Economia circolare nell'industria

Il modello circolare di produzione tende ad assicurare risorse per tutti e per le generazioni future e richiede di limitare al massimo l’uso delle risorse non rinnovabili, moderare il consumo, massimizzare l’efficienza dello sfruttamento, riutilizzare e riciclare. Nell’economia circolare il valore e la qualità di una materia prima non diminuisce dopo il suo utilizzo.

 

Alberto Costa 

Socio ALDAI

Si parla molto ultimamente di economia circolare, un argomento di estrema attualità.
La transizione verso una economia circolare costituisce una rivoluzione e un’opportunità: si tratta infatti di passare dallo spreco, al valorizzare quanto è nascosto negli sprechi della società contemporanea. Lo scopo è di liberare la crescita economica dal consumo di risorse. Non ci si riferisce solo ai rifiuti, ma al cattivo uso e al sottoutilizzo delle risorse naturali. Si tende ad eliminare il concetto stesso di rifiuto, riconoscendo che ogni oggetto ha un valore.
Il sistema industriale, alla fine del ciclo di produzione e di consumo, deve sviluppare la capacità di assorbire e riutilizzare rifiuti e scorie. Ormai l’ambiente è considerato parte centrale e importante dell’attività delle aziende. L’economia circolare nel suo complesso implica in effetti aspetti, economici e non, piuttosto complessi. (1)
L’economia circolare si sviluppa utilizzando:
  • cinque modelli di business: Filiera circolare, Recupero e riciclo, Estensione della vita del prodotto, Piattaforma di condivisione, Prodotto come servizio;
  • dieci tecnologie principali: Mobile, Comunicazione machine to machine, Cloud computing, Social, Big data analytics, Progettazione modulare, Riciclo avanzato, Scienze biologiche e dei materiali, Sistemi di tracciamento e restituzione, Stampa 3D.
  • cinque capacità: Network circolari, Progettazione per molti cicli di vita e molti utenti, Approvvigionamenti circolari, Coinvolgimento continuo dei clienti, Recupero basato sulle opportunità
Molti altri aspetti sono coinvolti: ad esempio il consenso sociale e la responsabilità politica per favorire il riciclo, il recupero, la condivisione.
Dei vari modelli di business il “Recupero e riciclo”, anche se forse non il più eminente, è quello che ha fornito il maggior numero di applicazioni nel settore industriale. Non a caso il settore della metallurgia si è largamente impegnato nello sviluppo di questo modello. (2)
Appare quindi utile trovare in questo campo esempi di valido successo.
Un esempio è il contributo dell’industria dell’alluminio per il raggiungimento della leadership europea nell’economia circolare, adottando lo slogan: “Il meglio del riciclo: l’opportunità offerta dall’economia circolare”. (3)
Un altro esempio riguarda un settore molto particolare, che rientra nel settore più vasto della metallurgia e dei metalli non ferrosi, quello della zincatura a caldo.
La zincatura a caldo (Hot Dip Galvanizing) è la più sostenibile, efficace ed economica forma di protezione contro la corrosione umida dell’acciaio esposto all’atmosfera.
Il trattamento è ben definito, consolidato e normato a livello internazionale (Norma EN ISO 1461: 2009). Si tratta di creare un rivestimento metallurgico costituito da leghe di zinco-ferro e di zinco puro, dello spessore in media tra i 100 e i 200 micron, immergendo gli articoli di acciaio già prefabbricati in un bagno di zinco fuso.
La durata dei manufatti così protetti varia in media, a seconda del tipo di atmosfera più o meno corrosiva, dai venti a più di cinquanta anni. Il modello di business utilizzato è: “Estensione della vita del prodotto”; la capacità coinvolta: “Progettazione per molti cicli di vita e molti utenti”.
Alla fine del lungo ciclo di vita, al momento della sostituzione delle strutture, per obsolescenza, cambio d’uso, di destinazione, ecc., il recupero in acciaieria implica il recupero dell’acciaio nella fusione al forno elettrico e dello zinco nella raccolta in opportuni filtri dei fumi di fusione (lo zinco evapora a una temperatura inferiore alla temperatura di fusione dell’acciaio). Il modello di business utilizzato è: “Recupero e riciclo”; la tecnologia utilizzata: “Riciclo avanzato”.
Questi fumi vengono trattati secondo il processo Waelz in un opportuno impianto, per essere poi riutilizzati nel processo di produzione dello zinco metallico, quali componenti della soluzione di lisciviazione nell’impianto di elettrolisi. Esistono due impianti Waelz in Italia, a Porto Vesme e a Ponte Nossa, che funzionano a regime.
Quindi dei prodotti di acciaio zincato al termine della loro vita utile non si butta via nulla, ma anche nel processo di zincatura stesso il recupero è spinto all’estremo.
I “rifiuti” prodotti da una zincheria sono ampiamente riciclati: esaminiamoli in dettaglio. Anche in questo caso il modello di business utilizzato è: “Recupero e riciclo”; la tecnologia utilizzata: “Riciclo avanzato”.
Dal bagno di zincatura, massa di zinco fuso contenuta in un opportuno crogiolo (vasca) riscaldato da un forno, in cui vengono immersi i pezzi da zincare anche di notevoli dimensioni, provengono due tipi di “rifiuti”, che sarebbe meglio chiamare materie prime secondarie o sottoprodotti, completamente riutilizzati:
  • le scorie di fondo (in gergo tecnico matte). Le scorie sono costituite da una lega Fe-Zn molto ricca in zinco (94-96% di Zn, 6-4% di Fe), che si forma durante la reazione metallurgica fra il ferro e lo zinco e si deposita sul fondo della vasca. Periodicamente il bagno deve essere scorificato e i lingotti di scoria che vengono formati durante questa operazione sono conferiti alle industrie di produzione dell’ossido di zinco. Qui le matte sono introdotte in un opportuno forno che fa evaporare lo zinco in una corrente d’aria ricca di ossigeno per produrre ossido di zinco, che è opportunamente raccolto. Tutto il rifiuto è riutilizzato: l’ossido di zinco ha i più svariati impieghi, da catalizzatore nella vulcanizzazione dei pneumatici, a colorante nella produzione delle piastrelle, a colorante nelle vernici, a componente di creme dermiche, ecc.
  • le ceneri di superficie. Le ceneri si formano alla superficie del bagno per ossidazione del metallo fuso a contatto con l’aria. Per garantire la qualità del rivestimento devono essere costantemente rimosse e raccolte in opportuni contenitori. Durante questa operazione di rimozione si raccoglie anche dello zinco metallico, oltre a residui di composti di flussaggio. Le ceneri contengono circa 80% di zinco metallico e 20% di ossido di zinco con impurezze di sali e sono conferite ad industrie specializzate nella produzione di zinco secondario. Qui si riesce a recuperare direttamente circa il 55% di granella di zinco metallico, che viene convogliata direttamente alla fusione per produrre lingotti di zinco secondario, mentre il polverino di zinco, l’ossido e le impurezze di sali sono convogliati agli impianti di produzione di zinco primario che li utilizzano per arricchire le soluzioni di lisciviazione. Anche in questo caso tutto il rifiuto è riutilizzato.
Non solo quanto proviene dal bagno di zincatura è riciclato, ma anche si recuperano gli scarti delle operazioni di decapaggio e flussaggio, operazioni necessarie a pulire perfettamente la superficie dei pezzi prima di introdurli nel bagno di zincatura.
I bagni di decapaggio e di flussaggio esausti sono convogliati ad industrie chimiche specializzate, dove vengono trattati:
  • Dai bagni acidi esausti contenenti cloruro ferroso si ottiene, mediante opportuna ossidazione, depurazione e condensazione, il cloruro ferrico, composto con svariati utilizzi industriali, fra cui anche quello di flocculante negli impianti di depurazione delle acque urbane.
  • Dai bagni acidi esausti contenenti zinco si recupera il cloruro di zinco, utilizzato nelle zincherie stesse come flussante.
  • Dai bagni di flussaggio, mediante opportuna depurazione, trattamenti e condensazione, si riottiene il sale di flussaggio, costituito essenzialmente da cloruro di zinco e cloruro di ammonio.
Se un settore così particolare e specifico come quello della zincatura a caldo è riuscito nell’ottica dell’economia circolare a fare tanto, ovviamente in un intervallo di tempo piuttosto lungo e migliorando passo dopo passo, si può ben sperare che tutta l’industria metalmeccanica possa, con impegno e costanza, raggiungere risultati sorprendenti.

Bibliografia
(1) Peter Lacy, Jakob Rutqvist, Beatrice Lamonica, Circular Economy: dallo spreco al valore. Egea 2016 - Fondazione Italiana Accenture.
(2) Associazione Italiana di Metallurgia, Convegno AIM di Parma “Industria metallurgica, economia circolare e sostenibilità”. Settembre 2016.
(3) Orazio Zoccolan, L’ambiente urbano, una miniera di metallo da recuperare. Assomet News n.o 82 ottobre 2016
Archivio storico dei numeri di DIRIGENTI INDUSTRIA in pdf da scaricare, a partire da Gennaio 2013.

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