Negli ultimi decenni la composizione morfologica dei rifiuti ha subito trasformazioni molto significative. Se un tempo fino al 70% dei rifiuti era costituito da scarti alimentari, tessili, carta e legno e solo il 30% da polimeri, oggi la situazione è completamente ribaltata: fino al 70% dei rifiuti è costituito da polimeri. I tempi della loro decomposizione naturale sono di decine e centinaia di anni. Gli esperti prevedono che entro il 2030 circa il 90% dei rifiuti sarà composto da polimeri, materie plastiche, imballaggi multistrato in tetrapak e rivestimenti interni di automobili e aeromobili, per citarne solo alcuni. D’altra parte, la combustione di questi materiali di scarto produce effetti ancora più negativi e tossici sull’ambiente. Dal punto di vista della sicurezza ambientale, la stragrande maggioranza delle tecnologie impiegate per lo smaltimento dei rifiuti già oggi non è conforme ai requisiti normativi. In tutto il mondo il consumo di prodotti e materie prime di ogni genere è in crescita, la dinamica di aumento dei rifiuti si accentua e le tecnologie di smaltimento efficaci e moderne sono drammaticamente insufficienti.
Oggi i principali metodi di smaltimento dei rifiuti sono l’incenerimento negli inceneritori. Il processo viene condotto in altiforni e forni da cemento, oppure prevede la separazione seguita dall’interramento dei residui in discarica. L’incenerimento di 1 tonnellata di rifiuti comporta la formazione di 3.500 m³ di fumi contenenti fuliggine e numerose sostanze altamente tossiche: furani, diossine, naftalene e composti azotati, per citarne solo alcuni. Ciò impone il ricorso a costose tecnologie di depurazione, che hanno (per costruzione) un’efficienza compresa fra il 60 e il 65% e che comportano un inquinamento ambientale rilevante, con evidenti conseguenze per la salute umana. L’enorme aumento del numero dei tumori coincide, cronologicamente, con l’inizio dell’impiego delle tecnologie di incenerimento come metodo industriale di smaltimento dei rifiuti, a partire dagli anni Settanta del secolo scorso. Dal punto di vista delle possibilità di applicazione industriale e dei parametri ambientali, allo stato attuale il metodo più efficace di smaltimento dei rifiuti è la tecnologia di gassificazione al plasma ad arco elettrico.
La gassificazione avviene mediante plasma d’aria ottenuto da una scarica interelettrodica ad alta tensione, con la decomposizione del materiale di scarto nei suoi componenti elementari sotto l’azione delle alte temperature. Il processo di gassificazione dei rifiuti è condotto con produzione di gas di sintesi, principale prodotto del riciclo. I principali svantaggi del metodo sono l’elevato costo degli elettrodi e la loro breve durata di esercizio, in media fino a 400 ore. Per lo smaltimento dei rifiuti è inoltre ampiamente impiegato il metodo della pirolisi a bassa temperatura, caratterizzato da bassi costi operativi e da buone prestazioni ambientali.
Lo svantaggio principale di questo metodo è che i prodotti di riciclo ottenuti – olio di pirolisi e carbone di pirolisi – non sono prodotti finiti e richiedono ulteriori lavorazioni per il loro impiego commerciale. Nel prossimo futuro la via più promettente per lo smaltimento dei rifiuti sarà la combinazione di più metodi in un unico ciclo tecnologico: separazione + pirolisi + gassificazione al plasma. La separazione consiste nell’estrazione dai rifiuti dei materiali riciclabili. La pirolisi è la produzione economica, a partire dai rifiuti, di materiali carboniosi solidi e liquidi. La gassificazione al plasma è la trasformazione in gas di sintesi di tutti i residui e i prodotti intermedi del trattamento dei rifiuti.