Emergenza Rifiuti, un labirinto di proroghe

Il decreto reca disposizioni urgenti per il superamento di situazioni di criticità e dei fenomeni di inquinamento ambientale

È stato pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 11 del 14 gennaio 2013 il decreto legge 14 gennaio 2013, n. 1, recante “Disposizioni urgenti per il superamento di situazioni di criticità nella gestione dei rifiuti e di taluni fenomeni di inquinamento ambientale”.

Un decreto d’urgenza composto da tre articoli, nato, secondo quanto affermato nel comunicato stampa del Consiglio dei ministri per superare situazioni di criticità nella gestione dei rifiuti esistenti in varie zone del territorio del Paese. Le criticità sono la conseguenza, tra le altre cose, di un sistema di organizzazione, gestione e smaltimento con vincoli stringenti, spesso maggiori rispetto a quelli comunitari. Il provvedimento tende a intervenire sui vincoli maggiormente restrittivi, temperandone temporaneamente gli effetti, restando entro le soglie del diritto UE, in modo tale da impedire che, unitamente alla scadenza di alcuni termini previsti dalla legge in materia di gestione dei rifiuti, si possano aggravare ulteriormente le criticità.

L’articolo 1, comma 1 interviene sulla situazione dei rifiuti campana e proroga al 30 giugno 2013 la durata della fase transitoria prevista, sino al 31 dicembre 2012, dall’art. 11, comma 2-ter, del decreto-legge n. 195 del 2009, durante la quale le sole attività di raccolta, di spazzamento e di trasporto dei rifiuti e di smaltimento o recupero inerenti alla raccolta differenziata continuano ad essere gestite, secondo le attuali modalità e forme procedimentali, dai comuni della regione Campania, in luogo del subentro in tali funzioni da parte delle province, come previsto dal comma 2 del medesimo articolo 11. Decorso il temine, si applicheranno, anche sul territorio della Regione Campania, le disposizioni contenute dall’art. 19 del decreto-legge n. 95 del 2012, che attribuisce ai Comuni l’organizzazione e la gestione dei servizi di raccolta, avvio e smaltimento e recupero dei rifiuti urbani e la riscossione dei relativi tributi.

Tale disposizione sarebbe stata creata per evitare pericolose paralisi nelle attività di gestione dei rifiuti urbani nella Regione Campania.

Il comma 2 proroga di un ulteriore anno, cioè al 31 dicembre 2013, il termine previsto dall’art. 6, comma 1, lettera p), del decreto legislativo n. 36 del 2003 di entrata in vigore del divieto di smaltimento in discarica dei rifiuti (urbani e speciali) con PCI (Potere calorifico inferiore) superiore a 13.000 kJ/Kg. Il divieto è stato differito di un anno per consentire la gestione in discarica anche di questa tipologia di rifiuti provenienti da diversi settori industriali produttivi (industria alimentare, cartaria, tessile nonché dei flussi di rifiuti derivanti dal trattamento e recupero di rifiuti in particolare veicoli a fine vita), per i quali sino ad oggi, per effetto di ripetute proroghe dell’entrata in vigore della norma, la discarica ha rappresentato l’unica soluzione praticabile.

L’articolo 2, comma l, proroga al 31 dicembre 2013, alcune gestioni commissariali in deroga al divieto di cui all’articolo 3, comma 2, del decreto-legge n. 59 del 2012.

Tali gestioni commissariali riguardano gli interventi urgenti di messa in sicurezza e bonifica delle aree di Giugliano in Campania (Napoli) e dei Laghetti di Castelvolturno (Caserta); la situazione di inquinamento dello stabilimento Stoppani, sito nel comune di Cogoleto in provincia di Genova e il naufragio della nave da crociera Costa Concordia nel comune dell’Isola del Giglio. Si dispone, inoltre, che sino allo stesso termine, continuino a produrre effetti i provvedimenti connessi alle citate ordinanze.

La proroga di cui al comma in esame, si ribadisce, avviene in deroga al divieto di proroga o rinnovo di cui all’articolo 3, comma 2, del decreto-legge n. 59 del 2012, secondo il quale le gestioni commissariali, non sono suscettibili di proroga o rinnovo, se non una sola volta e comunque non oltre il 31 dicembre 2012.

È chiaro che si tratta di un decreto di proroghe, che dimostra per l’ennesima volta come la gestione di rifiuti e delle questioni ambientali in generale, siano una emergenza prorogata nel tempo; piuttosto che accelerare la soluzione dei problemi, all’ultimo minuto si proroga la scadenza. Viene da chiedersi se nel frattempo era stato fatto qualcosa.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.