UNICUSANO, FATTI E NON PAROLE

ENERGIA & AMBIENTE

Analisi e mitigazione dell’impatto sull’ambiente di sistemi energetici per lo sviluppo sostenibile

L’insegnamento di Energia & Ambiente viene erogato presso il nostro Ateneo per il Corso di Studio di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale (L9) – curriculum Agroindustriale e per il Corso di Studio di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale (LM-31), appartenenti all’area ingegneristica. È l’erede dei primi insegnamenti dedicati a tematiche simili, nati negli anni ’90 del secolo scorso e da allora solitamente denominati Interazione tra le macchine e l’ambiente – tale dizione ancora si trova in qualche ateneo italiano – e si occupa di comprendere l’impatto che i sistemi energetici (le macchine, appunto) hanno sull’ambiente. Il corso focalizza l’attenzione sull’impatto delle emissioni gassose generate dai sistemi di conversione energetica - e quindi sulla componente atmosferica – dal momento che molti di essi erano, e sono tutt’ora, basati sul processo di combustione che genera fumi contenenti diverse tipologie di sostanze inquinanti.

I sistemi energetici oggetto di attenzione in questo ambito sono da intendersi in senso ampio, includendo certamente gli impianti di produzione di energia elettrica, ma anche i sistemi di produzione di energia termica – e quindi di cogenerazione – a servizio dei vari processi industriali, e certamente anche gli impianti a servizio degli edifici. Non ultimi i mezzi di trasporto. Tutti questi sistemi di conversione dell’energia, basati sulla combustione, rilasciano in atmosfera inquinanti gassosi e particelle solide di piccole e piccolissime dimensioni.

Nell’ambito di questo insegnamento, quindi, oltre a descrivere gli inquinanti, i loro meccanismi di formazione e le caratteristiche di pericolosità per l’uomo, gli ecosistemi ed i manufatti, si descrivono, fornendo strumenti preliminari di dimensionamento, i metodi industrialmente disponibili per la riduzione delle concentrazioni di tali inquinanti, prima che essi vengano scaricati in atmosfera.

I sistemi di conversione energetica, però, non generano solo emissioni in atmosfera, ma producono emissioni in acqua, nel suolo, emissioni sonore, generano rifiuti e consumano risorse. Tali altri impatti diventano preponderanti quando, ad esempio, ci si sposta verso sistemi energetici che utilizzano fonti rinnovabili. Si pensi ad esempio ad un impianto eolico o ad un impianto fotovoltaico: durante la fase di funzionamento questi sistemi non immettono inquinanti gassosi in atmosfera o liquidi nei corpi idrici, ma il loro impatto sull’ambiente non è nullo se andiamo a considerare i materiali che sono stati necessari per la loro produzione che, a loro volta, durante i processi di estrazione delle risorse dalla terra, le lavorazioni, la manifattura, i trasporti, hanno generato emissioni (solide, liquide, gassose,…) nell’ambiente.

Questa visione estesa, necessaria a cogliere gli impatti che un qualunque prodotto, processo o attività può generare sull’ambiente, è propria di un potente metodo di valutazione dell’impatto ambientale che prende il nome di Life Cycle Assessment (LCA) (Analisi del Ciclo di Vita in italiano). La LCA è quindi un tema trattato nell’ambito dell’insegnamento di Energia & Ambiente, nella versione dedicata al Corso di Studio Magistrale LM-31.

La LCA valuta un prodotto, un sistema o una attività con una visione ampia, di solito denominata “dalla culla alla tomba” (“from cradle to grave”) o anche “dalla culla alla culla” (“from cradle to cradle”) laddove si includano i processi che permettono di recuperare e riciclare materiali nella fase di fine vita. In questo tipo di analisi, dunque, non ci si limita a valutare l’impatto sull’ambiente del sito di produzione, ma si ricostruiscono all’indietro tutte le fasi - a partire dall’estrazione delle materie prime, dalla loro lavorazione, ai processi manifatturieri, ai trasporti – e in avanti, considerando le fasi di utilizzo e fine vita. Questa ampia visione permette di comprendere le implicazioni ambientali che

le diverse fasi di processo hanno, permettendo di mettere in evidenza l’impatto che le modifiche su alcune fasi possono generare su altre (si pensi ad esempio all’utilizzo di un nuovo materiale nella fase di manifattura di un prodotto, che ne migliori le caratteristiche: cosa ne sarà di quel materiale nella fase di fine vita, in cui il prodotto diventa rifiuto e deve essere smaltito/riciclato?).

L’utilizzo di indicatori ambientali che riferiscono di tipologie di impatto diverse (ad esempio riscaldamento globale, tossicità per l’uomo, utilizzo di risorse minerali, etc.) permette di evidenziare i casi in cui gli sforzi fatti per il miglioramento di uno di questi indicatori non coincidano necessariamente sul miglioramento di altri.

La LCA si inserisce nel più generale quadro della Life Cycle Sustainability, che oltre alle valutazioni ambientali include valutazioni di carattere economico e sociale (Social LCA). L’introduzione di questi concetti e strumenti sarebbe utile per tutti gli studenti dell’area ingegneristica, e perché no economica (si pensi al paradigma dell’economia circolare), indipendentemente dall’indirizzo prescelto, dal momento che sempre più nel mondo del lavoro questi strumenti vengono e verranno richiesti ed utilizzati: un futuro ingegnere o manager si troverà quasi certamente a commissionare o a ricevere studi basati sulla LCA e a doverne comprendere i risultati, che concorreranno a fornire elementi per le scelte aziendali di cui sarà responsabile.

Gli ultimi moduli dell’insegnamento di Energia & Ambiente – sia per L9 che per LM31 - sono dedicati alla gestione e al trattamento dei rifiuti, introducendo il quadro normativo nella gestione dei rifiuti a livello nazionale e concentrando poi l’attenzione sui trattamenti finalizzati al recupero di energia dai rifiuti (trattamenti termici, in particolare combustione con recupero di energia). Ovviamente non è possibile includere in questo insegnamento tutte le tematiche relative alla gestione e trattamento dei rifiuti (raccolte, autorizzazioni, trattamenti meccanici, trattamenti biologici, etc.) , per questo motivo è prevista per l’anno accademico 2022-2023 l’attivazione di un nuovo insegnamento dedicato alla gestione e al trattamento dei rifiuti e delle acque, erogato nell’ambito del corso di studi L7 ma certamente di interesse per un largo numero di studenti che potranno inserirlo nel proprio piano di studi come esame a scelta.

Infine, è importante sottolineare come l’impegno da parte del nostro Ateneo verso le tematiche della sostenibilità ambientale non sia limitato alla sola didattica. Sono infatti numerose le attività di ricerca relative al trattamento e recupero dei rifiuti, agli studi di Life Cycle Assessment, allo sviluppo di tecnologie innovative con ridotto impatto ambientale, svolte sia come supporto alle aziende del territorio sia nell’ambito di progetti di ricerca. In particolare, è stato recentemente finanziato dalla Regione Lazio il progetto denominato BBCircle: Biomateriali, Biocombustibili, Sequestro della CO2 e Circolarita- Studio sull›implementabilita di Bioraffinerie nella Regione Lazio. Il progetto, che ha avuto inizio nel 2021, ha l’obiettivo di valutare la fattibilità tecnica e le performance ambientali di sistemi, applicabili a livello locale, per la produzione di vettori energetici (bioidrogeno) e materiali adsorbenti o ammendanti (hydrochar) attraverso processi biochimici, elettrochimici e termici applicati a scarti e rifiuti organici biodegradabili. Il ruolo di Unicusano nel progetto è proprio quello di valutare la sostenibilità ambientale dei processi studiati mediante l’utilizzo della Life Cycle Assessment. Nell’ambito di questo progetto è possibile sviluppare numerose tesi magistrali ed esiste la disponibilità per l’attivazione di un assegno di ricerca di un anno per collaborare alle attività.

Prof. ssa Lidia Lombardi