La tecnologia per la dissociazione molecolare della materia deriva dalle attività di ricerca aerospaziale sviluppate dalla NASA, in particolare per i test di materiali di protezione degli shuttle dall’attrito e calore sviluppati nelle fasi di rientro in atmosfera. Da questo settore le applicazioni sono state trasferite al settore militare (distruzione irreversibile di gas tossici, armi batteriologiche e ogni altra forma di inquinante militare).
Da qualche tempo le applicazioni si stanno diffondendo nel settore industriale e civile (distruzione irreversibile di rifiuti pericolosi o speciali prodotti dalle industrie, dagli ospedali, rifiuti pericolosi prodotti da altre attività urbane, fino ai normali rifiuti urbani), con crescita delle taglie degli impianti fissi e mobili (sono da anni in esercizio su navi da crociera e portaerei taglie da 2,5 a 5 t/giorno; nel settore degli impianti fissi le taglie in esercizio sono salite dalle 2,5 alle 5, alle 10 t/giorno, e alle 75 t/giorno in Canada). Componendo in parallelo queste taglie si possono raggiungere le desiderate capacità giornaliere di trattamento degli RSU. Il principio base di questa nuova tecnologia si incentra sulla dissociazione molecolare delle componenti organiche dei rifiuti (e sulla fusione delle componenti inorganiche) operata ad altissima temperatura all’interno di un reattore chiuso (convertitore al plasma), senza combustione e quindi senza emissione di fumi e senza produzione di ceneri (non esistono camini in quanto i prodotti finali delle reazioni, dopo appropriati trattamenti di pulizia del gas di sintesi, sono avviati a impieghi specifici o, se necessario, immessi in rete). L’elevata temperatura di reazione è fornita da un plasma (miscela di ioni, ad elevato potere di conduzione elettrica) a 15-20.000 °C attivato da un arco voltaico. Il plasma, opportunamente diretto dal controllo di processo sulla massa di rifiuti ne dissocia la parte organica e produce la fusione della parte inorganica. Colpite dal plasma, le componenti organiche gassificano, mentre i vetri, i metalli e altre sostanze inorganiche (ceneri, scorie, ecc.) rammolliscono e fondono rapidamente, miscelandosi nel bagno fuso in fondo al crogiuolo del reattore e sono poi colati sotto forma di materiale inerte a pasta vitrea non lisciviabile, con segregazione di una parte metallica. Qualora nei rifiuti sia presente una quantità elevata di metalli, questi possono essere spillati e recuperati. Il risultato di questo processo di dissociazione è un gas di sintesi a prevalente contenuto di idrogeno, con un elevato contenuto di CO e una parte minore di azoto e idrocarburi leggeri (grazie al sofisticato controllo di processo, questa composizione del gas di sintesi permane praticamente costante, anche al variare dell’analisi dei rifiuti distrutti). L’impianto tecnologicamente più avanzato è quello di Ottawa che verrà replicato nella piattaforma ecologica di Barcellona gestita da Hera Group. Questi impianti pilota a livello mondiale raggiungono una elevatissima efficienza nella estrazione dell’energia dai rifiuti e nel suo trasferimento nel vettore base costituito dal gas di sintesi prodotto dall’impianto (che può essere utilizzato in sostituzione del metano o utilizzato per produrre energia elettrica). La tecnologia del plasma distrugge tutte le componenti organiche e tutti gli inquinanti contenuti nei rifiuti fino al 99,9999999% (tecnologia dei nove 9). L’impianto non ha praticamente emissioni (la parte fusa non lisciviabile può essere riutilizzata dall’industria delle costruzioni e degli abrasivi), il gas prodotto è più puro del metano e le eventuali impurità risultano di alcuni ordini di grandezza inferiori ai limiti imposti dalle più severe legislazioni mondiali. La riutilizzazione di questo gas, chiamato anche con il nome di “Syngas” è effettuata tramite la normale combustione all’interno di macchine generatrici di energia elettrica, siano esse di tipo alternativo (motore a pistoni) sia di tipo rotante (turbogas). La tecnologia oggi a disposizione ha consentito di raggiungere efficienze elettriche vicine al 43%, dove con il riutilizzo del 50% dell’energia elettrica al processo, compresi il trattamento, il vaglio e l’essicazione, del materiale in ingresso, e la separazione/raffinazione dello stesso (quando trattasi di rifiuti), si può immettere in rete circa il 22% dell’energia potenziale contenuta nel materiale in ingresso sotto forma di energia elettrica. La tecnologia di disgregazione molecolare al plasma introduce quindi 3 fondamentali benefici :
1) bassissimo impatto ambientale dovuto a minori emissioni inquinanti e ridotta quantità di inerti (ceneri) residui rispetto a qualunque tecnica ad incenerimento
2) elevata efficienza complessiva
3) semplicità ed elasticità di esercizio in quanto l’eterogeneità del materiale in ingresso non rappresenta un ostacolo gestionale, con possibilità di fermare e riavviare l’impianto in tempi brevi poiché i volumi sono di gran lunga inferiori ai classici inceneritori, e non sono presenti importanti inerzie termiche tali da dover organizzare il ciclo di “fermo impianto e ripartenza” con durata di alcune settimane.