottomettere al controllo della ragione e dell’amore la nostra intelligenza. Dunque chimica del riciclo, chimica sostenibile e rinnovabile ma soprattutto chimica dell’amore, usata con amore della Natura e per amore dell’Umanità; dopo tutto siamo solo una minuscola specie di primati saccenti, che infilano mani dappertutto, in una piccola arancia blù, un minuscolo pianeta, alla periferia di una Galassia lontana lontana.

Buona lettura.

Il fango e quegli idrocarburi del cavolo.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Continuiamo a parlare dell’art.41 del decreto “Genova” di cui abbiamo già parlato in un post precedente; si tratta di un testo che è stato integrato durante l’approvazione del decreto “Genova” e il cui testo riporto in calce (lo trovate qui).

Ricordo che sulla composizione dei fanghi esisteva una legge dedicata la legge 99/92, in cui si scrivono criteri generali e nelle appendici una almeno parziale lista di limiti di composizione dell’effluente nei suoi rapporti con la matrice (qua si potrebbe discutere sul problema costituito dai rapporti fra effluenti e matrice, problema che già ebbe potente ruolo nel caso delle acque e della legge Merli, entrambi devono essere considerati). Sul tema le regioni più interessate avevano legiferato arrivando a stabilire criteri su altri componenti, in particolare gli idrocarburi C10-C40; contro quel limite e su altri, alcuni comuni lombardi avevano fatto ricorso e il TAR e la Cassazione gli avevano dato ragione, sostenendo che

i fanghi da depurazione sono destinati ad essere mescolati ad ampie porzioni di terreno e a divenire, quindi, un tutt’uno con esso; appare pertanto logico che il fango rispetti i limiti previsti per la matrice ambientale a cui dovrà essere assimilato”

una logica fallace, che impedirebbe perfino di spargere dei comuni concimi biologici, in quanto nemmeno il letame rispetta i limiti previsti per la matrice ambientale e men che meno lo fanno i concimi di sintesi o altri ammendanti; eh si perchè miei cari Giudici delle Corti se si aggiungono essi vengono aggiunti proprio allo scopo di modificare le caratteristiche del terreno, reintegrando ciò che è stato consumato dalla produzione di cibo oppure introducendo componenti necessari ma non presenti! Questo criterio trascura anche il fatto che il terreno è una struttura di massa molto maggiore del fango (che vi può venire aggiunto secondo l’art. 3 della legge 99/92 in ragione di sole 15ton/ettaro, ossia una frazione dell’ordine dell’1/1000 o meno della massa di terreno per ettaro usata in agricoltura che arriva almeno a 40cm) che dunque lo diluisce; che è una struttura viva, che è in grado cioè “metabolizzare” il fango di trasformarlo almeno parzialmente.

Per questo mentre ha senso imporre limiti uguali a quelli del suolo per il cadmio, presente come ione e che non potrà essere “smontato” in alcun modo, così come per molecole organiche stabili, i POPs, persistent organic pollutants come il DDT o il PCB, non è la stessa cosa per le molecole come gli idrocarburi lineari che sono persino presenti anche nella struttura dei tessuti organici (come vedremo più avanti).

Ma tant’è! Questo ha bloccato il riciclo dei fanghi e dunque ha portato alla necessità di modificare le cose, regolamentando meglio della legge 99 la situazione, come sta facendo il Parlamento con l’art.41 che AGGIUNGE nuovi limiti per i fanghi che prima non esistevano.

Ovviamente le proteste dei Comuni e dei loro cittadini hanno motivi ragionevoli, per esempio nell’abuso legato all’uso di fanghi non civili o all’eccesso di uso, al modo scorretto di trasporto oppure infine all’odore pestifero e così via, tutti aspetti però che non toccano il problema di fondo e che devono essere risolti per altra via, per esempio migliorando la depurazione (come descritto da Mauro Icardi in post precedenti), imponendo metodi di trasporto diversi, con maggiori controlli sulle distanze dalle abitazioni e contrastando le ecomafie che sono diffuse anche nelle regioni del Nord non solo nella “terra dei fuochi”, dunque con una legge più completa e moderna della 99/92.

I fanghi di origine civile (cioè le nostre deiezioni così come il letame e le altre deiezioni degli animali a noi asserviti) sono utili all’agricoltura e servono a chiudere il ciclo agricolo, cosa del tutto necessaria e logica e che noi non facciamo ancora o forse non facciamo più, dato che la logica del riciclo è parte della cultura dell’agricoltura tradizionale da millenni.

Ovviamente le deiezioni di una volta, che i contadini riusavano nel terreno (si veda la citazione di Liebig nel post precedente) erano diverse da quelle attuali; vi pare strano? E invece no, non solo perchè mangiamo cose diverse, ma anche perchè nei depuratori arrivano oltre ai resti del cibo anche altri prodotti casalinghi; i detersivi, i cosmetici, le droghe, i farmaci e tanti altri prodotti di sintesi che certo il contadino di Liebig non usava.

Questo impone un riesame continuo dei metodi di depurazione che sono stati esaminati nei numerosi post di Mauro Icardi in questo blog e che devono essere adeguati, studiati migliorati; il depuratore deve diventare la fabbrica dell’acqua, ma anche il centro di un modo nuovo di sentirci parte dell’ecosfera.

Noi non siamo estranei all’ecosfera, ne siamo parte integrante; la vita è a sua volta parte della superficie terrestre, di quel supersistema di interazioni che Lovelock ha chiamato Gaia. Il depuratore non è un posto che puzza, è un momento cruciale di questa interazione, il simbolo della nostra capacità di integrarci in Gaia.

Voglio chiudere questo post raccontandovi una cosa che riguarda la presenza degli idrocarburi lineari nelle piante e dunque nei campi e nel suolo; degli idrocarburi in genere abbiamo già detto (sono infatti idrocarburi lineari ma insaturi il licopene del pomodoro, il betacarotene della carota); parliamo di quelli saturi.

Come ho raccontato altrove mi occupo di bagnabilità; per esempio di cose come l’angolo di contatto delle superfici e dunque anche di quelle naturali; molti lettori avranno sentito parlare del loto e delle superfici superidrofobiche, ossia che non si bagnano. Molte piante hanno sviluppato strutture superficiali che servono proprio a questo, che tengono cioè la superficie foliare pulita, priva di acqua, perchè l’acqua oltre ad essere un bene prezioso e necessario è anche il vettore di infezioni: muffe, batteri e funghi. Dunque controllare il suo flusso ed evitare il suo accumulo in certe zone è fondamentale; anche l’acqua è una molecola a due facce, come tutte le cose, buona e cattiva, la dualità della Natura, la dialettica della natura (avrebbe detto Guido Barone che ci ha lasciato da poco: “ogni molecola ha due corni”). L’acqua è fondamentale da bere, ma evitate di farla entrare nei vostri polmoni, diventa mortale.

Una foglia di loto coltivata in una vasca nel mio laboratorio, notate la forma delle gocce di acqua che non “si attaccano” ma scivolano sulla superficie.

Come fanno le piante a creare superfici superidrofobiche? Nessun materiale supera la idrofobicità dei legami fluorurati CF o anche CH; il comune materiale idrofobico naturale sono le cere, ossia catene idrocarburiche CH2, terminate con CH3. Alcune di queste cere cristallizzano spontaneamente in forme aghiformi, dando luogo dunque a strutture “pelose” di fili idrofobici.La superficie di una foglia di loto al SEM dell’Ospedale S. Chiara di Trento che ringrazio. Notate la pelosità superficiale dovuta alle cere epicuticolari.

E’ un trucco molto comune in natura; gli uccelli acquatici si lisciano continuamente le penne costituite di strutture filamentose per spargere il grasso prodotto dalle loro ghiandole superficiali e rendono le penne idrofobiche; infatti la scadente capillarità dei grassi (e delle cere) impedisce all’acqua di scacciare l’aria dai loro sottili contorni e dunque impedisce di raffreddare l’animale, che rimane nelle sue penne come in un …piumino.

Le piante, la cui dinamica è molto più lenta degli animali, usano strutture diverse, le cosiddette cere epicuticolari che stabiliscono il loro dominio all’estremo del loro corpo, all’esterno delle pectine e della cellulosa, impedendo la penetrazione dell’acqua e anzi facilitandone lo scorrimento. Il loto è il sacro simbolo della purezza, grazie a questo trucco; ma in realtà molte piante comuni ed umili sono altrettanto ricche di cere epicuticolari.

Il comune cavolo, Brassica Oleracea, diffuso alimento delle regioni del Nord contiene 50microgrammi di cera per ogni cm2 di superficie foliare ed è altrettando superidrofobico del loto. Un metro quadro di foglia contiene dunque 0.5grammi di cere e una pianta di cavolo può contenere grammi di cere epicuticolari (Acta agriculturae Slovenica, 91 – 2, september 2008 str. 361 – 370 DOI: 10.2478/v10014-008-0016-3).

Di cosa sono fatte le cere? Sono sostanzialmente idrocarburi lineari a catena maggiore di C16, perché l’esadecano è l’ultimo idrocarburo lineare saturo a fondere a t ambiente. La cera della candela è di origine minerale, petrolifera ma è fatta al medesimo modo. Le cere epicuticolari sono costituite di varie sostanze, contenenti nel caso del cavolo, tutte una catena C27-C31, principalmente C29 , compresi in quantità notevole degli idrocarburi lineari veri e proprii (attorno a un terzo del totale delle cere); un campo di cavolo contiene dunque idrocarburi lineari di quel tipo in dose misurabile e non lontana dai limiti fissati dall’art.41 (parte f della figura successiva). Ve lo aspettavate?SEM micrographs of cell surface structuring by epicuticular waxes. (a) Thin wax films, hardly visible in SEM, cover many plant surfaces as indicated here in H. bonariensis. (b) A wax crust with fissures on a leaf of Crassula ovate, (c) β-diketone wax tubules of E. gunnii and (d) nonacosan-ol tubules on Thalictrum flavum glaucum leaves are shown. (e) Wax platelets on Robinia pseudoacacia leaves are arranged in rosettes. The waxes shown are (f) simple rodlets on a leaf of Brassica oleracea, whereas the rodlets shown are (g) transversely ridged rodlets on a leaf of Sassafras albidum. (h) Mechanically isolated waxes from a leaf of Thalictrum flavum on a glass surface show wax tubules and the underlying wax film.

Phil. Trans. Roy. Soc. A Superhydrophobic and superhydrophilic plant surfaces: an inspiration for biomimetic materials Kerstin Koch, Wilhelm Barthlott

Laila R, Robin AHK, Yang K, Park J-I, Suh MC, Kim J and Nou I-S (2017) Developmental and Genotypic Variation in Leaf Wax Content and Composition, and in Expression of Wax Biosynthetic Genes in Brassica oleracea var. capitata. Front. Plant Sci. 7:1972. doi: 10.3389/fpls.2016.01972

Ma non è il solo alimento comune; in modo simile il pisello contiene elevate quantità di cere epicuticolari, così come altre comuni piante.

Attenti dunque, nella furia antifanghista, a non mettere fuori legge i campi di cavoli e piselli!

(ah dimenticavo un dettaglio; nella cera d’api un settimo circa (15%) è costituito da idrocarburi lineari della medesima dimensione di cui parliamo qui, il resto sono in gran parte acidi grassi, sempre solita catena molto lunga, attenti dunque al suolo sotto gli alveari, sarà mica fuori legge pure quello?)

L’art.41 non è una soluzione completa, è una misura di emergenza che dovrà essere sostituita da un aggiornamento della 99/92, si potrebbe scrivere meglio, ma non è un imbroglio, né una misura da inquinatori. Se ne convincessero gli ambientalisti.

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Testo art. 41 dopo approvazione della Camera.

Il testo è diviso in due colonne; a sinistra com’era uscito dal Consiglio dei Ministri, a destra dopo le modifiche in Commissione

Si fa presto a dire ricicliamo…… 2: i numeri del riciclo mondiale

In evidenza

Claudio Della Volpe

(Prima parte del post, qui)

Facendo seguito alle considerazioni generali della prima parte, esamineremo qui alcuni dati riguardanti la situazione e l’evoluzione della circolarità per il mondo nel suo complesso e per l’Europa a 27. Sia per l’Europa che per il mondo nel suo complesso abbiamo a disposizione un articolo del 2015 pubblicato su Journal of Industrial Ecology che analizza la situazione al 2005 (fig. 1 e 2, legenda dei colori in Fig. 2).

Vediamo che la percentuale riciclata era in entrambi i casi molto ridotta 4Gt su un totale di 62 Gt e 1 su 6.7 nel secondo caso, con un vantaggio significativo dell’Europa che, secondo questa stima, riciclava circa il doppio dei materiali rispetto alla media del mondo intero, costituendone poco più di un decimo e questo vi da l’idea delle dimensioni reciproche fra Europa e Mondo (la popolazione europea di circa 550 milioni di persone era inferiore al decimo della popolazione mondiale che all’epoca era appena sotto i 7 miliardi mentre i suoi consumi sono al di sopra di questa soglia). Infine l’Europa a 27 importava circa il 18% del suo flusso materiale totale.

Questo confronto è relativamente facile in quanto l’articolo usa la medesima metodologia per i due casi.

Impressiona questa analisi delle nostre società come enormi reattori, ma descrive anche con chiarezza la sostanziale linearità del processo produttivo.

Ci sono due aspetti che aiutano a capire questi grafici e il loro senso.

Il primo è che buona parte della massa di materiale impiegata è combustibile. Serve a scopi energetici e dunque spiega anche perchè non viene riciclata e contribuisce a tener bassa la percentuale del riciclo attuale; l’altro aspetto è l’importanza dell’accumulo che viene ulteriormente analizzato nel lavoro successivo.

Fig. 1

Fig. 2

Nella fig.3, che è frutto di un diverso tipo di analisi, abbiamo una parte della rappresentazione usata nel testo The Circularity Gap Report; e vediamo come vanno le cose nel mondo al 2014, dunque dieci anni dopo i grafici precedenti; in entrambi i casi si tiene conto dell’accumulo complessivo, ma qui si valuta esplicitamente quanto vale questo stock di manufatti che ha ormai raggiunto gli 800 Gt. Il totale della stima raggiunge con questo secondo metodo, non immediatamente confrontabile con l’altro, oltre 90 Gt, mentre se consideriamo i dati “netti” (trascurando l’accumulo in stock) le cose non sono distanti, 68.5Gt; di queste 90Gt circa solo il 9% sono riciclate.

Molto difficile capire bene se c’è stata una evoluzione positiva o se le differenze nascono da metodi diversi di calcolo, incluso l’aumento dei dati complessivi che sarebbe impressionante.

Fig. 3

Fig. 4

Nella figura 4 qui sopra invece abbiamo una rappresentazione fatta dagli uffici statistici dell’Europa a 27 che da per il 2014 una stima di riciclo, udite bene, inferiore a quella del 2005 dell’altro lavoro, mentre i numeri globali sono simili; ossia solo 0.7 Gt di materiale sarebbero riciclate su un totale di flusso di 7.3; se fossero comparabili questi dati indicherebbero un peggioramento della situazione; e comunque fanno vedere che la situazione non è rosea perchè a questo punto sarebbe sostanzialmente omologa a quella del mondo nel suo complesso.

In media, dato che siamo oltre 7.5 miliardi, ciascuno di noi necessita di un flusso impressionante di materiali vari che a seconda delle stime si aggira un po’ sotto o un po’ sopra le dieci tonnellate annue e che ha lasciato dietro di se un accumulo calcolabile al 2014 in 100 tonnellate pro capite di manufatti che usiamo (case, auto, strade etc). Ma non basta!

Ciascuno di noi disperde anche il 90% del suo flusso annuo sul pianeta, ossia 9 tonnellate di materiale all’anno che infestano la biosfera a partire dall’oceano e dall’aria prima di tutto, mentre solo 1 tonnellata viene riciclata in qualche forma. Difficile stimare la quantità totale di rifiuti prodotti nel corso del tempo, ma i numeri sarebbero ancora più alti.

In sintesi per ogni uomo vivente sul pianeta ci sono alla grossa 100 ton di materiale accumulato sotto forma di manufatti, 10 ton di materiale processato all’anno e di queste solo 1 ton viene da riciclo.

I due aspetti che saltano all’occhio sono da una parte che il passaggio alle energie alternative potrebbe ridurre la quota di materiale disperso in ambiente da cui dipendono il GW e l’inquinamento; dall’altra l’accumulo di materiali come case ed oggetti durevoli è enorme, ma lo è ancor più se si pensa che l’accumulo riguarda solo una parte dell’umanità (consumo di suolo, costruzione di grandi e grandissime infrastrutture, saturazione del mercato delle costruzioni, etc) e dunque il pro capite è anche parecchio più alto di 100 ton con un gap fra paesi di antica e recente industrializzazione.

La sua crescita dunque è difficile da modificare nell’immediato, perchè una parte crescente di persone dei paesi emergenti sta uscendo finalmente dalla povertà ed entra nella classe media mondiale (e quel che ci fa arrabbiare è casomai che lo fa a spese della classe media dei paesi ricchi, e non piuttosto dei ricchi o dei super-ricchi di questi medesimi paesi). A questo proposito si deve guardare il famoso grafico dell’elefante.

Quello che stiamo vivendo in questi anni: i ricchi diventano sempre più ricchi, i nostri diritti sociali vanno a scomparire e nel contempo una parte enorme di umanità entra nel gioco (o nel giogo?) del mercato.

Quanto conta in tutto ciò la tendenza a considerare imprescindibile la continua “innovazione”, ossia cambiamenti casomai non epocali ma continui e spinti da un mercato che DEVE accumulare profitti o crollare? La creazione nei paesi cosiddetti “avanzati” di bisogni “innovativi” porta ad un accumulo incredibile sia di rifiuti che di stock. Pensate solo all’abitudine che abbiamo ormai di avere prodotti cosiddetti innovativi ogni anno (auto, cellulari, computers, etc, sono i famosi “eventi” mondiali delle grandi case, una chiamata a morto per l’ambiente): ma quanto sono effettivamente innovativi i prodotti innovativi? E di quanti di essi abbiamo effettivamente bisogno? Pensate solo ad un computer un po’ più veloce di prima e con una interfaccia un po’ più graziosa di prima che rende immediatamente “vecchi” anzi “obsoleti” (fa molto più figo!) tutti i precedenti, cambiate computer e dovrete cambiare tutte le periferiche: l’obsolescenza pianificata o forzata (come si legge dai giornali lo hanno fatto Apple e Samsung) è una base tradizionale di produzione industriale, che confligge terribilmente con le esigenze dell’economia circolare; la scomparsa del mercato dei ricambi e delle riparazioni è un altro aspetto.

Quante case sono veramente necessarie e quante invece sono sfitte, vuote per motivi di mercato e non di necessità?

Quante infrastrutture nuove sono veramente necessarie? Una corsia di autostrada in più serve veramente?

Le auto Euro n+1 ha senso sostituirle alle Euro n buttando al macero l’energia investita nel produrle? (circa 15-20ton di CO2 equivalente per ogni auto).

In tutti i casi c’è molto, moltissimo lavoro da fare, prima di tutto nell’analizzare con precisione la situazione ed i possibili rimedi.

Pensiamoci, ma in fretta per favore. Il clima e l’ambiente non aspettano più, sono stufi.

Nel prossimo post parleremo del riciclo dei singoli elementi della tavola periodica.

(continua)

Riferimenti:

1) The CIRCULARITY GAP report

https://docs.wixstatic.com/ugd/ad6e59_c497492e589c4307987017f04d7af864.pdf

2) Journal of Industrial Ecology October 2015 Pages 765-777

Volume19, Issue5 Special Issue on Frontiers in Socioeconomic Metabolism Research

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jiec.12244

3) statistiche europee

http://ec.europa.eu/eurostat/cache/infographs/circulareconomy/

http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.10.019

Resources, Conservation & Recycling 129 (2018) 81–92

Critical appraisal of the circular economy standard BS 8001:2017 and a dashboard of quantitative system indicators for its implementation in organizations

Stefan Pauliuk

https://wir2018.wid.world/files/download/wir2018-summary-english.pdf

Saperi Pubblici, Bologna, piazza Verdi, 2 ottobre 2018

In evidenza

Pubblichiamo, con il permesso dell’autore, un intervento tenuto da Vincenzo Balzani il 2 ottobre us a Bologna.

Vincenzo Balzani

Buona sera. Grazie Margherita, poi un grande grazie alle due studentesse che con i loro interventi pubblici hanno portato a questa iniziativa; grazie anche a Federico Condello e a tutti coloro che hanno contribuito ad organizzare questo incontro, e a voi che ci ascoltate.

Siamo qui questa sera per esprimere il nostro disaccordo nei confronti delle decisioni e anche degli atteggiamenti dei capi di questo governo. Siamo qui per criticare. Non è la prima volta che mi capita. Il gruppo di scienziati che ho l’onore di coordinare ha criticato, pubblicamente, il governo Berlusconi quando voleva farci tornare al nucleare, Il governo Renzi quando col decreto Sblocca Italia ha liberalizzato le trivellazioni, il Governo Gentiloni quando ha pubblicato la Strategia Energetica Nazionale imperniata sul metano, sostanzialmente dettata da ENI.

Siamo qui per criticare e qualcuno dirà che criticare è facile; ma noi cha lavoriamo nel settore scientifico sappiamo che criticare è utile e anche necessario. Noi ricercatori siamo abituati sia a criticare che ad essere criticati. Ogni nostro lavoro è sottoposto al vaglio critico di colleghi e spesso tocca anche a ciascuno noi di dover leggere e criticare i lavori di altri. E’ il metodo chiamato peer review. Le critiche che facciamo e che subiamo fanno progredire la scienza perché correggono sviste o anche errori gravi nostri o di nostri colleghi e in certi casi bloccano pubblicazioni che non rispondono a due dei criteri basilare della scienza, che sono oggettività e competenza. Altri pilastri della scienza, oltre a oggettività e competenza, sono la collaborazione, lo scambio di idee, il mantenere vivo il dubbio, il non ritenersi superiori agli altri. Se uno ci pensa bene, si accorge che i pilastri della scienza sono anche i pilastri della democrazia. Ecco perché difendere la scienza significa anche difendere la democrazia.

I filosofi, in particolare Edgar Morin, ci insegnano che i problemi importanti sono sempre complessi e spesso sono pieni di contraddizioni. Nella scienza sappiamo che non esistono scorciatoie per risolvere i problemi complessi, sappiamo che bisogna affrontarli con competenza, con saperi diversi che debbono interagire fra loro, che bisogna affrontarli senza presunzione e senza pregiudizi. Noi siamo qui questa sera per chiedere a chi ci governa di riconoscere la complessità dei problemi che abbiamo di fronte e di non pretendere di risolverli con scorciatoie basate su pregiudizi, ma di attingere a quel deposito di sapienza che è la nostra Costituzione.

Il primo e più grave pregiudizio di alcuni dei nostri attuali governanti è pretendere di avere in tasca la verità, di essere migliori degli altri e quindi di non avere bisogno di nulla e di nessuno. Quindi dicono che si può fare a meno dell’Europa, si può fare a meno della Costituzione, si può fare a meno del Presidente della Repubblica, si può fare a meno della magistratura, si può fare a meno del ragioniere generale dello Stato … Dicono che se ne può fare a meno, perché sono solo ostacoli al “cambiamento”: “sappiamo noi cosa si deve fare e come si deve fare”. In realtà non dicono “si può fare a meno”, ma spesso usano il “me ne frego ” di derivazione fascista. A noi invece don Milani ha insegnato I care, il prendersi cura delle persone e delle cose.

In questi giorni mentre cercavo del materiale per una ricerca sulla sostenibilità ecologica e sociale mi sono imbattuto in un articolo scritto nel 1870 da James Freeman Clarke, un teologo e scrittore americano. Mi ha colpito il titolo dell’articolo: Wanted a Statesman, cioè vogliamo, cerchiamo una statista. Nulla di più attuale, ho pensato. Quindi me lo sono letto tutto. Se a qualcuno interessa, posso fornire il link. Questo Wanted a statesman dice molte cose interessanti. La prima è che uomini politici si nasce, e ce ne sono molti, ma statisti si diventa, e ce ne sono pochi in giro. Clarke fa l’esempio di Abramo Lincoln, il 16mo presidente USA assassinato nel 1865, che aveva iniziato come politico mediocre e poi diventò un grande presidente.

Nel suo articolo Wanted a Statesman Clarke dice che diventano statisti gli uomini politici che, anche a costo di divenire impopolari e di rimetterci la carriera, cambiano, maturano il loro modo di pensare.

Clarke discute in dettaglio questi cambiamenti con vari esempi; io per ragioni di tempo posso solo riassumere cosa, secondo lui, distingue un politico da uno statista. Alcune di queste differenze sono ben note e spesso anche citate. Clarke fa un elenco di sei punti:

  • l’uomo politico si preoccupa delle prossime elezioni, lo statista delle prossime generazioni.
  • L’uomo politico agisce per il successo del suo partito, lo statista opera per il bene del suo paese.
  • L’uomo politico si lascia spingere dal mutevole vento delle opinioni di altri (oggi, potremmo dire, dei sondaggi), lo statista guida il paese lungo una rotta studiata con cura.
  • L’uomo politico mette in atto questa o quella misura specifica, lo statista agisce sulla base di principi incorporati nelle istituzioni.
  • L’uomo politico è prigioniero delle sue idee, lo statista guarda sempre al futuro.
  • L’uomo politico promette che sistemerà tutto in pochi mesi, lo statista sa e dice di avere un compito difficile.

In base a quanto è accaduto in passato e accade tuttora in Italia, potremmo aggiungere che il politico fa annunci mirabolanti (come, ad esempio: abbiamo abolito la povertà) e dopo l’annuncio va sul balcone per farsi acclamare dalla folla entusiasta. Questa “politica del balcone” non mi piace, anche perché suscita brutti ricordi. Lo statista invece parla poco finché non ha conseguito il risultato che si era prefisso.

L’articolo di Clarke, Wanted a statesman, conclude con un concetto molto importante.

Finché saremo soddisfatti di essere governati da politici, ce li terremo. Ma se cercheremo con forza di avere qualcosa di meglio, cioè di essere governati da statisti, la nostra stessa ricerca li farà nascere. Le cose bisogna volerle, conquistarle con impegno. Ecco perché è importante fare manifestazioni come questa, che ci richiama ad un impegno quotidiano. E per mantenere accesa la speranza di far nascere fra noi qualche statista, proporrei di ripeterle, queste giornate, di rivederci nei primi giorni di ottobre del prossimo anno; o anche prima, se ce ne sarà bisogno.

Per finire, vorrei dire che ho letto il contratto di governo Lega-5 Stelle e ho cercato di vedere se da qualche parte è menzionata una parola che mi preme molto: PACE. Mi aspettavo di trovarla nella parte dedicata alla politica estera, abbiamo tanto bisogno di pace mentre, come sapete, continuiamo a vendere armi. Ebbene, sì, ho trovato la parola pace, ma solo nella sezione in cui si parla di tasse: lì c’è la pace fiscale.

 

L’art.41 del decreto “Genova” è un imbroglio o un ragionevole compromesso?

In evidenza

Claudio Della Volpe

Da pochi giorni su tutti i giornali è esploso il problema degli idrocarburi nei fanghi, a causa del fatto che nel cosiddetto decreto Genova uno degli articoli è dedicato a risolvere il problema dell’uso dei fanghi in agricoltura, una delle emergenze che si è sommata negli ultimi giorni a tutto il resto.

L’art. 41 recita:

Disposizioni urgenti sulla gestione dei fanghi di depurazione

  1. Al fine di superare situazioni di criticita’ nella gestione dei fanghi di depurazione, nelle more di una revisione organica della normativa di settore, continuano a valere, ai fini dell’utilizzo in agricoltura dei fanghi di cui all’articolo 2, comma 1, lettera a), del decreto legislativo 27 gennaio 1992, n. 99, i limiti dell’Allegato IB del predetto decreto, fatta eccezione per gli idrocarburi (C10-C40), per i quali il limite e’: ≤ 1.000 (mg/kg tal quale). Ai fini della presente disposizione, per il parametro idrocarburi C10-C40, il limite di 1000 mg/kg tal quale si intende comunque rispettato se la ricerca dei marker di cancerogenicita’ fornisce valori inferiori a quelli definiti ai sensi della nota L, contenuta nell’allegato VI del regolamento (CE) n. 1272/2008 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 16 dicembre 2008, richiamata nella decisione 955/2014/UE della Commissione del 16 dicembre 2008.

Non sto a pronunciarmi sul fatto che il decreto denominato “Genova” dai giornali contenga altre norme; questo è un fatto che è successo tante volte nella decretazione di urgenza del nostro paese e non ne farei un problema, ma c’entra poco col resto.

Come era la situazione del riuso dei fanghi in agricoltura? Complessa, con un recente intervento del TAR che ha di fatto bloccato il tutto in attesa di un pronunciamento del Governo e del Parlamento. La situazione precedente era ben riassunta da un documento di ISPRA il 228 del 2015 che riporta una dettagliata analisi in ben 115 pagine con i dati riguardanti le regioni che fanno più uso di questo procedimento: Lombardia, Veneto ed Emilia Romagna.

Anche da una rapida scorsa si può vedere che i limiti consentiti di idrocarburi nella sostanza secca del fango raggiungevano in alcune regioni come l’Emilia i 10g/kg sostanza secca, un valore cioè nettamente superiore a quanto stabilito dall’art.41 (1g/kg tal quale, la quota di acqua nel fango arriva all’80%, dunque moltiplicate questo numero per 5 sulla sostanza secca, 5g/kg di sostanza secca).

Quando leggete che la normativa attuale limita a 50mg/kg il valore degli idrocarburi nei fanghi sversabili sul terreno sappiate che si tratta non di una norma nazionale decisa con una legge ma di una una sentenza emanata dal TAR Lombardia il 20 luglio scorso sulla base di un ricorso di alcuni comuni lombardi. La sentenza ha annullato alcune parti della delibera regionale (n.7076/2017), che definivano i parametri di alcuni componenti contenuti nei fanghi per il loro utilizzo in agricoltura. Fino ad allora valevano le decisioni regionali riportate nel documento ISPRA.

Nella sentenza si spiega la ratio della decisione che vi sintetizzo con questa frase:

In proposito si deve anzitutto osservare che, come eccepito dai ricorrenti (che a suffragio delle loro conclusioni hanno prodotto una controperizia) – a differenza di quanto accade per altri materiali (le parti resistenti portano l’esempio di alcuni prodotti alimentari) – i fanghi da depurazione sono destinati ad essere mescolati ad ampie porzioni di terreno e a divenire, quindi, un tutt’uno con esso; appare pertanto logico che il fango rispetti i limiti previsti per la matrice ambientale a cui dovrà essere assimilato.

Se si volesse seguire questo criterio “logico” alla lettera non si potrebbe aggiungere al terreno nulla con una diversa composizione, né un concime, nemmeno naturale né qualunque altro ammendante; perfino il letame non rispetta i limiti della matrice ambientale.

Se voleste seguire questo criterio quando vi prendete un farmaco o un integratore o perfino quando mangiate, la concentrazione del quid nella pillola o nella fiala o nel piatto non dovrebbe superare quella nel vostro corpo!!! E’ un criterio del tutto cervellotico.

Comunque da questo nasce la regola invocata che il tasso di idrocarburi nei fanghi non debba essere superiore a quello dei terreni in cui riversarli; si consideri che nei terreni c’è un tasso naturale di idrocarburi “biogenici” che dipende dal tipo di terreno e di vegetazione e dal livello di inquinamento.

Aggiungo una ultima osservazione; nel suolo ci sono idrocarburi di varia origine, idrocarburi sono le cere vegetali che noi non digeriamo e ricoprono varie specie di foglie e di tessuti vegetali e che finiscono nei fanghi, ma ci sono anche idrocarburi (in questo caso insaturi) dagli splendidi colori, come il licopene del pomodoro o il beta carotene.

Se occorre costruire l’economia circolare e se occorre chiudere il ciclo della produzione il caso agricolo è fondamentale; il cibo produce rifiuti prima di tutto attraverso il nostro corpo e le nostre deiezioni (e quelle degli animali asserviti, ma ce ne sarebbero comunque, tenete presente) ed esse devono essere riciclate e reimmesse in circolo recuperandone l’apporto minerale ed organico.

Questo processo non può essere eliminato e non potrà mai essere eliminato; molti dei problemi che viviamo vengono dal fatto che lo facciamo troppo poco: nitrati e fosfati vengono immessi in circolo in quantità troppo maggiori della bisogna, a partire da aria e minerali, distruggendo i depositi minerali o estraendo azoto atmosferico e accumulando l’eccesso nelle zone morte che stanno crescendo negli oceani del pianeta, nei laghi e nei fiumi. Molto meno da origini naturali, come le deiezioni animali e ancor meno da deiezioni umane (dai depuratori si può recuperare il fosforo per via elettrochimica).

Dunque non ci sono alternative: dobbiamo riciclare i nostri rifiuti organici più e meglio di quanto facciamo ora.

Allora, se le cose stanno così, il riciclo dei fanghi civili, provenienti dalla depurazione dell’acqua delle nostre città costituisce il modo principale di realizzare questo fine.

Stiamo solamente facendo quello che già Liebig chiedeva quasi 200 anni fa:

“But how infinitely inferior is the agriculture of Europe to that of China! The Chinese are the most admirable gardeners and trainers of plants…the agriculture of their country is the most perfect in the world.” Perfect because the Chinese understood the importance of the “most important of all manures,” human excrement. …..“Indeed so much value is attached to the influence of human excrements by these people, that laws of the state forbid that any of them should be thrown away, and reservoirs are placed in every house, in which they are collected with the greatest care.” (Agricultural Chemistry, pp 65-66.)

Non solo azoto e fosforo ci sono nelle nostre feci e in quelle degli animali, ma anche carbonio, organico, organicato, preziosissimo, che occorre evitare si ritrasformi in CO2 e contribuisca all’effetto serra e rimanga invece nel suolo.

Torniamo all’art.41 che analizzo in dettaglio.

Anzitutto l’articolo stabilisce che la legge da seguire sul tema è l’

articolo 2, comma 1, lettera a), del decreto legislativo 27 gennaio 1992, n. 99,

che recita:

Art. 2.

                             Definizioni

  1. Ai sensi del presente decreto, si intendono per:
  2. a) Fanghi: i residui derivanti dai processi di depurazione:

   1) delle acque reflue provenienti esclusivamente da insediamenti

civili come definiti dalla lettera b), art. 1-quater, legge 8 ottobre

1976, n. 670;

   2) delle acque reflue provenienti da insediamenti civili e

produttivi:   tali   fanghi   devono   possedere   caratteristiche

sostanzialmente non diverse da quelle possedute dai fanghi di cui al

punto a.1.;

   3) delle acque reflue provenienti esclusivamente da insediamenti

produttivi, come definiti   dalla   legge   319/76   e   successive

modificazioni ed integrazioni; tali fanghi devono essere assimilabili

per qualita’ a quelli di cui al punto a.1. sulla base di quanto

disposto nel successivo articolo 3.1.

  1. b) Fanghi trattati: i fanghi sottoposti a trattamento biologico,

chimico o termico, a deposito a lungo termine ovvero ad altro

opportuno procedimento, in modo da ridurre in maniera rilevante il

loro potere fermentiscibile e gli inconvenienti sanitari della loro

utilizzazione.

  1. c) Agricoltura: qualsiasi tipo di coltivazione a scopo commerciale

e alimentare, nonche’ zootecnico;

  1. d) Utilizzazione: il recupero dei fanghi previsti al punto a)

mediante il loro spandimento sul suolo o qualsiasi altra applicazione

sul suolo e nel suolo.

Questo articolo è in vigore da quasi 20 anni. In sostanza si chiarisce che NON si possono usare fanghi da insediamenti produttivi diversi nella sostanza da quelli civili.

I limiti delle varie sostanze sono stabiliti nell’allegato IB

Anche la nota L rimane in vigore:

Nota L:

La classificazione come cancerogeno non è necessaria se si può dimostrare che la sostanza contiene meno del 3 % di estratto di Dmso secondo la misurazione IP 346 «Determinazione dei policiclici aromatici negli oli di base inutilizzati lubrificanti e nelle frazioni di petrolio senza asfaltene — estrazione di dimetile sulfosside», Institute of Petroleum, Londra. La presente nota si applica soltanto a talune sostanze composte derivate dal petrolio contenute nella parte 3.

Dunque cominciamo col dire che chi sta gridando e sostenendo che i fanghi si potranno usare senza verificare la loro origine o il loro contenuto in cancerogeni e metalli pesanti e altro dice una sciocchezza.

Nessun valore viene modificato eccetto quello relativo agli idrocarburi la cui catena sia compresa nell’intervallo 10-40, dunque si eccettuano i leggeri e i molto pesanti.

Per questi che costituiscono un elemento rivelatore di qualità, ma alcuni dei quali sono anche di origine naturale si dice:

fatta eccezione per gli idrocarburi (C10-C40), per i quali il limite e’: ≤ 1.000 (mg/kg tal quale).

Cominciamo col dire che non c’era un limite precedente NAZIONALE NEI FANGHI; c’era nei suoli, che era quello a cui si attaccano oggi i critici (50mg/kg peso secco), ma scusate cosa c’entra il limite nei fanghi e quello nei suoli? Anzi diciamo che questa è una regola nazionale che prima non c’era.

Il limite scelto è la metà di quelli usati dalle regioni secondo i dati del documento ISPRA; infatti dato che la tipica composizione del fango è acqua per circa l’80% quel 1000 viene moltiplicato per 5 circa, siamo dunque ad un valore limite dei C10-C40 nel fango di circa 5000mg/kg di peso secco. Questa è comunque una scelta che può creare ambiguità e raggiri, tornerei alla definizione in peso secco.

Il limite europeo nei suoli è di C10-C40 50mg/kg di suolo, misurato in un modo analitico. Quando mettete alcune tonnellate di fanghi per ettaro, tipicamente 5 per ettaro, con una densità del secco che è pari a quello del suolo attorno a 2ton/m3, state distribuendo un volume dell’ordine di 2.5m3 su 10.000m2. Questo corrisponde a 0.25mm di spessore su un suolo che poi le operazioni di aratura, erpicatura, vangatura smuoveranno e mescoleranno per almeno 30cm, ossia 300mm; potrei usare il valore di 40cm come in alcune proposte di legge, ma dato che sono conservativo uso 30. Dunque i vostri 5000mg/kg di fango diventeranno 5000mg/(300/0.25)=4.16mg/kg di suolo. Il suolo finale avrà un incremento di circa 4mg/kg di suolo negli idrocarburi C10-C40, questa sarebbe la variazione nella composizione della matrice.

Ho letto allarmi perchè in tre anni si sverserebbero 75kg/ettaro di idrocarburi; allora calcoliamo quanti ce ne possono stare; il limite è 50mg/kg di terra; i primi 30cm di un ettaro pesano in media 10.000*0.3*2=6000 ton ossia 6.000.000kg che corrispondono a un limite di 300kg di idrocarburi “preesistenti” per ettaro a cui se ne aggiungerebbero 25 all’anno, circa l’ 8%; questa è l’alterazione della matrice.

E’ vero che c’è un limite di 500mg/kg di peso secco per gli idrocarburi di questa fascia nei materiali da portare in discarica, ma con due note: a) si tratta di olio minerale, la tabella lo dice esplicitamente, valutato attraverso questo dato, in sostanza si tratta di fanghi che possono venire anche dall’industria mentre in questo caso la cosa è vietata dal richiamo contenuto nell’articolo e b) inoltre le discariche di cui si parla sono di INERTI; ma l’uso nel terreno non può essere assimilato a quello di una discarica di inerti, il terreno è vivo, in grado di metabolizzare le cose.

A riprova di ciò noto che nella legge che impone la composizione dei rifiuti da scaricare nelle discariche di inerti anche i metalli pesanti sono meno concentrati; le discariche di inerti non sono il suolo.

(in tutti questi calcoli grossolani non sto tenendo conto dell’acqua nel terreno; l’acqua nel terreno insaturo sta al massimo al 20-30% del totale a secondo se è argiloso o sabbioso, dunque i conti possono variare ma l’ordine di grandezza rimane questo che dico).

Ancora non ho capito di cosa si stanno lamentando i Verdi e mi spiace perché di solito condivido le loro critiche. Mi sembra una critica strumentale.

Certo non è una soluzione definitiva, né completa del problema; sarebbe meglio riferirsi ad una legge organica che integrasse e superasse la legge 99; ma è meglio che rimanere con impianti di riciclo e produzioni agricole bloccate.

Certo sarebbe meglio che si dicesse ancora una volta e CHIARAMENTE che i reflui industriali, i fanghi industriali NON possono essere usati nei campi (quasi mai, solo per certe industrie alimentari) specificando i vari casi, chiarendo in dettaglio quali IPA e quali concentrazioni oltre i valori GIA’ stabiliti.

Ma nelle more di una revisione organica della normativa di settore ci sta; l’art. 41 non è una soluzione finale, ma un compromesso ragionevole e TEMPORANEO, non un imbroglio, conserva le regole base contro l’inquinamento da metalli pesanti e cancerogeni e varia solo la componente C10-C40.

La condizione è che:

  • ci sia in futuro, prima possibile, una legge dedicata chiara e completa; questa legge dovrebbe porre limiti differenti per suoli differenti, i suoli argillosi o sabbiosi o con pH diversi non sono da trattare al medesimo modo;
  • che in questa legge si dica che i depuratori devono operare per ridurre i fanghi, cosa che si può fare se si usano accorgimenti opportuni, così si evita il problema alla radice; occorre anche investire nella ricerca di questo settore; per esempio nelle celle MFC (microbial fuel cell) non si generano fanghi;
  • ci siano controlli SEVERI e continui sull’uso dei fanghi, per evitare l’ingresso o contrastare od eliminare l’attività della malavita che cerca continuamente di entrare in ogni lucroso mercato e che sicuramente ha le mani in pasta in questo (come ce l’ha in quello dei rifiuti, fate caso al numero crescente di incendi nei depositi di plastica di cui abbiamo parlato).
  • Sarebbe utile modificare l’articolo 41 sostituendo al termine tal quale e al valore 1000 la dizione equivalente 5000mg/kg s.s.

Pregherei inoltre la TV la prossima volta che fa una trasmissione sui fanghi di chiedere la consulenza di qualche chimico e di non sparare a zero nel mucchio spaventando e senza informare adeguatamente.

Mi spiace per Bonelli e i Verdi e anche per Cianciullo; dovrebbero rifare l’esame di chimica.

Si veda anche:

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2014/03/28/chimica-e-agricoltura-una-risposta-a-carlo-gessa/

https://www.lanuovaecologia.it/un-codicillo-infangato/?fbclid=IwAR111r1Rzi2UxaavFJO_L8X68wVgSrwgAODqIKrOl_-Rl8zeADJY5k8Dd1A