COMUNE DI BORGO A MOZZANO Provincia di Lucca

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1 A3 Emissioni in atmosfera COMUNE DI BORGO A MOZZANO Provincia di Lucca Committente: MA.CO. CAVE S.r.l. Via Lazzaris n Spresiano - Treviso GRUPPO Verifica di Assoggettabilità per rinnovo Autorizzazione estrattiva Piano di coltivazione della cava Vendoia art. 15, L.R. 78/ D.Lgs n. 4/ L.R. 10/2010 ALLEGATO 3 Emissioni in atmosfera

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5 MA.CO. CAVE SRL BORGO A MOZZANO - LUCCA VALUTAZIONE DELLE EMISSIONI DI POLVERI DIFFUSE IN ATMOSFERA PROVENIENTI DAL SITO DI CAVA DENOMINATO CAVA VENDOIA Lucca Aprile 2011

6 1 1. Premessa. La Società MA.CO. CAVE srl con sede legale in Spresiano, via Lazzaris 3 Treviso, esercita attività di estrazione e commercializzazione di materiali inerti nel sito produttivo denominato Cava Vendoia, in località Valdottavo, comune di Borgo a Mozzano (LU). L attività estrattiva del materiale inerte di diverse tipologie di litotipi, prevalentemente diaspro e maiolica, viene svolta con le tecniche e secondo quanto previsto nel piano di coltivazione autorizzato dal comune di Borgo a Mozzano (LU) con Autorizzazione n. 1 rilasciata il 20/11/1998. Tale piano è costituito da fasi intermedie la cui realizzazione porta a un continuo modificarsi dell assetto di cava in termini di conformazione e superficie. 2. Descrizione del sito. Il sito estrattivo, che insiste su di una vasta area di proprietà di circa 10 ha, è situato in sponda destra del torrente Celetra, affluente di destra del fiume Serchio, e interessa le pendici nord-occidentali della digitazione collinare di Ripalta. Ad esso si accede dalla strada comunale per Domazzano, dopo breve tratto. Al suo intorno troviamo sia aree urbanizzate, con destinazione prevalentemente abitativa, ma anche industriale, sia aree agricole di tipo seminativo e boschivo. L ingresso di cava è costituito da un ampio piazzale di accesso asfaltato (quota 75 m s.l.m.) dove si trovano la pesa e alcuni edifici, sia in muratura sia tipo box di cantiere, per le attività di supporto. Da qui, mediante strada asfaltata, si raggiunge il piazzale basso di cava (quota 91 m s.l.m.) dove avvengono le operazioni di stoccaggio, frantumazione e selezione, movimentazione e carico del prodotto finito. Questo piazzale è collegato all area di coltivazione attiva (quota 150 m s.l.m.) mediante una strada di arroccamento. 3. Descrizione del ciclo produttivo. L attività di coltivazione della cava a fette orizzontali discendenti, prevede che la roccia a monte, calcare tipo maiolica, sia abbattuta con volate successive di mine (preminaggio) e il materiale smosso sia rippato, ripreso e trasportato o spinto sul piazzale inferiore. Da qui può essere ripreso e trasportato nel piazzale basso o scaricato nel cono di gettito che

7 2 collega i due piazzali. Alla base del cono di gettito, ciclicamente, si ha la ripresa del materiale, la messa a cumulo in funzione della pezzatura e il carico per la vendita. Una quota parte del materiale estratto, viene trattato in un impianto di frantumazione e selezione mobile, al fine di produrre altre tre varietà di prodotti: la loro produzione è occasionale in quanto avviene solo su richiesta. Tutta la movimentazione del materiale avviene mediante mezzi gommati. L attività lavorativa si svolge in un unico turno di lavoro di 8 ore, con pausa pranzo, per 5 giorni a settimana, per circa 230 giorni l anno. Le singole fasi che riassumono l attività produttiva sono: 1. perforazione con macchina perforatrice; 2. carico e brillamento mina; 3. sbancamento, trasporto e/o scarico del materiale nel cono di gettito; 4. ripresa del materiale alla base e formazione e stoccaggio in cumuli del prodotto finito; 5. carico per vendita o per alimentazione impianto di frantumazione mobile; 6. trattamento nell impianto mobile di frantumazione e vagliatura. 7. separazione e stoccaggio del prodotto finito in mucchio (mediante nastro); 8. carico per vendita. L attività di gestione della cava prevede che: a) le mine vengono esplose mediamente 1 volta a settimana, b) lo scarico del materiale nel cono di gettito avvenga solo il mattino, c) durante la fase di scarico dal cono di gettito le attività sul piazzale basso siano temporaneamente sospese, d) l attività di frantumazione e vagliatura avvenga quasi esclusivamente su richiesta, e) l attività di escavazione e frantumazione siano sospese in caso di pioggia, f) per limitare la polverosità si ricorra alla bagnatura del materiale e/o delle superfici di transito degli automezzi. Tutte queste operazioni sono sorgenti di polveri diffuse (nelle forme PTS, PM 10 e PM 2,5 ). Nel successivo paragrafo si procederà alla stima di queste emissioni secondo le Linee Guida redatte da ARPAT (in seguito LG ARPAT): Linee guida per la valutazione delle emissioni di polveri provenienti da attività di produzione, manipolazione, trasporto, carico o stoccaggio di materiali polverulenti.

8 3 4. Stima delle emissioni. I metodi di stima delle emissioni adottati nelle LG ARPAT sono quelli proposti e validati da US-EPA e contenuti nel documento AP-42. Tuttavia è bene precisare che l applicazione di questi metodi a specifiche situazioni, pur rappresentando un valido strumento, presenta un elevato livello di incertezza. Per le stima delle emissioni di polveri sono stati presi a riferimento i dati medi relativi alla gestione dell attività lavorativa per il biennio : in tabella 1 e tabella 2 sono riportati i dati significativi. Data la tipologia del materiale lavorato (diaspro e maiolica), si assume che la densità del materiale smosso sia 1,9 ton/mc e che le emissioni di PM2,5 siano trascurabili. Ore materiale produzione oraria Percorso 1 giorno scavato (ton/a) (ton/h) medio (m) Giorni lavorati Tabella 1 attività di escavazione Altezza cono di gettito (m) Giorni lavorati Ore giorno materiale frantumato (ton/a) Spezzato (mm) 70/100 40/70 < 40 Produzione oraria (ton/h) Percorso 2 medio (m) Tabella 2 attività di frantumazione 4.1 Attività di escavazione. Si descrivono le singole fasi in cui è articolata l attività di escavazione e se ne calcola il contributo all emissione di polveri: i valori significativi sono riportati nella prima parte della Tabella 4. I fattori di emissione EF i (con i=iesima fase) utilizzati in sede di calcolo sono quelli suggeriti dalle LG ARPAT o dal documento US-EPA AP-42 per le singole fasi. Inoltre, in assenza di riferimenti specifici, si assimila lo sbancamento e la rimozione del materiale di produzione allo sbancamento di materiale superficiale. 1 Effettuato dal bulldozer e/o pala per movimentare il materiale prodotto e scaricarlo nel cono di gettito. 2 All interno del piazzale basso, dallo stoccaggio all impianto di frantumazione.

9 4 Il materiale compatto viene frantumato e allentato mediante l uso di mine ed esplosivi. La superficie del fronte di esplosione oscilla tra mq e varia in forma e dimensione a seconda del punto di sparo 3 : ogni volata ha una maglia di perforazione di 2,5 m x 2,5 m per una profondità di 3 m. Le emissioni di polveri dovute all utilizzo di mine è circoscritto ai singoli eventi ed è proporzionale alla superficie del fronte di esplosione, tuttavia l equazione 4 proposta da US-EPA non è applicabile al caso specifico, anche se in assenza di un alternativa di stima. Non essendo previste relazioni specifiche per lo sbancamento del materiale smosso e per le attività collegate, si utilizzano le relazioni valide per lo sbancamento del materiale superficiale 5, adottando un fattore di abbattimento di o,30 poiché il materiale di copertura è costituito prevalentemente da terriccio, mentre il materiale di produzione ne contiene il %. Lo sbancamento del materiale allentato e fratturato per minaggio, viene effettuato con escavatore e/o pala. Il materiale smosso è poi spinto 6, mediante bulldozer e/o pala, nel cono di gettito e scaricato 7 nel piazzale sottostante. In queste fasi l emissione di polvere dipende dall umidità e dal contenuto di limo del materiale movimentato: per contenere l emissione di polveri il materiale viene periodicamente bagnato. Anche in fase di scarico il fronte del cono e il materiale vengono bagnati. Il materiale alla base del cono viene ripreso con la pala è suddiviso in cumuli separando la pezzatura grossa, media e grossolana (< 300 mm): quest ultima viene venduta tal quale o frantumata in più piccole dimensioni. La quantità di polveri emesse 8 in questa fase dipende dall umidità del prodotto e dalla velocità del vento: l emissione aumenta notevolmente in condizioni di venti intensi. Per la componente vento è stata calcolata la distribuzione della frequenza delle velocità 9, sulla base delle misurazioni rilevate nella stazione meteo situata presso la Lucart di Diecimo, e quindi la componente emissiva. 3 Negli ultimi due anni è stata sparata una media di 32 volate/anno. 4 EF i (kg/ton) = k i *a, dove a è la superficie in mq e k i è un coefficiente che varia con il tipo di particolato (k PTS = 0,00022 e k PM10 = 0,52*PTS) è valida per a compreso tra mq. 5 EF i (kg/km) = 5,7 e si assume che l escavatore compia uno spostamento S di 0,080 km/h; il tasso di emissione è dato da E PM10 (kg/h) = EF i (kg/km)*s(km/h) 6 E PM10 (kg/h) = 0,3375*s 1,5 /M 1,4 con s = 4% percentuale di limo e M = 2,5% contenuto di umidità. 7 Si utilizza la relazione, non specifica per questa operazione, EF i (kg/mc) = 9,3*10-4 *(H/0,30) 0,7 /M 0,3 con H = 55 m, altezza di caduta e M = 3% umidità del materiale. 8 L espressione proposta EF i (kg/ton) = k i *0,0016*(u/2,2) 1,3 *(M/2) 1,4 dove k PTS = 0,74 e k PM10 = 0,35, è valida per un contenuto di umidità M = 0,2-4,8% e per una velocità del vento u = 0,6-6,7 m/s. 9 u < 0,6 m/s = 46%; 0,6< u < 6,5 m/s = 52,5%; u > 6,5 m/s = 1,5%

10 5 Anche i cumuli sono potenziali sorgenti di polveri dovute alla movimentazione dei cumuli stessi e all erosione dei venti: la quantità di polveri emesse dipende dall umidità del prodotto e dalla velocità del vento. Per ridurre la polverosità in fase di movimentazione i cumuli sono periodicamente bagnati. Le emissioni causate dall erosione del vento possono essere ritenute poco significative perché la zona in cui si trova il sito di cava è caratterizzata da una ventosità medio-bassa (la distribuzione dei venti con u > 5 m/s è di 1,8% e scende a 0,5 per u > 6,5 m/s) e un elevata percentuale di calma (45% circa), e il materiale ha una pezzatura grossolana. Dai vari cumuli il materiale viene prelevato per la vendita o per essere trasportato all impianto di frantumazione: ambedue le attività danno emissione di polveri. 4.2 Attività di frantumazione e vagliatura. Le operazioni di frantumazione e vagliatura avvengono a secco. Il materiale di pezzatura grossolana (fino a 300 mm) stoccato sul piazzale basso viene caricato su camion e trasportato all impianto di frantumazione e vagliatura. Il tasso di emissione dipende dal volume di traffico, dal contenuto di particelle fini sul suolo (limo, particelle con diametro < 75 µm), dal carico e dalla percorrenza 10. Qui il materiale subisce una frantumazione secondaria, passa nella tramoggia e quindi al vaglio tramite nastro trasportatore. La vagliatura 11 comporta la separazione del materiale in tre prodotti a varia pezzatura: dapprima si separa lo spezzato mm (2200 ton; 3,8 t/h), poi la componente più fine (20100 ton; 35,3 t/h) viene a sua volta separata in spezzato mm (9500 ton; 16,7 t/h) e spezzato < 40 mm (10600 ton; 18,6 t/h). Lo stoccaggio in cumuli dei tre prodotti avviene tramite nastro trasportatore: da ciascuno di questi cumuli è prelevato il prodotto venduto. La produzione di spezzato è saltuaria: circa 39 ton/h, per 6 h/giorno, per 95 giorni/a. Ciascuna fase connessa con l attività produttiva è causa di emissione di polveri. Per il periodo 12 di funzionamento dell impianto, i tassi di emissione delle singole fasi sono riportati nella seconda parte della Tabella Ei(kg/h)= EFi (kg/km)*t(km/h)= con T percorrenza oraria, EF i (kg/km) = k i *(s/12) 1,3 *(W/3) 1,4 dove k i, varia secondo il tipo di particolato (vedi LG ARPAT), W = 30 t peso medio di carico, s = 12% percentuale di limo; la percorrenza è di 0,24 Km e 1,3 è il numero di trasporti all ora per soddisfare la produzione di 39 ton. Ogni trasporto consiste di un viaggio a pieno carico e uno a vuoto, per un peso medio di 30 ton: peso a vuoto 15 ton, carico 30 ton. 11 Tra parentesi è riportata la produzione media oraria ore.

11 6 4.3 Attività di vendita. Il prodotto stoccato in cumuli (attività 4.1 e 4.2) viene prelevato per essere venduto: le fasi connesse a quest attività producono polveri e ne è stato calcolato il contributo. L attività di vendita prevede di nuovo il carico del prodotto finito su camion e il trasporto del materiale per un tratto di strada sterrato 13, prima d immettersi sul piazzale asfaltato e, dopo le usuali procedure, uscire dalla cava. La percorrenza su fondo asfaltato è considera non significativa al contributo emissivo. 5. Analisi dei risultati. Nella Tabella 4 sono riportati i tassi di emissione per le singole attività. Nel compilare tale tabella si è assunto che: a) dove non è definito il fattore di emissione per il PM10, il suo tasso emissivo sia la metà di quello delle PTS; b) l azione di mitigazione dovuta a bagnatura abbia un contributo diverso a seconda delle varie fasi, in relazione al grado di bagnatura stesso. Risulta evidente che il contributo maggiore all emissione di polveri è fornito dall attività estrattiva. Per contenere le emissioni di polvere, come attività di mitigazione, si procede periodicamente alla bagnatura con acqua del materiale e della superficie delle strade: l efficacia di abbattimento varia a seconda del punto di intervento in base alla quantità di acqua utilizzata (dimensione ugelli) e al tempo di ricorrenza (intervallo, durata) 14 : cautelativamente si pone al 75% l efficienza di abbattimento sulla polverosità delle strade e al 40% nelle altre operazioni. Tenendo conto di queste mitigazioni l emissione oraria di polveri derivante dall attività di cava nel complesso è stimabile per il PM10 in 719 g/h. Tuttavia, se prendiamo in considerazione la gestione del ciclo di produzione, si rileva che questo valore è raggiunto per 95 giorni (contemporanea escavazione e frantumazione), mentre negli altri 135 giorni (sola escavazione) si riduce a 581 g/h. Vale la seguente situazione emissiva: 1. PM10 dovuto all attività di escavazione 490 g/h 13 Per il calcolo dell emissione si pone 0,16 Km la lunghezza del percorso; si suppone inoltre che tutta la produzione sia smaltita e per questo occorrano 13 viaggi il giorno. 14 Un uso eccessivo di acqua risulta controproducente perché può dare luogo a fanghiglia e creare problemi di movimentazione e lavorabilità. L uso della bagnatura risente molto delle condizioni meteo.

12 7 2. PM10 dovuto all attività di frantumazione 138 g/h 3. PM10 dovuto all attività di vendita 91 g/h In considerazione con quanto riportato nelle LG ARPAT al capitolo Valori di soglia delle emissioni per il PM10, la valutazione delle emissioni per l attività lavorativa della Cava Vendoia può essere fatta con la Tabella 18, la Tabella 19 e la Tabella 16. Poiché le abitazioni più vicine alla sorgente di emissione distano 200 m, confrontando i valori ottenuti con il valore di soglia del PM10 per l intervallo di distanza sorgenterecettore > 150 m, abbiamo la seguente situazione: Tabella 18. per i 135 giorni di attività di sola escavazione il valore di emissione del PM10 è inferiore a 711 g/h, limite che non comporta alcun intervento correttivo o di ulteriore controllo; Tabella 19. per i 95 giorni di attività comprensiva di escavazione e frantumazione il valore di emissione del PM10 risulta inferiore alla soglia di 1022 g/h, limite che non comporta alcuna azione correttiva; Tabella 16. l attività considerata globalmente ha un valore di emissione del PM10 inferiore al limite di soglia di 493 g/h (135 giorni) o compreso nell intervallo di PM g/h (95 giorni 15 ), condizione per cui si possono rendere necessari ulteriori controlli e/o anche interventi correttivi (monitoraggio presso il recettore o valutazione modellistica). Inoltre, se esaminiamo la conformazione del sito di cava, questo risulta schermato verso l ambiente esterno più urbanizzato da un vasto diaframma ricoperto di vegetazione ad alto e basso fusto, che assicura un ulteriore effetto di mitigazione, per cui si può ragionevolmente ritenere che al recettore più vicino la concentrazione risulti ben inferiore ai 581 g/h stimati nelle condizioni più gravose 16. IL CONSULENTE TECNICO Dott. Piero Menchetti 15 Per 6 ore il giorno; riparametrando su 8 ore l emissione diventa 540 g/h. 16 Un abbattimento del 15% assicura il rispetto di soglia di 493 g.

13 8 Figura 1 Corografia 1:5000 Figura 2 foto aerea della cava

14 9 Attività Fattore emissione Emissione media oraria * ) Sbancamento materiale di produzione * ) Movimentazione materiale di produzione PTS PM10 PTS PM10 Parametri di mitigazione Tabella 4 - fasi e relativo contributo all emissione; per le operazioni contrassegnate * ) si adotta un fattore di abbattimento di 0,30 poiché i fattori di emissione si riferiscono alla scopertura superficiale ovvero a materiale prevalentemente terroso. PTS (g/h) 4,00 kg/km 40,0 g/h 0,5*PTS Bagnatura - 40% PM10 (g/h) 3,99 kg/km 319 g/h Bagnatura - 40% 192 * ) Scarico nel cono di gettito 1,8*10-2 kg/mc 464 g/h Bagnatura - 40% 278 Gestione cumuli 5,7*10-4 kg/ton 2,7*10-4 kg/ton 28 g/h 13 g/h Bagnatura 40% 20 8 Carico materiale 1,08*10-3 kg/ton 42 g/h 0,5*PTS Trasporto materiale alla frantumazione Scarico materiale alla frantumazione 3,7 kg/km 1,1 kg/km 1150 g/h 343 g/h Bagnatura - 75% ,0*10-6 kg/ton < 1 g/h Frantumazione secondaria 6,0*10-4 kg/ton 2,7*10-4 kg/ton 23 g/h 11 g/h Nastro trasportatore I 7*10-5 kg/ton 2,3*10-5 kg/ton 3 g/h < 1 g/h 3 Scarico nella tramoggia 8,0*10-6 kg/ton < 1 g/h Nastro trasportatore II 7*10-5 kg/ton 2,3*10-5 kg/ton 3 g/h < 1 g/h 3 Vagliatura 0,0011 kg/ton 3,7*10-4 kg/ton 43 g/h 14 g/h Nastro trasportatore III 7*10-5 kg/ton 2,3*10-5 kg/ton <1 g/h < 1 g/h Nastro trasportatore IV 7*10-5 kg/ton 2,3*10-5 kg/ton 1 g/h < 1 g/h 1 Nastro trasportatore V 7*10-5 kg/ton 2,3*10-5 kg/ton 1,3 g/h < 1 g/h 1,3 Gestione cumuli 5,7*10-4 kg/ton 2,7*10-4 kg/ton 22 g/h 10 g/h Bagnatura 40% 13 6 Carico prodotto per la vendita 1,08*10-3 kg/ton 53 g/h 0,5*PTS Bagnatura 40% Trasporto materiale venduto 3,7 kg/km 1,1 kg/km 967 g/h 287 g/h Bagnatura - 75% TOTALE 719

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