Impatto ambientale dei sistemi di cottura casalinghi

I fabbisogni energetici associati alla cottura dei cibi possono rappresentare una quota preponderante dell’energia utilizzata nel ciclo di vita dalla culla alla tomba di diversi alimenti e bevande, come nel caso di prodotti vegetali con un grado di lavorazione medio-basso, pasta secca o caffè; inoltre, variano anche significativamente a seconda del metodo e del sistema di cottura selezionato e si riducono all’aumentare del numero di porzioni cotte.
Circa 2,5 miliardi di persone in Paesi a basso e medio reddito utilizzano ancora legna da ardere, residui colturali, carbone o sterco essiccato per cucinare, mentre il resto della popolazione mondiale fa uso di combustibili fossili (carbone, gas naturale, cherosene, gas di petrolio liquefatto, GPL) o di elettricità. La loro combustione dà origine a fumi con un livello di contaminanti all’interno delle case nettamente superiore a quello raccomandato dall’Organizzazione Mondiale della Sanità. Si ritiene che questo inquinamento sia causa non solo di malattie respiratorie, cancro ai polmoni, broncopneumopatia cronica ostruttiva, polmonite, tubercolosi, eventi cardiovascolari, basso peso alla nascita e cataratta, ma anche di ben 4 milioni di morti premature all’anno su scala globale.
Nell’ambito dei cosiddetti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG) su salute (SDG 3) ed energia (SDG 7) previsti dal Programma di Sviluppo delle Nazioni Unite, numerose iniziative sono state attivate per promuovere l’impiego di tecnologie di cottura più pulite ed efficienti. Sebbene i tentativi per migliorare le prestazioni dei fornelli a biomassa non abbiano finora prodotto i benefici attesi, l’uso di GPL od etanolo ha portato alla riduzione del livello di polveri sottili e a minori emissioni di gas climalteranti, pur richiedendo un consumo di fonti energetiche non rinnovabili.
L’obiettivo principale di questa rassegna è stato quello di rivedere le caratteristiche di base dei principali metodi di cottura, apparecchi e combustibili, nonché il fabbisogno energetico di alcuni alimenti chiave. Con riferimento ad un generico sistema di cottura alimentato con legna da ardere (FW), carbonella (CH), carbone (CO), gas naturale (GN), GPL, kerosene (KER), biogas (BG) o con energia elettrica (EL), se ne è valutato l’impatto ambientale dalla culla alla tomba relativamente allo scenario italiano tramite i noti metodi standard ReCiPe 2016 e Product Environmental Footprint (PEF) e la banca dati Ecoinvent v. 3.7, al fine di individuare il sistema di cottura a minor impatto ambientale complessivo.
Un sistema di cottura non prevede solo il fornello e/o il forno, ma include la loro tecnologia di produzione, i combustibili usati e loro filiere di approvvigionamento, le pentole, gli alimenti, nonché tutte le fasi del processo di cottura dalla raccolta delle materie prime alla loro trasformazione, dal tra-sporto ai centri di distribuzione, ai dettaglianti ed al consumatore, alla cottura stessa ed allo smalti-mento dei rifiuti post-consumo. Lo schema a blocchi del generico sistema di cottura è illustrato in FIG 1- Schema a blocchi del sistema di cottura.jpg.
Nell’ipotesi di utilizzare l’energia utile pro-capite trasferita in media ai sistemi di cottura casalinghi dei 27 Paesi dell’Unione Europea nel 2019 (pari a 1.41 GJ/anno), si sono calcolati, nota l’efficienza termica media del fornello in uso, il consumo di ciascun combustibile tenendo conto del relativo potere calorifico inferiore, oppure l’energia elettrica assorbita dalla rete nazionale inclusiva delle perdite di distribuzione.
Per ulteriori dettagli sulle emissioni in aria e/o acqua e sugli scarti da smaltire si rinvia al Rif. 1.
In FIG 2 - GW e PM vs. sistema di cottura.jpg si riporta il potenziale di riscaldamento globale a 100 anni (GW) ed il particolato (PM2.5e) emesso in aria a seguito dell’impiego dei diversi sistemi di cottura esaminati utilizzando le metodologie di calcolo del metodo ReCiPe 2016.
La categoria di impatto del riscaldamento globale variava da 1210 kg CO2e nel caso dei sistemi di cottura a carbone a 153 kg CO2e, nel caso di quelli a biogas. L’uso di carbonella comportava l’emissione di circa 607 kg CO2e/anno, mentre gli altri sistemi emettevano da 188 a 256 kg CO2e pro-capite/anno. Anche la formazione di polveri sottili risultava massima per i sistemi di cottura a carbone (7,5 kg PM2.5e pro-capite/anno); per contro, con quelli a legna da ardere o a carbonella si riduceva a 2,3 o 0,46 kg pro-capite/anno. Con i sistemi a GPL o kerosene la formazione di particolato si riduceva a 0,15 o 0,27 kg PM2,5e pro-capite/anno, risultando minima con l’uso di gas naturale (~0,1 kg pro-capite/anno).
L’impiego del carbone rendeva massimo il danno ambientale relativamente alla salute umana ed alla disponibilità di risorse minerarie e fossili, mentre l’uso di carbonella arrecava il massimo danno alla qualità dell’ecosistema. Dai fornelli a gas naturale si arrecava il minimo danno sia la salute umana che la qualità degli ecosistemi, mentre da quelli a biogas le risorse non rinnovabili erano minimamente ridotte.
Come indicato in FIG 3 - EIC vs sistema di cottura.jpg, l’eco-indicatore complessivo (EIC) risultava massimo (118 Pt) nel caso dei sistemi di cottura a carbone e minimo (~5 Pt) nel caso di quelli a gas. Il contributo normalizzato del danno alla salute umana per i sistemi a carbonella e a carbone rappresentava rispettivamente il 91% e il 98% di EIC. L’eco-indicatore complessivo dei fornelli a GPL non era statisticamente diverso da quello dei fornelli a gas naturale al livello di confidenza del 95%, ma EIC aumentava a 6, 7 e 9 per quelli a biogas, cherosene ed elettrici a conferma del loro inserimento nella lista dei combustibili puliti.
Per quanto i fornelli elettrici siano caratterizzati da un eco-indicatore circa doppio di quello dei fornelli a gas, che risultava comunque decisamente inferiore a quello dei sistemi di cottura a combusti-bili solidi), occorre rilevare che un paragone così sfavorevole deriva dalla natura del mix energetico nazionale (EL-IT), che si basa principalmente su fonti energetiche non rinnovabili. In alternativa, il mix energetico francese (EL-FR), basato primariamente sull’energia nucleare, permetterebbe di ridurre i danni alla salute umana, alla qualità dell’ecosistema ed alla disponibilità di risorse minerali e fossili rispettivamente del 66%, 49% e 21% circa. Per contro, il mix energetico polacco (EL-PL), basato primariamente sul carbone, incrementerebbe EIC a circa 30 Pt. Come illustrato in Figura 3, un impatto ambientale ancora più favorevole deriverebbe dall’utilizzo di energia elettrica rinnovabile da impianti idroelettrici (EL-HY), eolici (EL-WI) o fotovoltaici (EL-SP).
La crescente diffusione di piattaforme open source a basso costo permetterebbe lo sviluppo di nuovi fornelli smart ad alta efficienza energetica e a prezzi adeguati a favorirne la penetrazione nel merca-to. Essendo in grado di mantenere la temperatura di cottura selezionata praticamente costante oppure variabile secondo programmi di cottura ad hoc, di spegnere il fornello dopo un periodo prestabilito oppure quando una data temperatura di cottura sia stata raggiunta nelle zone più interne del cibo, questi fornelli permetterebbero di minimizzare sia il tempo che l’energia di cottura degli alimenti. A questa classe di elettrodomestici per la cucina appartiene, ad es., il cuoci-pasta ecosostenibile previamente sviluppato (https://www.georgofili.info/contenuti/risultato/15462). Dallo sviluppo di nuovi fornelli alimentati con elettricità rinnovabile si potrebbe dunque migliorare la qualità dell’aria all’interno delle case e di conseguenza la salute delle persone, annullando allo stesso tempo il con-sumo di qualsiasi combustibile fossile.

LEGGI QUI ARTICOLO INTEGRALE:  Cimini A, Moresi M (2022)  Environmental impact of the main household cooking systems - A survey. Italian Journal of Food Science, 34 (1): 86-113; DOI 10.15586/ijfs.v34i1.2170