Elena Garbarino, ing. Ph.D.

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1 LA GESTIONE DELLE TERRE E ROCCE DA SCAVO e DEI RIFIUTI DA COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE Lunedì 12 dicembre 2011 Sala Pastore - Camera di Commercio di Vercelli Piazza Risorgimento, Vercelli Gestione dei rifiuti da C&D: dal cantiere al trattamento nell ottica del ciclo di vita. Gli aggregati riciclati Con il patrocinio di Elena Garbarino, ing. Ph.D. Area sviluppo sostenibile e pianificazione ambientale Servizio Valutazione Impatto Ambientale

2 DEMOLIZIONI SOMMARIO FONTI DI APPROVVIGIONAMENTO SECONDARIE ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE DI DEMOLIZIONE CONFERIMENTO DEI RIFIUTI DA C&D IMPIANTI DI TRATTAMENTO AGGREGATI RICICLATI (AR) LIFE CYCLE ASSESSMENT AGGREGATI PER L INDUSTRIA DELLE COSTRUZIONI GREEN PUBLIC PROCUREMENT (GPP)

3 DEMOLIZIONI Distruzione intenzionale, certa, completa e selettiva di una costruzione o di parte di una costruzione Costruire Conservare Demolire Ricostruire RICICLAGGIO variazione del sistema di sfruttamento lineare delle risorse SISTEMA CICLICO (aggregati riciclati di elevata qualità) SISTEMA APERTO ma con ALLUNGAMENTO DEL TEMPO DI VITA (aggregati riciclati di media qualità)

4 Tipologia della struttura Contesto Carattere dell intervento (urgente non urgente) Tecnica demolitiva MEZZI MECCANICI ESPLOSIVO Ribaltamento Caduta laterale Implosione

5 FONTI DI APPROVVIGIONAMENTO SECONDARIE Gli aggregati naturali sono insostituibili, tuttavia aggregati naturali e riciclati non sono concorrenti, ma è strategico il loro uso congiunto Sustainable Supply Mix: mix di aggregati naturali e riciclati con migliori prestazioni energetico-ambientali attraverso l impiego della metodologia LCA aggregati naturali aggregati riciclati A resource-efficient Europe Flagship initiative of the Europe 2020 Strategy The raw material initiative

6 DIRETTIVE UE & COMUNICAZIONI Direttiva 89/106/EEC del sui Materiali da Costruzione Aggregati Naturali Aggregati Riciclati Aggregati Artificiali Direttiva 2006/21/EC del 15 Marzo 2006 sulla gestione dei rifiuti da attività estrattiva Direttiva 2008/98/EC del 19 Novembre 2008 sui rifiuti Comunicazione della Commissione del 21 Febbraio 2007 su rifiuti e sottoprodotti [COM(2007) 59] End-of-waste criteria. Final Report - JRC Scientific and Technical Reports, 2008 AGGREGATES CASE STUDY, Final Report to contract n F1SC-AT, JRC Scientific and Technical Reports eport_uba_ pdf

7 IL PROGETTO EUROPEO SARMa Sviluppo di un approccio comune nei paesi membri della UE alla gestione sostenibile degli aggregati da costruzione GLOSSARIO SARMa Aggregati naturali, da risorse minerarie Aggregati riciclati, da rifiuti da C&D Aggregati artificiali, prodotti da attività industriali CLASSIFICAZIONE R1: Riciclaggio di scarti da attività estrattiva R2: Riciclaggio di rifiuti da C&D R3: Riciclaggio di terre e rocce da scavo (T&R) R4: Riciclaggio di rifiuti industriali

8 R1: Scarti da Attività Estrattiva Scarti da attività estrattiva (Direttiva Europea 2006/21/EC D.Lgs. 117/2008) Sottoprodotto (D.Lgs. 152/2006 e s.m.i.) Cave marmo di Carrara Carrara 1,4 Mt/a blocchi marmo 2,1 Mt/a scarti da AE Depositi di rifiuti ravaneti : 516 ha 136 Mt (anni: ) Luser na Pietra di Luserna, Piemonte Polo Rorà: attualmente? + 1,7 Mm 3 nei prossimi 25 anni Polo Seccarezze: attualmente 0,5 Mm 3 + 0,2 Mm 3 nei prossimi 25 anni Polo SEA: 1 Mm 3

9 R2: Rifiuti da costruzione e demolizione (C&D) Rifiuti D.Lgs. 152/2006 e s.m.i Sustainable Supply Mix Quantitativi di rifiuti da C&D: 0.8 t/a pro capite (Italia 46 Mt/a, 2004) Fabbisogno di aggregati: 6-11 t/a pro capite (Badino et al., 2006) riciclaggio in Italia <20% Direttiva 98/2008/EU target 70% riciclaggio entro il 2020 Composizione media dei rifiuti da C&D in Italia (ANPAR, 2007)

10 Report of the IPTS Joint Research Centre of the EC (2008) Produzione e riciclaggio dei rifiuti da C&D nei Paesi Europei > 392 Mt/a 700 M ab. > 560 kg/ab. y December Polluted Site Management. Theory and case studies

11 R3: Terre e rocce da scavo (T&R) Rifiuti (CER * ) D.Lgs. 152/2006 e s.m.i. Sottoprodotto (D.Lgs. 152/2006 e s.m.i.) SAN GOTTARDO NUOVA LINEA TORINO LIONE Mt di T&R Aggregati per il calcestruzzo: 5 Mt December Mm 3 % Riutilizzabile all interno del cantiere 8,7 47 Valorizzabile all esterno del cantiere 4,7 26 Da mettere a deposito 5,0 27 TOTALE 18,4 100

12 PASSANTE FERROVIARIO DI TORINO 12 km in Torino Mm 3 % Rifiuti (CER ) da scavo con jet grouting o con 0,97 55 idrofresa Sottoprodotti da scavi superficiali e da cut & cover 0,78 45 TOTAL 1, ALTRI LAVORI PUBBLICI Terre e rocce (Mm³ in banco) Terre e rocce (Mm³ in banco) Riciclaggio previsto (Mm³ in banco) Riciclaggio avvenuto (Mm³ in banco) ,4 34,8 15,1

13 R4: Rifiuti industriali Rifiuti industriali (e.g. scorie di fonderia, scorie pesanti da incenerimento di rifiuti urbani (MSWI bottom ash), scorie da combustione del carbone) Normativa sui Rifiuti

14 STIME EUROPEE PER IL SETTORE DEGLI AGGREGATI EU-21: la percentuale di aggregati riciclati utilizzata realmente in sostituzione degli aggregati naturali è pari al solo 5%

15 La gestione delle terre e rocce da scavo e dei rifiuti da costruzione e demolizione ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE DI DEMOLIZIONE PROCEDURE DI DEMOLIZIONE SELETTIVA Il progetto di demolizione dovrebbe essere consegnato con progetto costruttivo. separare le differenti tipologie di materiali da costruzione, specialmente in presenza di sostanze nocive (materiali contenenti amianto ) o di materiali che fanno diminuire le caratteristiche prestazionali degli aggregati riciclati (per esempio materiali a base di gesso, materiali leggeri, vetro.)

16 SCHEMA GENERALE INERENTE LA GESTIONE DEI MATERIALI DI SCARTO Demolizioni Rifiuti da C&D lapidei Rifiuti da C&D ferro e acciaio IMPIANTI DI RECUPERO FILIERA DEDICATA Aggregati riciclati di qualità Carta e cartone Legno Vetro A RECUPERO DI MATERIA Plastica Componenti riusabili A RIUTILIZZO Rifiuti non recuperabili A SMALTIMENTO APPROPRIATO

17 PROCEDURE IN CANTIERE Identificare e classificare i materiali derivanti dalle operazioni di demolizione Porre particolare attenzione alla gestione delle aree di cantiere Prevedere la presenza di un area di magazzino per la collocazione dei depositi dei materiali da costruzione Prevedere lo stoccaggio ed il riutilizzo dei residui delle lavorazioni Identificare i codici CER dei rifiuti da C&D e degli imballaggi Evitare qualsiasi intralcio con le operazioni di demolizione e di cantiere Corretta manutenzione delle aree di stoccaggio: viabilità interna pulita e sgombra da rifiuti e/o oggetti Prevedere lo stoccaggio dei rifiuti da C&D non pericolosi per categorie omogenee, prevedendo un adeguata segnaletica con l indicazione del rifiuto in deposito. Il deposito può avvenire a terra o in cassoni scarrabili

18 Dimensionare e posizionare i cassoni per la raccolta degli imballaggi di carta e cartone, plastica, legno e raccolta del vetro, che potranno essere inviati, ove possibile, alla raccolta differenziata o smaltiti in discarica Prevedere l eventuale posizionamento di cassoni scarrabili di grandi dimensioni per lo stoccaggio delle macerie. L uso dei cassoni possiede il vantaggio di non richiedere vaste aree per il deposito temporaneo Identificare alcune procedure per la gestione di eventuali rifiuti pericolosi Identificare le procedure per l uscita dei rifiuti dal cantiere

19 CONFERIMENTO DEI RIFIUTI DA C&D 1 addetto dedicato all accettazione dei rifiuti da C&D in ingresso, alla loro movimentazione ed alla gestione degli altri rifiuti Identificare le procedure per la fase di accettazione dei rifiuti in ingresso all impianto di trattamento Area adeguata per una cernita preliminare e lo stoccaggio dei differenti rifiuti originati I cumuli di rifiuti devono essere pavimentati e dotati di un sistema di raccolta delle acque I rifiuti da C&D composti da cls e pietre o da laterizi vanno stoccati in aree separate

20 RETI DI RACCOLTA Impianti di trattamento Raccolta diretta rifiuti da C&D come rifiuti speciali Centri di raccolta Possibilità di smaltimento di rifiuti da C&D come rifiuti domestici importante per le MICRODEMOLIZIONI Recinzione Idonea viabilità Superfici impermeabilizzate Aree per rifiuti non pericolosi Aree per rifiuti pericolosi (coperture - containers) Limiti volumetrici di conferimento (< 1 m 3 ) Garanzie che il rifiuto sia di origine domestica Esame visuale dei rifiuti Pesatura ed annotazione del quantitativo di rifiuti da C&D Conferimento in un area dedicata ai rifiuti da C&D

21 IMPIANTI DI TRATTAMENTO Maggiore flessibilità la fonte di produzione è incostante per caratteristiche e quantità; è necessario lavorare a campagne Adeguatezza impiantistica il valore di produttività che separa la convenienza economica degli impianti fissi dagli impianti mobili è t/a Un impianto fisso deve disporre di un adeguato bacino di utenza con un raggio di approvvigionamento tra 15 e 25 km rifornimento continuo ed abbattimento dei costi di trasporto Produzioni piccole e saltuarie, qualificabili come interventi singoli e separati ( t), consigliano un impianto mobile

22 Gli impianti devono essere localizzati vicino alle arterie stradali più importanti - superficie > m 2 Lungo i confini dell impianto devono essere costruiti appositi rilevati Aree di adeguate dimensioni per lo stoccaggio dei rifiuti da C&D in ingresso e delle differenti classi di aggregato riciclato prodotto Aree per lo stoccaggio degli aggregati riciclati devono essere ben identificate e pavimentate Sistema di regimazione delle acque, vasche di raccolta dei rifiuti liquidi, cassoni per gli altri rifiuti (es. materiali organici) 1 addetto dedicato al funzionamento dell impianto (fisso) - 1 addetto dedicato alla movimentazione degli aggregati riciclati ed al loro caricamento su camion Controlli ambientali (UNI EN ISO 14001): monitoraggio di emissioni, polveri, impatto acustico (indagini fonometriche), acque scarico, consumi energetici ed idrici Caratterizzazione degli aggregati ecocompatibilita (UNI EN /2006) MARCATURA CE DM

23 PRODUTTIVITA < t/a PRODUTTIVITA > t/a CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO D Impianto fisso con trattamento ad umido Impianti D C B A solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric. Impianti D C B A solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric. Classificazione degli impianti di trattamento in funzione del materiale in alimentazione e dei possibili impieghi Impianti STRADE Impianti STRADE C Impianto fisso con trattamento a secco B Impianto fisso semplice D C B A Impianti D C solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric. RIEMPIMENTI D C B A Impianti D C solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric. RIEMPIMENTI Tipologie di impiego: riempimenti costruzioni stradali calcestruzzo Il livello qualitativo dipende da: - materiale in alimentazione - complessità di trattamento - produttività dell impianto A Impianto mobile B A solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric. B A solo cls C&D misti C&D misti + sost. peric.

24 IMPIANTI AD UNO STADIO DI FRANTUMAZIONE IMPIANTI MOBILI ABBATTIMENTO SECONDARIO ALIMENTAZIONE PREVAGLIATURA FRANTUMAZIONE SEPARAZIONE MAGNETICA VAGLIATURA

25 Frantoio a mascelle FRANTUMAZIONE Frantoio ad urto

26 IMPIANTI A DUE O TRE STADI DI FRANTUMAZIONE IMPIANTI FISSI ABBATTIMENTO SECONDARIO ALIMENTAZIONE PREVAGLIATURA CERNITA FRANTUMAZIONE PRIMARIA SEPARAZIONE MAGNETICA VAGLIATURA FRANTUMAZIONE SECONDARIA VAGLIATURA SEPARAZIONE A SECCO O AD UMIDO FRANTUMAZIONE TERZIARIA VAGLIATURA

27 SEPARAZIONE A SECCO O AD UMIDO SEPARAZIONE A SECCO elimina semplicemente i materiali organici leggeri Separatori a vento a flusso orizzontale Separatori a vento a flusso verticale (in controcorrente) Vaglio aspirato Esempio di separatore pneumatico

28 SEPARAZIONE AD UMIDO valori di m.v.a. UMIDO realizzazione di un taglio densimetrico ad elevati Vagliatura ad umido (SBM, 2009) Trommel (Metso Minerals, 2000) Idroclassificatore Log washer (TEREX FINLAY, 2006) (TEREX FINLAY, 2006 )

29 Aquamator SEPARAZIONE IN VELO FLUIDO SEPARAZIONE CON CRIVELLI (GFT, 2006) Crivello a pulsazione (Allmineral, 2009)

30 TRATTAMENTO DELL ACQUA DI PROCESSO SEPARAZIONE AD UMIDO (sia per aggregati naturali che per riciclati) permette la produzione di aggregati di elevato livello qualitativo e termina con grossi sistemi di trattamento delle acque di processo e smaltimento dei fanghi Spesso I fanghi sono depositati in bacini naturali in attesa della sedimentazione L impiego di macchinari per il trattamento delle acque di processo permette il risparmio di spazio rispetto alle tradizionali vasche di sedimentazione

31 MACCHINE PER IL TRATTAMENTO DELL ACQUA 1. Separazione mediante il passaggio attraverso luci di piccole dimensioni 1.a) Griglie curve (particelle >0.1 mm, luci di alcuni decimi di mm) 1.b) Filtropresse, continue o cicliche (fango palabile) (Comec, 2009) 1. Sludge reactor 2. Plastic strip 3. Gravity zone 4. Gliding zone 5. Angle zone 6. Roller 7. Zone of alternating pressure 8. Machine outlet 9. Nozzles

32 1.c) Geo-tubi, filtri (statici) con funzioni di stoccaggio 2. Separazione in campo gravitazionale 2.a) Chiarificatori a lamelle (risparmio di spazio rispetto ai decantatori statici) 3. Separazione in campo centrifugo 3.a) Cicloni (Metso Minerals, 2006)

33 ESEMPI DI IMPIANTI MOBILI PROBLEMA DELLA QUALITÀ DEGLI AGGREGATI RICICLATI Unità di sola classificaz. Unità di scalping, frantumazione e deferrizzaz. Peso 5-25 t t Potenza kw kw Capacità massima Capacità minima t/h t/h t/h

34 GRIGLIA SGROSSATRICE TROMMEL VAGLIO A DUE PIANI

35 ESEMPI DI IMPIANTI FISSI Impianto fisso di trattamento a secco (CAVIT - Italia) marcatura CE (2+) (UNI EN13242:2004) Massa volumica satura a superficie asciutta γ ssd (kg/m 3 ) 2300 Indice Los Angeles LA (%) Indice di forma SI (%) 20 Indice di forma FI (%) 35 Equivalente in sabbia SE (%) 50 Modulo di finezza M f 2.78 Livello di contaminanti organici (%) 0.14

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37 IMPIANTO FISSO DI TRATTAMENTO A SECCO (ROSE - ITALIA) (fonte: ANPAR, 2010)

38 Impianto fisso ad umido di Gennevillieres - Parigi, Francia < 30 mm accetta macerie di qualunque tipo (tratta anche residui di demolizione di pavimentazioni stradali) potenzialità media di 120 t/h, con punte di 250 t/h > 60 mm mm < 20 mm > 20 mm 6/20 o 10/20 mm Idroclassificatore a spirale

39 AGGREGATI RICICLATI (AR) Elevato livello qualitativo In accordo con le richieste del mercato Costi inferiori (del 20 40%) rispetto a quelli degli aggregati naturali Rispetto delle specifiche tecniche degli aggregati naturali Impieghi Riutilizzo dei materiali (tegole, mattoni vecchi, elementi lapidei) Riempimenti Costruzioni stradali Ferrovie Calcestruzzo non strutturale specialmente le frazioni fini Calcestruzzo strutturale

40 LA NORMATIVA SUI PRODOTTI DA COSTRUZIONE Sono state emanate leggi e decreti attuativi recanti la disciplina sulla caratterizzazione tecnica dei prodotti da costruzione (attuazione della Direttiva 89/106/CE sui prodotti da costruzione). Per la caratterizzazione tecnica degli aggregati riciclati si fa riferimento a specifiche norme standardizzate, in funzione della destinazione e dell impiego, che impongono l obbligo della marcatura CE. Tali norme non distinguono i materiali in base all origine, ma specificano i requisiti chimici, fisici e meccanici che i materiali, sia naturali che riciclati, devono rispettare. Nel momento in cui tutte le condizioni richieste dalla normativa sono soddisfatte, l utilizzo degli aggregati riciclati deve essere indifferente dal punto di vista prestazionale e stimolato dal punto di vista ambientale rispetto a quello degli aggregati naturali. istituzione di un sistema di controllo della produzione (FPC) indicazioni sulla tipologia di prove e sulla loro frequenza di esecuzione per aggregati destinati ad impieghi senza requisiti di elevata sicurezza, l attestazione di conformità avviene mediante autocertificazione del produttore (sistema 4) per aggregati destinati ad impieghi con requisiti di elevata sicurezza, l attestazione avviene mediante il controllo del ciclo produttivo da parte di un organo notificato, unitamente al controllo di produzione da parte del produttore (sistema 2+) POLITECNICO DI TORINO Land, Environment and Geo-Engineering Department

41 LA MARCATURA CE D.M. 11/04/ Ministero delle Infrastrutture - Applicazione della direttiva n. 89/106/CE sui prodotti da costruzione, recepita con decreto del Presidente della Repubblica , n. 246, relativa alla individuazione dei prodotti e dei relativi metodi di controllo della conformità di aggregati (Gazzetta ufficiale 19/04/2007 n. 91) Allegato 1: Individuazione dei prodotti e relative norme armonizzate di riferimento Norma Titolo Pubblicazione UNI EN Aggregati per calcestruzzi 10/2003 UNI EN Aggregati per malte 03/2003 UNI EN Aggregati leggeri - Aggregati leggeri per calcestruzzo, malta e malta per iniezione 04/2003 UNI EN Aggregati leggeri per conglomerati bituminosi 01/2005 UNI EN UNI EN Aggregati per miscele bituminose e trattamenti superficiali per strade, aeroporti e altre aree soggette a traffico Aggregati per materiali non legati e legati con leganti idraulici per l impiego in opere di ingegneria civile e nella costruzione di strade 01/ /2008 UNI EN Aggregati per opere di protezione (armourstone) - Specifiche 10/2003 UNI EN Aggregati per massicciate per ferrovie 11/2003 Norma Titolo Pubblicazione UNI EN Miscele non legate - Specifiche 03/2004

42 Allegato 2: Sistema di attestazione della conformità POLITECNICO DI TORINO Land, Environment and Geo-Engineering Department

43 La gestione delle terre e rocce da scavo e dei rifiuti da costruzione e demolizione RIUTILIZZO DI MATERIALI IMPIEGO OPPORTUNISTICO di qualche parte delle macerie es: MATTONI VECCHI COPPI ELEMENTI IN PIETRA RIEMPIMENTI, RIMODELLAZIONE, RICOPERTURA

44 COSTRUZIONI STRADALI Marcatura CE (UNI EN 13242) Aggregati per costruzioni stradali

45 Definizione dei parametri fisico-meccanici degli aggregati riciclati (UNI EN 13242) Analisi granulometrica (UNI EN 933-1) Frequenza settimanale Definizione della curva tipica di impianto (almeno 6 mesi di prove) Determinazione del contenuto di fini (<0.063 mm) (UNI EN 933-1) Frequenza settimanale Definizione della qualità dei fini (Prova dell equivalente in sabbia UNI EN 933-8; prova del blu di metilene UNI EN 933-9) Frequenza settimanale

46 Analisi merceologica

47 UNI EN Miscele non legate - Specifiche 03/2004 A2) Aggregati di muratura frantumati A.3) Aggregati miscelati frantumati A.5) Cenere residua da inceneritore

48 Determinazione dell indice di forma SI (UNI EN 933-4) e del coefficiente di appiattimento FI (UNI EN 933-4) Frequenza mensile SI M = M M 2 = somma delle masse dei grani non cubici (quando il rapporto tra la massima (a) e la minima (c) dimensione del grano supera il valore 3) M 1 = massa totale dei grani analizzati FI M = M M 2 = somma delle masse dei grani in ogni classe granulometrica M 1 = somma delle masse totali dei grani SI classe FI classe 20 SI20 20 FI20 40 SI40 35 FI35 55 SI55 50 FI50 > 55 SI dich > 50 FI dich POLITECNICO DI TORINO Land, Environment and Geo-Engineering Department

49 Tab.9 Determinazione della resistenza alla frammentazione: indice Los Angeles LA (UNI EN ) Frequenza semestrale Determinazione della massa volumica apparente e del grado di assorbimento (UNI EN ) Frequenza annuale Determinazione della massa volumica in mucchio e dei vuoti (UNI EN ) Frequenza annuale LA classe 20 LA20 25 LA25 30 LA30 35 LA35 40 LA40 45 LA45 50 LA50 60 LA60 > 60 LA dich no requirement LA NR Determinazione della resistenza al gelo e disgelo (UNI EN ) Frequenza biennale POLITECNICO DI TORINO Land, Environment and Geo-Engineering Department

50 Parametri chimici Eco-compatibilità Test di rilascio (UNI EN DM 186/2006)

51 Frequenza delle prove (UNI EN 13242)

52 Esempio Marcatura CE (UNI EN 13242) IMPIANTO DI TRATTAMENTO CAVIT (LA LOGGIA, TO) 2+

53 COSTRUZIONI STRADALI LA CIRCOLARE DEL MINISTERO DELL AMBIENTE E TUTELA DEL TERRITORIO n del 15/07/2005 Corpo dei rilevati A.1 aggregato riciclato per la realizzazione del corpo dei rilevati di opere in terra dell ingegneria civile, avente le caratteristiche riportate in Allegato C1 ; fonte: ing. Alessandro Marradi, Università di Pisa

54 Sottofondi dei rilevati A.2 aggregato riciclato per la realizzazione di sottofondi stradali, ferroviari, aeroportuali e di piazzali civili ed industriali, avente le caratteristiche riportate in Allegato C2 ; fonte: ing. Alessandro Marradi, Università di Pisa;

55 Strati di fondazione A.3 aggregato riciclato per la realizzazione di strati di fondazione delle infrastrutture di trasporto e di piazzali civili ed industriali, avente le caratteristiche riportate in Allegato C3 ; fonte: ing. Alessandro Marradi, Università di Pisa;

56 Recuperi e riempimenti A.4 aggregato riciclato per la realizzazione di recuperi ambientali, riempimenti e colmate, avente le caratteristiche riportate in Allegato C4 ;

57 Strati accessori A.5 aggregato riciclato per la realizzazione di strati accessori (aventi funzione anticapillare, antigelo, drenante, etc.), avente le caratteristiche riportate in Allegato C5 ; Calcestruzzi non strutturali A.6 aggregato riciclato conforme alla norma armonizzata UNI EN 12620:2004 per il confezionamento di calcestruzzi con classe di resistenza R ck\eq 15 MPa (UNI 8520)

58 Esempio: determinazione delle caratteristiche degli aggregati riciclati prodotti dalla CAVIT ai sensi della Circolare n.5205/2005 Parametro Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto dall opera, calcestruzzi, laterizi, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, intonaci Valori determinati Requisiti All.C1 Corpo dei rilevati Requisiti All. C2 Sottofondi stradali > 70% in massa > 80% in massa Vetro e scorie vetrose % in massa 10% in massa Conglomerati bituminosi % in massa 15% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero nel corpo stradale ai sensi della legislazione vigente % in totale e 5% per ciascuna tipologia 15% in totale e 5% per ciascuna tipologia Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulosa; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica % in massa 0.1% in massa Altri materiali: metalli, gesso % in massa 0.4% in massa Equivalente in sabbia 51 > 20 > 30 Perdita in peso per abrasione con apparecchio Los Angeles Passante al setaccio da 63 mm 100 % % =100% Passante al setaccio da 4 mm 26.6% 60% 60% Rapporto tra il passante al setaccio 0.5 mm ed il passante al setaccio mm 3 > 3/2 Passante al setaccio da mm 5.1 % 15% 15% Dimensione massima D max 67 mm =125 mm Indice di forma (frazione > 4 mm) Indice di appiattimento (frazione > 4 mm) 15 35

59 COSTRUZIONI STRADALI CNR-UNI 10006/2002 Costruzione e manutenzione delle strade. Tecniche di impiego delle terre CNR-UNI 10006/2002 Nel 2004 UNI ha ritirato la norma. RIEDIZIONE UNI (??)

60 2004 UNI ha ritirato la norma pensando che fosse rimpiazzata da UNI EN 13242:2008 (caratteristiche geometriche, fisiche e chimiche) + UNI EN 13285:2004 (miscele non legate di aggregati naturali, artificiali e riciclati destinati alle strade) + UNI EN ISO : UNI EN ISO :2004 (classificazione delle terre naturali in sito e delle terre) Riedizione della norma (Prof. D Andrea, La Sapienza Roma) fonte: Prof. D Andrea, La Sapienza Roma ;

61 Criteri di accettazione degli aggregati da riciclo EN EN fonte: Prof. D Andrea, La Sapienza Roma ;

62 PRODUZIONE DI CALCESTRUZZO STRUTTURALE D.M. 14/01/2008 Norme Tecniche Costruzioni UNI :2005 Istruzioni complementari per l applicazione della EN Requisiti utilizzo totale o parziale di aggregati di riciclo provenienti da demolizioni di edifici solo per calcestruzzi con R ck 15 utilizzo parziale o totale di aggregati provenienti dalla frantumazione di solo calcestruzzo per calcestruzzi con R ck 25 Aggregati fino a 5% di macerie o 10% di calcestruzzo frantumato possono essere utilizzate anche per il confezionamento di calcestruzzi con R ck 25 Contenuto di contaminanti leggeri: frazioni fini 0.5% - grossolane 0.1%

63 CALCESTRUZZO STRUTTURALE Marcatura CE (UNI EN 12620) Aggregati per calcestruzzi

64 Requisiti chimici SOLFATI CLORURI Il limite del contenuto di cloruri negli inerti è dello 0.05% SOSTANZE ORGANICHE Le proporzioni di questi materiali devono essere tali da non aumentare il tempo di presa dei provini di malta di oltre 120 min e non diminuire la resistenza a compressione di oltre il 20% a 28 giorni Eco-compatibilità Test di rilascio (UNI EN DM 186/2006)

65 Frequenza delle prove (UNI EN 12620)

66 Frequenza delle prove (UNI EN 12620) La gestione delle terre e rocce da scavo e dei rifiuti da costruzione e demolizione

67 Esempio Marcatura CE CAVA GHIAIE E SABBIE (CARIGNANO, TO) 2+

68 LIFE CYCLE ASSESSMENT AGGREGATI PER L INDUSTRIA DELLE COSTRUZIONI Life Cycle Assessment (LCA) ISO14040 Metodologia oggettiva di valutazione ambientale che permette la quantificazione degli impatti ambientali di un prodotto o di un processo durante tutte le fasi del ciclo di vita, attraverso la misura sistematica di tutti gli scambi fisici da e per il sistema ambiente ECOPROFILO analisi LCA ridotta dalla culla all uscita dall impianto

69 Riciclare C&DW conviene? Sempre? 10 5 Example: Global Warming (kg CO 2 /t) 0-5?. Avoided landfill Collection Recycling Recycled Aggr. delivery Natural Aggr. delivery Avoided quarying Steel Recycl. IMPATTI EVITATI DISCARICA EVITATA IMPATTI INDOTTI IMPATTI EVITATI AGGREGATI NATURALI RACCOLTA RICICLAGGIO TRASPORTO ACCIAIO TRASPORTO

70 I risultati sono riassunti nell articolo : Blengini, G.A. and Garbarino, E. (2011) Integrated life cycle management of aggregates quarrying, processing and recycling: definition of a common LCA methodology in the SARMa project, Int. J. Sustainable Society, Vol. 3, No. 3, pp

71 FASI DI IMPLEMENTAZIONE DELL LCA NEL PROGETTO SARMa

72 1. FASE) ECOPROFILO di AGGREGATI NATURALI Excavation 442 KW 75 KW 120 KW 36 KW Storage 177 m 3 /h 10 KW 50 KW 33 m 3 /h Scalping 18 KW 90 m 3 /h 54 m 3 /h Caso studio: la cava Ceretto 30 KW Crushing Hydrocone 33 m 3 /h Crushing SBM 74 KW 200 KW 10 m 3 /h Sieving 210 kw Aggregates, Round Cava sottofalda della fascia fluviale del Po in Regione Piemonte Metodo di scavo: Ridinger Produzione di ghiaie e sabbie: t/anno Annesso impianto di trattamento fisso per la produzione di aggregati naturali per l industria delle costruzioni Aggregates, crushed 0-7 mm 54 m 3 /h 5-15 mm 33 m 3 /h 15 km 0-7 mm 56 m 3 /h 5-15 mm 17 m 3 /h mm 17 m 3 /h Delivery

73 Unità 1: alimentazione e pre-classificazione COLTIVAZIONE - STOCCAGGIO Modello LCA ALIMENTAZIONE Unità 2: produzione aggregato tondo PREVAGLIATURA VAGLIATURA FRANTUMAZIONE PRIMARIA E SECONDARIA Aggregato naturale tondo VAGLIATURA Unità 3: produzione aggregato frantumato Aggregato naturale frantumato Unità di processo 1000 kg Aggregates quarry ecoprofilo 1000 kg Aggregates quarry & deliv. 15 km Aggregates transport MOVIMENTAZIONE (15 km) Unità 4: movimentazione 0.13 l Diesel (litre) kg Belt conveyor kg rubber protections MJ Electricity Italy B t-km Truck 28t B kg aggregati naturali MJ Electricity from coal MJ Electricity from gas MJ Electricity from lignite MJ Electricity from oil B MJ Heat diesel B250

74 Influenza dei trasporti a) Gross Energy Requirement (GER) b) Global Warming Potential (GWP) f) Photochemical smog oxidant (POCP) 100 km 100 km 100 km 50 km 50 km 50 km 15 km 15 km 15 km quarry [MJ] quarry quarry 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0, [kg CO 2 eq - 100years] [g C 2 H 4 eq.] c) Ozone layer depletion (ODP) d) Acidification (AP) e) Eutrophication (EP) 100 km 100 km 50 km 15 km quarry 0,000 0,005 0,010 0,015 [g CFC-11 eq] 50 km 15 km quarry [mol H+ eq.] 100 km 50 km 15 km quarry [g O 2 eq.]

75 2. FASE) ECOPROFILO di AGGREGATI RICICLATI Unità 1: alimentazione e pre-classificazione Caso studio 1: impianto mobile ABBATTIMENTO SECONDARIO ALIMENTAZIONE PREVAGLIATURA Legno FRANTUMAZIONE PRIMARIA SEPARAZIONE MAGNETICA Unità 2: frantumazione Materiali ferrosi MOVIMENTAZIONE (15 km) Unità 3: movimentazione

76 Caso studio 2: impianto fisso CAVIT Mixed rubble Feed Unit operation 1: feed & scalping Scalping < 40 mm > 40 mm Unit operation 2: crushing Crushing Silty rubble Wood Magnetic separation Ferrous materials mm Magnetic separation Sieving Ferrous materials < 8 mm Sieving Unit operation 4: building rubble 8-40 mm mm treatment Impianto fisso di trattamento di rifiuti da C&D < 10 mm Unit operation 3: silty rubble treatment < 8 mm < 8 mm 8-40 mm Unit operation 5: air separation 8-40 mm mm mm Paper & plastics Produttività: t/anno 0/10 0/8 < 8 mm 0/40 8/40 40/100 0/100 Unit operation 6: handling

77 Unità 1: alimentazione e pre-classificazione ABBATTIMENTO SECONDARIO ALIMENTAZIONE Unità 3: trattamento fini terrosi Modello LCA Legno PREVAGLIATURA CERNITA SEPARAZIONE MAGNETICA VAGLIATURA Materiali ferrosi ecoprofilo FRANTUMAZIONE PRIMARIA SEPARAZIONE MAGNETICA Unità di processo 1000 kg Aggregati Aggregates riciclati 0/40 0/40 Handling mm & delivery 76,6 MJ Unità 2: frantumazione VAGLIATURA Unità 4: trattamento macerie Materiali ferrosi 650,004 kg kg Unità Unit55 separ. Air separation pneumatica 25,4 MJ 1000 kg Unità Unit66 movimentazione Aggregate handling 6,5 MJ 1000 kg Unità Unit7 7 trasporto Aggregate 15 km transportation 31,8 MJ SEPARAZIONE A SECCO Unità 5: separazione pneumatica Carta Plastica 999,322 kg kg Unità Unit44 trattamento Building rubble treatment macerie 37,1 MJ 0, ,46 l m3 Consumo Diesel use Diesel 59,4 MJ MOVIMENTAZIONE (15 km) Unità 6: movimentazione 1000 kg aggregati riciclati 0-40 mm 895,319 kg kg Unit Unità 2 Crushing 2 & frantumazione magnetic separation 29,5 MJ 104,003 kg kg Unità 3 Silty 3 trattamento rubble treatment fini 3 MJ 55,0188 MJ MJ Heatdiesel B250 59,4 MJ 999,322 kg kg Unità Unit1 1 Feed& aliment. & pre-classificaz. scalping 22,4 MJ 0, ,034 kg kg Martelli Impact e corazze hammer 3,5 MJ 4,06064 MJ MJ Energia Electricityuse elettrica 11,5 MJ

78 a) Gross Energy Requirement (GER) b) Global Warming Potential (GWP) average average 0/100 mm 0/100 mm 40/100 mm 8/40 mm 0/40 mm Processing Handling Transport 40/100 mm 8/40 mm 0/40 mm Processing Handling Transport 0/8 mm 0/8 mm 0/10mm 0/10mm [MJ] 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 [kg CO 2 eq - 100years] Contributo del processo di riciclaggio, dello spostamento dei materiali e dei trasporti Il processo di riciclaggio è responsabile per il 50% del consumo totale di energia riferito alla produzione di aggregati secondari, mentre spostamento e trasporti sono responsabili per l 8% e il 42% In riferimento alle emissioni di gas serra, il processo di riciclaggio è responsabile per il 47%, mentre spostamento e trasporti sono responsabili per il 9% e il 44%

79 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino 3. FASE) PIANIFICAZIONE E GESTIONE DELL INTERA FILIERA DI GESTIONE DEI RIFIUTI DA C&D: ANALISI DEI FLUSSI E APPLICAZIONE DELLA METODOLOGIA LCA. IL CASO DELLA PROVINCIA DI TORINO PROVINCIA DI TORINO 2.25 Mabitanti * 0.8 t/a = 1.8 Mt/a di rifiuti da C&D Da MUD (2005) CER Tipologia Totale trattato Percentuale Totale trattato senza discarica AMIAT (t) (%) (t) cemento cemento, mattoni, mattonelle miscele bituminose terra e rocce rifiuti misti dell attività di C&D xxxx altri rifiuti codice altri rifiuti altri rifiuti inerti TOTALE (%) su stima produzione (%) su stima produzione Stima produzione (t)

80 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino PROGRAMMA DI RICERCA un modello ibrido GIS e LCA è stato usato per quantificare gli impatti energetici ed ambientali Tipologia Aggregati naturali AN Aggregati riciclati AR AN/AR Fisso Semi-mobile Mobile Totale ~ 90 impianti identificati 3 tipi di impianti

81 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino semimobili 13% TIPO IMPIANTI fissi 26% QUANTITATIVI AUTORIZZATI (%) semimobili 17% fissi 9% mobili 78% mobili 57% Impianti trattamento aggregati riciclati AR Impianti trattamento promiscui aggregati naturali e riciclati AN+AR

82 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino INTERPRETAZIONE DEL MODELLO GIS - copertura del territorio - distanze dei trasporti

83 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino Qualità degli aggregati riciclati Tipo A: elevata qualità per calcestruzzo e costruzioni stradali. Tipo B: media qualità per costruzioni stradali Tipo C: bassa qualità per riempimenti ambientali e recuperi Impianti fissi Impianti semi-mobili Impianti mobili A + B + C B + C C km km 15 km Bacini di commercializzazione aggregati

84 ANALISI DI INVENTARIO (LCI) Discarica evitata Raccolta Riciclaggio (3 tipi di impianti) Trasporto Coltivazione di cava (aggregati naturali) Unità funzionale: 1 t of rifiuti da C&D raccolti e riciclati Dati di inventiario per il riciclaggio dei rifiuti da C&D in impianti mobili, semimobili e fissi

85 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino MODELLO LCA 1 p C&DW-TO' kg CO2 eq 1 p Collection kg CO2 eq 1000 kg Recycling streamline kg CO2 eq 261 nodi 0.43 p Direct collection 0.19 p Indirect collection 0.38 p In-situ recycling 475 kg Mobile crusher 248 kg Semi-Mobile crusher 277 kg Stationary crusher kg CO2 eq kg CO2 eq kg CO2 eq kg CO2 eq kg CO2 eq kg CO2 eq 1000 kg Inert waste TO (avoided) kg CO2 eq tkm Transport, truck, medium size kg CO2 eq tkm Trasport, truck, large kg CO2 eq tkm Transport, van kg CO2 eq 475 kg Mobile crusher (operation) kg CO2 eq kg Delivery aggregate C-recycled kg CO2 eq 5.4 kg Steel recycling kg CO2 eq 248 kg Semi-Mobile crusher (operation) kg CO2 eq 277 kg Stationary crusher (operation) kg CO2 eq kg Delivery aggregate A-recycled kg CO2 eq kg Delivery aggregate B-recycled kg CO2 eq tkm Transport, lorry t, fleet average/rer S kg CO2 eq tkm Transport, lorry >16t, fleet average/rer S kg CO2 eq kg Inert waste, sanitary landfill TO kg CO2 eq tkm Transport, van <3.5t/RER S kg CO2 eq m3 Diesel kg CO2 eq kg Aggregate C-primary, deliv kg CO2 eq 4.86 kg Steel, electric, unand low-alloyed, at plant/rer S kg CO2 eq kg Steel, converter, low-alloyed, at plant/rer S kg CO2 eq MJ Electricity kg CO2 eq kg Aggregate A-primary, deliv kg CO2 eq tkm Transport, truck, medium size (R) kg CO2 eq kg Aggregate B-primary, deliv kg CO2 eq kg Construction, sanitary landfill facility kg CO2 eq MJ Diesel, burned in building machine/glo S kg CO2 eq kg Aggregate C-primary, at mine kg CO2 eq kg Aggregate B-primary, at mine kg CO2 eq tkm Transport, truck, medium size (V) kg CO2 eq m3 Concrete, normal, at plant/ch S kg CO2 eq kg Polyethylene, LDPE, granulate, at plant/rer S kg CO2 eq kg Reinforcing steel, at plant/rer S kg CO2 eq kg Gravel, unspecified, at mine/ch S kg CO2 eq kg Polypropylene, granulate, at plant/rer S kg CO2 eq m3 Excavation, hydraulic digger/rer S kg CO2 eq m3 Excavation, skid-steer loader/rer S kg CO2 eq kg Gravel, round/crushed, at mine/to kg CO2 eq kg Gravel quarry (operation) kg CO2 eq m2 Building, hall, steel construction/ch/i kg CO2 eq MJ Electricity, low voltage, at grid/it S kg CO2 eq MJ Heat, light fuel oil, at boiler 10kW, non-modulating/c kg CO2 eq

86 2 Modulo - Gestione delle terre di scavo nell ambito degli interventi civili e delle bonifiche Pianificazione e gestione dei C&DW nella Provincia di Torino Analisi di contributo: impatti nel ciclo di vita riferiti a 1 t di C&DW (NA= aggregati naturali, RA= aggregati riciclati) Gli impatti netti evitati nella filiera del riciclaggio dei rifiuti da C&D corrispondono ad un risparmio di 14 kg/t di CO 2 e di 250 MJ/t of energia non rinnovabile Analisi sensitività: con le ipotesi fatte, le distanze di trasporto degli AR potrebbero crescere di 4 volte prima che i benefici ambientali siano trasformati in impatti netti

87 CONCLUSIONI Il giudizio sulla sostenibilità ambientale di un determinato tipo di aggregati, naturali o riciclati, deve necessariamente tenere conto di un analisi LCA dalla culla alla tomba Sulla base del confronto tra gli ecoprofili degli aggregati naturali e riciclati e dall analisi LCA della filiera dei rifiuti da C&D nella Provincia di Torino, è possibile esprimere un giudizio positivo in merito alla sostenibilità ambientale dei processi di riciclaggio Gli aggregati naturali sono insostituibili, tuttavia aggregati naturali e riciclati non sono concorrenti, ma è strategico il loro uso congiunto (SSM)

88 GREEN PUBLIC PROCUREMENT (GPP) Il Green Public Procurement (GPP), ovvero gli appalti verdi delle pubbliche amministrazioni, è uno strumento fondamentale per incentivare la sostenibilità dei modelli di produzione e consumo, capace di stimolare il mercato e favorire l innovazione tecnologica, incoraggiando lo sviluppo di prodotti ad alta efficienza ambientale lungo l intero ciclo di vita. Considerando che gli appalti pubblici costituiscono circa il 17% del Prodotto Interno Lordo (PIL) europeo è evidente come il GPP possa orientare positivamente il mercato. Sulla base delle strategie comunitarie, in Italia è stato approvato il Piano d Azione Nazionale sul Green Public Procurement (PAN GPP) (Decreto Interministeriale n.135 del 11 aprile 2008 Report for the EC DG Environment Green Public Procurement. Road Construction and Traffic Signs Background Report

89 Gruppo di lavoro Green Road (Gruppo di lavoro per la definizione dei criteri ambientali da inserire nei capitolati per la costruzione e manutenzione delle strade) Comitato di coordinamento: Ing. Gian Andrea Blengini blengini@polito.it - Politecnico di Torino Prof. Antonio D Andrea antonio.dandrea@uniroma1.it - Università di Roma La Sapienza Ing. Gabriele Tebaldi gtebaldi@unipr.it - Università di Parma Per STRADA VERDE si intende un manufatto con miglior efficienza d uso delle risorse naturali e minori impatti ambientali di ciclo vita rispetto ad una strada standard, ovvero progettata e realizzata con criteri e materiali correntemente in uso nel contesto territoriale-amministrativo.

90 I criteri ambientali sono stati suddivisi in: criteri base sono stati definiti in modo tale da essere utilizzabili da qualsiasi autorità pubblica italiana con il minimo sforzo addizionale di verifica e il minimo aumento di costi. criteri avanzati sono stati pensati per essere utilizzati da organizzazioni (pubbliche amministrazioni) che intendono acquisire le migliori opzioni ambientali presenti sul mercato. Per verificare tali criteri può essere richiesto un maggiore sforzo amministrativo o un maggiore costo rispetto a prodotti con la stessa funzione.

91 CRITERI BASE Specifiche tecniche o criteri minimi Specifiche misure di gestione ambientale. Garanzie sulla protezione di flora e fauna nelle aree di cantiere e limitrofe; Prevenzione del rilascio nell ambiente di sostanze e/o di rifiuti pericolosi; Minimizzazione della produzione di rifiuti, rispetto della normativa sull inquinamento acustico e ininfluenza sulla congestione del traffico. Procedura di verifica: certificazioni di tipo EMAS, ISO o certificati equiv. Specifiche tecniche migliorative o criteri premianti Utilizzo di aggregati secondari e altri materiali riciclati conformi alle specifiche tecniche nazionali in relazione a qualità e durabilità delle strade e qualora la scelta di una soluzione ambientalmente sostenibile non impatti negativamente sulla sicurezza stradale; considerazione delle caratteristiche di durabilità e di resistenza meccanica e di resistenza alla degradazione chimica dei materiali; I consumi energetici attesi nell ambito di tutto il ciclo di vita dell opera (dalla produzione delle materie prime alla posa in opera dei materiali, inclusi i trasporti) dovranno essere quantificati e ridotti.

92 CRITERI AVANZATI Specifiche tecniche o criteri minimi (COME PER CRITERI BASE) Specifiche tecniche migliorative o criteri premianti (COME PER CRITERI BASE) + L impiego di materiali che riducano i consumi di carburante dei veicoli in transito sulla strada, e quindi la riduzione delle emissioni generate durante la fase d uso della strada, deve essere preferito a soluzioni convenzionali, qualora la scelta di una soluzione ambientalmente sostenibile non impatti negativamente sulla sicurezza stradale; L uso di materiali che riducono le emissioni acustiche dei veicoli in transito sulla strada deve essere preferito a soluzioni convenzionali, qualora la scelta di una soluzione ambientalmente sostenibile non impatti negativamente sulla sicurezza stradale; L uso di materiali che riducono l abrasione della superficie deve essere preferito a soluzioni meno performanti, qualora la scelta di una soluzione ambientalmente sostenibile non impatti negativamente sulla sicurezza stradale. L offerente dovrà fornire informazioni dettagliate sulle misure di mitigazione delle emissioni di VOC, polveri, SO 2, NO x, IPA che intende adottare durante le fasi di realizzazione della strada.

93 LA GESTIONE DELLE TERRE E ROCCE DA SCAVO e DEI RIFIUTI DA COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE Grazie per l attenzione Elena Garbarino, ing. Ph.D. Servizio Valutazione Impatto Ambientale elena.garbarino@provincia.torino.it Con il patrocinio di Gian Andrea Blengini, ing. Ph.D. Politecnico di Torino blengini@polito.it