Provincia di Forlì Cesena. Progetto. Emilia Romagna Valorizzazione Economica del Territorio Funzione Efficienza Ambientale

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1 Provincia di Forlì Cesena Progetto Tecnologie e prodotti più puliti per la riduzione delle emissioni di COV Risultati della fase sperimentale Relazione relativa alla sperimentazione svolta da Falegnameria F.N. Emilia Romagna Valorizzazione Economica del Territorio Funzione Efficienza Ambientale

2 Gruppo di lavoro: per Falegnameria F.N. Sig. Leandro Fabbri Sig. Giancarlo Nanni per ERVET S.p.a. Dr. Alessandro Pullini Dr.ssa Carlotta Ranieri 2

3 Tecnologie e prodotti più puliti per la riduzione delle emissioni di COV Relazione relativa alla sperimentazione svolta da Falegnameria F.N. INDICE Introduzione...4 La sperimentazione condotta con la Falegnameria F.N....4 Analisi del ciclo produttivo...5 I prodotti coinvolti nella sperimentazione...6 Descrizione della sperimentazione condotta e dei risultati ottenuti...6 Sostituzione del prodotto ignifugo...6 Sostituzione del prodotto di finitura per mobili...9 Ulteriori considerazioni...11 Conclusioni

4 Introduzione Le sostanze utilizzate nelle lavorazioni per la produzione di mobili, infissi, pavimenti e vari manufatti di legno sono spesso fonte di inquinamento subdolo e persistente, tanto più ingannatore poiché si ritiene il legno il materiale ecologico per eccellenza. Una delle fasi di lavorazione che richiede più attenzione e consapevolezza è la verniciatura poiché in essa sono raggruppati i maggiori rischi ambientali, sia per i solventi presenti, sia per la produzione di rifiuti legata alla resa di applicazione del prodotto e all esercizio degli impianti di abbattimento. La vernice, pertanto, per i componenti che la costituiscono, si configura come una sostanza pericolosa per l uomo e l ambiente. L utilizzo di prodotti alternativi, l applicazione di tecnologie più pulite, diventano, pertanto, obiettivo prioritario per eliminare o ridurre, con un approccio preventivo, gli aspetti ambientali e di salute legati alle attività di verniciatura. A tal fine, consapevole dell importanza di diffondere tale approccio, la Provincia di Forlì-Cesena ha promosso il progetto Tecnologie e prodotti più puliti per la riduzione delle emissioni di solventi e stirene all interno del quale è stata realizzata anche una fase di sperimentazione di soluzioni alternative che ha visto la diretta partecipazione di imprese provinciali interessate. Le sperimentazioni sono state portate avanti attraverso un lavoro di gruppo nel quale sono stati coinvolti i referenti delle aziende che hanno condiviso la sprimentazione, i tecnici di Ervet incaricati dalla Provincia per la realizzazione del progetto e i fornitori delle tecnologie o dei prodotti individuati come più idonei per ogni specifica applicazione. I risultati del lavoro svolto indicano, per quanto possibile a oggi, che si possono trovare soluzioni per un futuro più sostenibile. La sperimentazione condotta con la Falegnameria F.N. La Ditta F.N. di Santa Sofia, titolare dell omonima falegnameria, ha aderito al progetto provinciale per lo svolgimento della fase sperimentale. Affiancata dai tecnici Ervet e dalle Ditte produttrici di vernici (ICA, ITALVIS PROTECT), ha avviato una verifica relativa all utilizzo di sostanze vernicianti a ridotto contenuto di solventi. La sperimentazione ha interessato due diverse lavorazioni svolte dalla Falegnameria F.N., ovvero: la verniciatura di manufatti cui devono essere assegnate proprietà ignifughe; la finitura di mobili. 4

5 Analisi del ciclo produttivo Le attività svolte dalla Ditta F.N. sono rappresentate nel diagramma di Fig.1 e riguardano sia la fabbricazione di pezzi considerati finiti per la ditta, ma destinati a successive lavorazioni, esempio scocche grezze per sedute di poltrone, sia mobili per l arredo interno. Fig.1 Il ciclo produttivo della Falegnameria F.N. Le lavorazioni del ciclo produttivo interessate dall uso di sostanze contenenti COV sono solo quelle di verniciatura in quanto per le operazioni di assemblaggio è già in uso un adesivo a matrice vinilica a base acquosa. Come precedentemente evidenziato, la sperimentazione ha, quindi, interessato le attività di verniciatura. 5

6 I prodotti coinvolti nella sperimentazione Per il trattamento dei componenti in legno impiegati per la fabbricazione di poltrone di locali pubblici (auditorium, teatri, ecc.) è utilizzato un prodotto verniciante ignifugo a solvente ( VIS 120 trasparente Italvis Protect) e per la sperimentazione è stato testato un prodotto ignifugo trasparente alternativo ( Aquavis Italvis Protect) in dispersione acquosa. Per la finitura di mobili si fa solitamente uso di una vernice poliuretanica trasparente a solvente ( OP 383 ICA), nella sperimentazione è stata effettuata la verifica dell efficacia di applicazione di un prodotto opaco poliuretanico trasparente all acqua ( A0470 ICA). Descrizione della sperimentazione condotta e dei risultati ottenuti Sostituzione del prodotto ignifugo Sono stati sottoposti a trattamento verniciante ignifugo n 600 pezzi (300 coppie di sedili a schienale) per circa 0,5 mq di superficie per ogni pezzo da verniciare. Il prodotto verniciante a base solvente ( VIS 120 trasparente) ha una reazione al fuoco classe 1, è un rivestimento bicomponente poliuretanico a solvente incolore, con buone caratteristiche di resistenza all acqua e all azione meccanica e permette di mantenere l effetto estetico del legno. Deve essere applicato direttamente sul legno grezzo perfettamente pulito, asciutto, privo di polvere. In alternativa al VIS120 trasparente a solvente, per contenere le emissioni di COV in atmosfera, è stato utilizzato AQUAVIS in dispersione acquosa. E un prodotto verniciante ignifugo trasparente di classe 1, avente spiccate caratteristiche di resistenza all acqua e all azione meccanica. Va applicato direttamente sul legno grezzo, le superfici da trattare devono essere pulite, asciutte e prive di polvere. Idoneo anche per la protezione dal fuoco di manifatti soggetti a calpestio o abrasione, come scale, panche, palchi, o pavimentazioni di legno. I risultati ottenuti dalla sperimentazione evidenziano una alternanza di valori che registrano caratteristiche diverse alquanto significative. Il tempo di essicazione di ore per l ignifugo a solvente diventa di ore per l ignifugo a dispersione acquosa. La resa del prodotto alternativo è superiore del 38% e lo spessore del film per ottenere l effetto desiderato del manufatto risulta inferiore al 10-55% circa rispetto al prodotto finora in uso. Il tempo per l impiego del prodotto (pot life) si riduce ad 1/3 nel prodotto sperimentato. Vis 120 trasparente a solvente è nocivo per esposizione acuta e provoca gravi rischi per la salute se inalato o portato a contatto con la pelle. 6

7 La pulizia delle apparecchiature utilizzate per l applicazione di Vis 120 deve essere effettuata con solvente che non deve poi essere disperso nell ambiente, ma smaltito tramite ditte autorizzate al ritiro, come deve avvenire per tutti i rifiuti considerati pericolosi e identificati da specifici codici. Aquavis, di contro, non presenta nella composizione del prodotto base (ovvero la resina componente il prodotto verniciante) differenze sostanziali per quanto riguarda gli effetti sull uomo, ma accertata è la riduzione di emmissioni di COV in atmosfera che si riconducono a 1/10 di quelle rilasciate da VIS 120 con conseguente diminuzione degli effetti sulla salute legati all esposizione degli addetti a tali componenti. La pulizia delle apparecchiature di verniciatura, nel caso di impiego di Aquavis, avviene con acqua immediatamente dopo l uso e il liquido risultante viene scaricato nella vasca raccolta rifiuti liquidi. I residui solidi del processo di verniciatura sono declassati a rifiuti solidi non pericolosi, con conseguente riduzione del costo di smaltimento. Non si generano odori sgradevoli sia all interno, sia all esterno dell ambiente di lavoro. Per lo smaltimento dei rifiuti liquidi pericolosi si seguono le metodologie di VIS 120 trasparente a base solvente. Gli addetti al processo di verniciatura hanno segnalato che il prodotto utilizzato in alternativa ha un processo di asciugatura più lento e che risulta meno agevole la stesura della vernice in strato uniforme. Alle basse temperature, inoltre, il prodotto diventa viscoso. Tali difficoltà sottolineano l importanza di una regolazione ottimale della temperatura dell ambiente di lavoro così da mantenere il prodotto nelle migliori condizioni di utilizzo. Il costo maggiore dell ignifugo in dispersione acquosa, pari a Euro 0,221/mq, è compensato dalle migliori qualità estetiche dei prodotti finiti, dal minor impatto ambientale durante l abbattimento, dall economia di stoccaggio dei prodotti verniciati, dalla riduzione della quantità di solvente presente nel prodotto, dalla riduzione di incidenza delle malattie professionali, dai minori costi della assicurazione antincendio. I dati di dettaglio relativi al confronto tra i due prodotti, inerenti sia ai parametri di efficienza sia ai parametri ambientali ed economici, sono riportati in Tab.1, esemplificativa dei valori considerati nell esperienza. L utilizzo del prodotto ignifugo all acqua usato su scocche grezze di sedute per poltrone destinate a locali pubblici, al momento è possibile solo per commesse nazionali, in quanto in Spagna, area di mercato della Falegnameria F.N., è ancora vigente la omologazione del prodotto ignifugo a solvente; a breve si prevede un cambiamento della normativa che renderà possibile l estensione dell impiego della vernice testata anche per la produzione di pezzi destinati a tali mercati esteri. 7

8 Tab.1 - Sperimentazione relativa a prodotto ignifugo trasparente Situazione 1 Situazione 2 parametri di efficienza (sistema di applicazione utilizzato in azienda:sistema AIRLESS) valore udm valore udm resa ( consumo di prodotto) 500 g/m g/m 2 efficienza di trasferimento % % temperatura di essiccazione C C tempi di essiccazione h h tempo per l'impiego del prodotto (pot life ) 24h 20 C 8h 20 C brillantezza della finitura 80 gloss 65 gloss durezza della finitura all'abrasione e al graffio Buona buona resistenza all'umidità e all'acqua 8 da1 a 10 da 6 a 7 da 1 a 10 resistenza agli UV Buona ottima spessore del film per ottenere l'effetto desiderato 240 m da 110 a 220 m n mani necessarie per ottenere lo spessore desiderato 1 n da 1 a 2 n esigenze di pulizia apparecchiature (pistola e cabina): mezzo pulente utilizzabile, frequenza di pulizia, tempo di pulizia, ecc. solvente (sistema airless 1-2 volte al giorno)-cabina a cicli periodici min. con acqua immediatamente dopo l'uso, il liquido risultante viene scaricato nella vasca raccolta rifiuti liquidi min. parametri ambientali valore udm valore udm pericolosità per uomo e ambiente delle vernici FRASI R: FRASI R: / / produzione di emissioni Tabella D-DM 12/07/1990 mg/m 3 Tabella D-DM 12/07/1990 Allegato 1 Allegato 1 I residui derivanti da vernici a base produzione di rifiuti solidi pericolosi: CER: kg acquosa sono declassati a rifiuti non pericolosi, con conseguente riduzione del costo di smaltimento produzione di rifiuti liquidi pericolosi CER: kg produzione di rifiuti liquidi non pericolosi generazione di odori sgradevoli SI / NO necessità di aspirazione SI / SI consumo di energia elettrica SI SI parametri economici valore udm valore udm costo del prodotto verniciante (al litro o al kg) 6,58 Euro/Kg 9,75 Euro/kg costo smaltimento rifiuti CER: ,90 Euro 300,00 Euro costo trattamento acque reflue CER: ,26 Euro 250,00 medio previsto Euro costo energetico relativo a: applicazione prodotto, essiccazione, aspirazione. costo costruzione cabina essicazione una tantum da ,00 - a ,00 Euro costo di gestione annuo 750,00 Euro costo di gestione annuo 750,00 euro costi di assicurazione antincendio maggiori minori

9 Sostituzione del prodotto di finitura per mobili Altra parte della sperimentazione è stata rivolta alla ricerca di prodotti a basso contenuto di solvente indicati per la finitura di mobili per arredo interno. Sono stati in particolare messi a confronto due prodotti. Il primo, OP 383 è una finitura poliuretanica a solvente dotata di elevata copertura, perfetta trasparenza, ottima morbidezza e resistenza al graffio adatta per la finitura di qualsiasi superficie in legno destinata all interno, ma con tutte le peculiarità del prodotto a solvente. Il secondo, di contro, AO 470 è un prodotto opaco poliuretanico bicomponente trasparente all acqua, idoneo alla finitura di mobili e arredamenti in legno per usi interni. I due prodotti a confronto non presentano differenze apprezzabili nei parametri di efficienza. OP 383 finitura poliuretanica a solvente è nocivo per esposizione acuta e provoca gravi rischi per la salute se inalato o portato a contatto con la pelle. La pulizia delle apparecchiature di verniciatura avviene tramite acetone che non deve essere disperso nell ambiente, ma smaltito tramite ditte autorizzate al ritiro come deve avvenire per tutti i rifiuti considerati pericolosi e identificati da specifici codici. AO 470 presenta ridotta pericolosità in relazione alla considerevole diminuzione del contenuto di solventi, sebbene permangano le caratteristiche derivanti dal componente base presente nella formulazione. La quantità di COV persi in atmosfera è dieci volte inferiore al prodotto a solvente, con conseguente notevole diminuzione dell esposizione degli addetti alla verniciatura. La pulizia delle apparecchiature di verniciatura avviene con acqua immediatamente dopo l uso e il liquido risultante viene scaricato nella vasca raccolta rifiuti liquidi. I residui solidi del processo di verniciatura sono declassati a rifiuti solidi non pericolosi, con conseguente riduzione del costo di smaltimento. Non si generano odori sgradevoli sia all interno, sia all esterno dell ambiente di lavoro. Per lo smaltimento dei rifiuti liquidi pericolosi si seguono le metodologie di OP 383 a base solvente. Il beneficio economico di AO 470 si riscontra nello smaltimento dei rifiuti, nell assenza di locale dedicato all essiccazione, nei minori costi di assicurazione antincendio, ma soprattutto nel minore impatto ambientale. In Tab.2 possono essere visionati nel dettaglio i dati raccolti della sperimentazione e mettere così a confronto le diversità dei due prodotti per quanto concerne gli aspetti ambientali ed economici, oltre che di efficienza. 9

10 Tab.2 - Sperimentazione relativa al prodotto di finitura per mobili Situazione 1 Situazione 2 parametri di efficienza (sistema di applicazione utilizzato in azienda: SISTEMA AIRLESS) valore udm valore udm resa ( consumo di prodotto) 300 g/m g/m 2 efficienza di trasferimento % % temperatura di essiccazione C C tempi di essiccazione min min tempo per l'impiego del prodotto (pot life ) 2-4h 20 C 4-6h 20 C brillantezza della finitura 25 gloss 30 gloss durezza della finitura all'abrasione e al graffio -abrasimetro Taber - 40 mg 40 mg resistenza all'umidità e all'acqua idrorepellente ottima resistenza agli UV elevata eccellente spessore del film per ottenere l'effetto desiderato variabile variabile n mani necessarie per ottenere lo spessore desiderato 2 n 2 n con acqua immediatamente dopo l'uso, il esigenze di pulizia apparecchiature (pistola e cabina): mezzo pulente acetone min. liquido risultante viene scaricato nella vasca min. utilizzabile, frequenza di pulizia, tempo di pulizia, ecc. raccolta rifiuti liquidi. parametri ambientali valore udm valore udm pericolosità per uomo e ambiente delle vernici FRASI R: / FRASI R: / produzione di emissioni Tabella D-DM 12/07/1990 mg/m 3 Tabella D-DM 12/07/1990 Allegato 1 Allegato 1 produzione di rifiuti solidi pericolosi: CER: kg I residui derivanti da vernici a base acquosa sono declassati a rifiuti non pericolosi, con conseguente riduzione del costo di smaltimento produzione di rifiuti liquidi pericolosi CER: kg produzione di rifiuti liquidi non pericolosi generazione di odori sgradevoli SI / NO necessità di aspirazione SI / SI consumo di energia elettrica si si parametri economici valore udm valore udm costo del prodotto verniciante (al litro o al kg) 3,40 /Kg 4,00 /Kg costo smaltimento rifiuti CER: ,90 300,00 costo trattamento acque reflue CER: ,26 250,00 medio previsto costo energetico relativo a: applicazione prodotto, essiccazione, aspirazione. costo costruzione cabina essicazione una tantum da ,00 - a ,00 costo di costo di gestione annuo 750,00 euro gestione annuo 750,00 costi di assicurazione antincendio maggiori minori

11 Ulteriori considerazioni Per una completa valutazione delle prestazioni dei prodotti vernicianti occorre considerare anche altri aspetti comuni ai prodotti analizzati quali: caratteristiche tossicologiche: si deve tenere presente la concentrazione delle singole sostanze presenti nel prodotto (per cui i prodotti all acqua risultano migliorativi), ma va posta adeguata attenzione, nella pianificazione gestionale delle attività e nella dotazione dei mezzi di protezione, al fatto che comunque generalmente l esposizione ripetuta e prolungata al prodotto provoca vari disturbi (irritazione degli occhi, della pelle, in coordinazione, mal di testa, sonnolenza, nausea, eczemi, vertigini e altro); misure di controllo dell esposizione e/o protezione individuale: nel caso di prodotti contenenti solventi è necessario aerare adeguatamente i locali dove il prodotto viene stoccato e/o manipolato e fornire agli addetti gli opportuni sistemi di protezione; caratteristiche ecologiche: in entrambi i casi va evitata la dispersione del prodotto nell ambiente e occorre utilizzare le vernici secondo le buone pratiche lavorative; va evitato che il prodotto giunga nei corsi d acqua, nelle acque di scarico e che penetri nel terreno; metodiche di smaltimento: i rifiuti pericolosi vanno inviati ad impianti di smaltimento autorizzati o ad incenerimento in condizioni controllate. Nel caso dell impiego dei prodotti all acqua si ha la riduzione delle quantità di rifiuti pericolosi prodotti in quanto le morchie di verniciatura sono declassate a rifiuti non pericolosi; informazioni relative al trasporto: occorre prestare attenzione anche alla fase di trasporto delle sostanze, sia in termini di prevenzione di eventuali situazioni incidentali sia in relazione all integrità dei prodotti. Il trasporto delle vernici a base acquosa non è sottoposto alla problematica del rischio di incendio. Tali specifiche e altre caratteristiche interessanti sono riportate nelle schede tecniche e di sicurezza che accompagnano il prodotto e rappresentano, quindi, uno strumento operativo fondamentale per orientare correttamente la scelta verso prodotti alternativi a quelli in uso. E opportuno ribadire che tutti i prodotti esaminati a seconda della composizione base risultano irritanti per la pelle, nocivi per ingestione e per inalazione e possono causare lesioni oculari e altro. La differenza è, tuttavia, sostanziale perché nei prodotti alternativi è ridotto o eliminato il solvente (causa di incidenza del cancro polmonare, perdita di equilibrio, emorragie, edema polmonare, ecc.) con riscontrati benefici per l uomo e per l ambiente. Si riducono le emissioni di COV, la produzione di rifiuti solidi pericolosi e la generazione di odori sgradevoli, ovvero è possibile conseguire miglioramenti sia per l ambiente di lavoro che per l ambiente esterno. 11

12 Conclusioni Dopo un accurata analisi dei risultati conseguiti nel corso dell esperienza in merito agli aspetti ambientali e di sicurezza salute, la Falegnameria F.N. ha deciso di convertire il ciclo di verniciatura sostituendo i prodotti a solvente, finora utilizzati, con prodotti all acqua. La sperimentazione ha permesso di evidenziare, in sintesi, i seguenti vantaggi: i risultati ottenuti prefigurano uno scenario, derivante dalla sostituzione dei prodotti in uso con quelli testati, di una riduzione di emissione di COV nell atmosfera di circa il 90%; durante le fasi di applicazione e di essiccazione del prodotto non sono emerse esalazioni sgradevoli e/o nocive che caratterizzano, invece, i prodotti a solvente; la pericolosità per gli addetti ai lavori è risultata quindi più contenuta. E comunque sempre opportuno approfondire ulteriormente l aspetto di salute e sicurezza con accertamenti dedicati; il mantenere l uso di vernici a solvente per manufatti che durante l essiccazione, per quantità, non possono essere contenuti dentro lo specchio di cattura della cabina di verniciatura, determina la necessità di eseguire lavori di ristrutturazione e modifica dei locali e degli impianti, con la realizzazione di separato locale per l essiccazione dei prodotti verniciati, con notevole incidenza economica. In quest ottica la conversione a prodotti all acqua rappresenta un possibile risparmio in quanto viene a decadere la necessità di creare una zona di asciugatura separata. Per quanto esposto la Ditta F.N., compatibilmente alla richiesta dei clienti, conferma l intenzione di procedere alla totale conversione del ciclo di verniciatura dei propri manufatti con prodotti all acqua, gradualmente entro l anno Per il futuro potrebbe essere valutata anche la possibilità di conoscere e proporre l utilizzo di prodotti naturali privi di solventi, additivi, pigmenti di sintesi chimica. 12