Il riciclo dei Rifiuti Inerti da Costruzione e Demolizione

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1 Il riciclo dei Rifiuti Inerti da Costruzione e Demolizione Prof. Alessandra Bonoli

2 nuova economia circolare fondata sul recupero e il riciclo delle risorse e dei prodotti «insieme di sistemi produttivi in cui le stesse risorse vengono utilizzate più volte, facendole girare attraverso il riutilizzo ed il riciclo, con conseguenti notevoli guadagni in termini di efficienza» Circular Economy Il rifiuto è risorsa: non esiste più il concetto di scarto Ogni prodotto è composto da parti tecniche e biologiche. Le parti tecniche devono essere rimesse nel circolo produttivo per un nuovo assemblaggio e riuso con il minimo consumo possibile di energia. Le parti biologiche non danneggiano l ambiente e sono destinate al compostaggio.

3 Risorse (materie prime ed energia) illimitate da sistema lineare attività economiche e industriali Rifiuti/reflui/emissioni spazi e capacità illimitati beni e servizi

4 sistema industriale chiuso beni e servizi Risorse attività economiche e industriali rifiuti/reflui emissioni Riciclo/Riuso

5 sistema industriale ecologico perfettamente chiuso equilibrio dinamico energia rinnovabile Componenti ecosistema Componenti ecosistema Componenti ecosistema

6 Modello tradizionale di ecomonia lineare : l ottimizzazione delle risorse avviene verticalmente con processi di produzione, consumo e smaltimento Il concetto di circolarità: le risorse vengono impiegate nel modo migliore, facendole durare il più a lungo possibile nel loro ciclo economico Rivoluzione dei criteri di progettazione dei manufatti: un prodotto a fine vita non è più considerato un rifiuto, ma un nuovo prodotto o una materia seconda da riusare o riciclare.

7 Obiettivi ambientali al 2020 e rifiuto zero 7

8 Direttiva europea 2008/98/Ce È fondata sulla politica gerarchica europea in tema di rifiuti Prevenzione Riutilizzo Riciclaggio Recupero energetico Smaltimento finale

9 Vengono precisati i criteri e le condizioni secondo cui un rifiuto cessa di essere tale attraverso operazioni di recupero che si basa sul concetto di utile impiego del rifiuto, senza alcuna precisazione ad una specifica tipologia di impianto La direttiva conferisce grande rilevanza alla pratica del riciclaggio ( riciclaggio di alta qualità ) e impone nuovi obiettivi limite: entro il 2020 il 50% in peso dei rifiuti (almeno le frazioni secche dei rifiuti urbani) deve essere riciclato entro il medesimo anno il 70% dei rifiuti da demolizione deve essere recuperato Precisa che gli Stati membri non dovrebbero promuovere, laddove possibile, lo smaltimento in discarica o l incenerimento di materiali riciclati

10 la riserva di materie prime non è illimitata; l attività di estrazione poco pianificata e regolamentata ha generato forti impatti sul territorio; una inadeguata attività di smaltimento ha portato al frequente abbandono dei rifiuti in discariche abusive distribuite nelle periferie. La Direttiva 98/2008/CE: l articolo 4 sancisce la priorità delle operazioni di riciclaggio rispetto a quelle di smaltimento in discarica; l articolo 6 detta le condizioni in base alle quali si devono elaborare criteri affinché i rifiuti, se sottoposti ad operazioni di recupero, incluso il riciclaggio, cessino di essere tali (end of waste); l articolo 11 fissa un obiettivo di riciclaggio dei rifiuti da costruzione e demolizione non pericolosi a livello comunitario pari al 70%, da raggiungere entro il 2020.

11 I rifiuti inerti da C&D i rifiuti solidi che non subiscono alcuna trasformazione fisica, chimica o biologica significativa; i rifiuti inerti non si dissolvono, non bruciano nè sono soggetti ad altre reazioni fisiche o chimiche, non sono biodegradabili e, in caso di contatto con altre materie, non comportano effetti nocivi tali da provocare inquinamento ambientale o danno alla salute umana Provenienza: rifiuti da costruzione rifiuti da demolizione rifiuti da costruzione e manutenzione di strade terreno e rocce Composizione: Cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche Terra e rocce Miscele bituminose Metalli, vetro, legno e plastica Secondo la normativa rientrano a far parte dei rifiuti speciali e appartengono al capitolo 17 del Codice CER

12 Sorgente, rifiuti derivanti da: Tipologia di rifiuti (CDW) comprende molti materiali assai diversi : 1. attività di costruzione, manutenzione, ristrutturazione, demolizione, ecc. di edifici pubblici e privati 2. da lavori dell ingegneria civile e delle infrastrutture. 3. da attività industriali dei settori: Industria prefabbricati Ceramica Pietre ornamentali Fabbricazione e prefabbricazione di elementi e componenti delle costruzioni civili (mattoni, piastrelle, elementi strutturali in cemento armato, ecc.). Composizione Può essere estremamente variabile e dipende da: 1. tecnologia di costruzione: 2. tipi di materie prime, 3. clima, 4. sviluppo economico e tecnologico del territorio 5.

13 Nei rifiuti CDW sono presenti: Rocce e terre Ghiaietto e inerte da riempimento Calcestruzzo e cementi Asfalti e bitumi Laterizi e ceramica Legno, Plastiche Metalli Vetro Altri rifiuti quali: carta, cartone, plastiche, ecc. A volte possono essere presenti: Metalli pesanti : cadmio zinco, piombo, rame, PCB derivanti dalle zone di demolizione, asbesto altre sostanze inquinanti e pericolose

14 End of waste La Direttiva impone, al fine di definire il momento in cui un rifiuto sottoposto a operazioni di recupero diventi prodotto, di elaborare criteri specifici conformemente a delle condizioni. Valutazione della qualità degli aggregati riciclati in base alla normativa vigente Requisiti tecnici Marcatura CE secondo le Norme Europee Armonizzate Requisiti ambientali Test di cessione

15 Motivi della diffusione della pratica del riciclo A livello europeo chi ricicla nella percentuale maggiore è sicuramente l Olanda, condizionata da una drammatica carenza di materie prime, con una percentuale di riciclo di materiali da C&D di oltre il 90%. Seguono il Belgio, la Danimarca, la Svezia, la Germania e la Svizzera, che anche per le altre categorie di rifiuti hanno un riciclo estremamente elevato a partire dalla raccolta differenziata e dal riuso dei prodotti recuperati. La minore disponibilità di aree a basso costo da destinare a discariche e, nel contempo, la scarsità di materiale di cava (è il caso di Belgio, Danimarca e Paesi Bassi); la particolare brevità del ciclo di vita degli edifici (è il caso di Giappone e Stati Uniti); l'esistenza di una politica di tassazione che penalizza lo smaltimento in discarica degli scarti di C&D riciclabili e modula i costi di conferimento in discarica o di ricezione agli impianti a seconda dell omogeneità del materiale ovvero della disponibilità di frazioni monomateriali già separate (è il caso di Germania e Danimarca, oggi anche in Italia); l'esistenza di un sistema di controllo sull'attività di demolizione Cause che hanno sfavorito il riciclo e il riuso dei materiali da costruzione in Italia: 1. Convinzione errata di una disponibilità illimitata di risorse naturali 2. Bassi costi diretti della fase di estrazione 3. Comportamento inerte dei rifiuti da C&D nei confronti dell ambiente 4. Bassi costi di conferimento in discarica 5. Alti costi riciclo e/o materiale riciclato

16 Andamento del settore a livello nazionale Dati forniti da ISPRA sulla base delle informazione presenti nelle banche dati MUD relative alle dichiarazioni del 2010: Produzione Recupero 42 [Mt] 30 [Mt] Tasso di recupero 71% Obiettivo della Direttiva effettivamente raggiunto? Secondo ANPAR (Associazione Nazionale Produttori Aggregati Riciclati) infatti: non tutti i rifiuti recuperati rientrano nella filiera delle costruzioni; una parte di essi è impropriamente definita recupero, mentre dovrebbe essere conteggiata come smaltimento; non tutta la parte effettivamente recuperata ha le caratteristiche per essere un vero e proprio prodotto da costruzione.

17 Fattori che favoriscono l utilizzo di aggregati riciclati Modifiche legislative di carattere puramente ambientale ai principali documenti normativi Strategie e politiche legate ad un ottica futura di DISCARICA ZERO Introduzione da parte del DM 2008 dell uso di materiale riciclato per il confezionamento del calcestruzzo Green Public Procurement Acquisti Verdi o GPP (Green Public Procurement): Sono in corso di definizione i Criteri Ambientali Minimi relativi alle seguenti categorie: costruzioni e ristrutturazioni di edifici con particolare attenzione ai materiali da costruzione, costruzione e manutenzione delle strade, arredo urbano

18 Fattori che favoriscono l utilizzo di aggregati riciclati Certificazione LEED degli edifici Leadership in Energy and Environmental Design

19 Categorie LEED Il sistema si struttura in 7 sezioni organizzate in prerequisiti e in crediti. I prerequisiti di ogni sezione sono obbligatori affinché l intero edificio possa ottenere la certificazione. I crediti possono essere scelti in funzione delle caratteristiche del progetto.

20 LEED ND: Credito GIB 16 REQUISITO OBBLIGHI 1 Stazione Riciclo Riuso 2 Rifiuti Pericolosi Inserire, come parte del progetto, almeno una stazione di riciclo o riuso (un isola ecologica?), utilizzabile da tutti gli occupanti del progetto, dedicata alla separazione, alla raccolta e allo stoccaggio di materiali da riciclare; oppure localizzare il progetto all interno di un amministrazione locale che effettui la raccolta differenziata. Tra le frazioni da raccogliere separatamente devono essere contemplate almeno la carta, il cartone ondulato, il vetro, la plastica e i metalli (lattine). Inserire, come parte del progetto, almeno un punto di raccolta, utilizzabile da tutti gli occupanti del progetto, per il conferimento dei rifiuti potenzialmente pericolosi prodotti dagli uffici o in ambiente domestico; oppure localizzare il progetto all interno di un amministrazione locale che garantisca la raccolta di tali materiali. Esempi di rifiuti potenzialmente pericolosi includono vernici, solventi, oli, e batterie. Se non esiste un piano di post-raccolta, istituirne uno. Inserire, come parte del progetto, almeno una stazione o un sito di compostaggio, utilizzabile per tutti gli occupanti del progetto, destinato alla raccolta e al compostaggio naturale degli avanzi di cibo e scarti di 3 Compostaggio potatura del verde; oppure localizzare il progetto all interno di un amministrazione locale che garantisca un servizio di compostaggio. Se non esiste un piano di post-raccolta, istituirne uno. 4 Indifferenziato In ogni isolato ad uso misto o non residenziale, o al limite ogni 800 piedi (240/245 m), scegliere l'opzione con distanza minore, includere contenitori per la raccolta differenziata adiacenti agli altri contenitori per l'indifferenziato, oppure includere contenitori per la raccolta differenziata che siano integrati nel design dei cassonetti per l'indifferenziato. 5 Costruzione demolizione Riciclare e/o recuperare almeno il 50 % dei rifiuti da costruzione e demolizione non pericolosi. Elaborare e implementare un piano di gestione dei rifiuti da costruzione chemidentifichi i materiali da dirottare dalla discarica e specifichi se i materiali saranno stoccati in loco o miscelati. I calcoli possono essere fatti sul peso o volume.

21 Fase di demolizione Fase di trattamento Processi di demolizione Fase di reimpiego Le fasi del processo di riciclo Demolizione selettiva verificare la presenza di materiali pericolosi smontaggio dei componenti riusabili demolire selezionando i materiali riciclabili smaltire i rifiuti non riciclabili Tecnologia di trattamento Processo riciclo controllo, ingresso materiali e stoccaggio alimentazione frantumazione abbattimento delle polveri deferrizzazione vagliatura eliminazione della frazione leggera riciclo ferro riciclo inerti

22 demolizione

23 demolizione selettiva separazione all'origine dei rifiuti CDW con idonee tecniche di decostruzione Obiettivi: ottenere frazioni monomateriali omogenee adatte al trattamento in appositi impianti di riciclaggio per la valorizzazione degli scarti come materie prime secondarie. aumentare concretamente il livello di riciclabilità degli scarti generati sul cantiere di demolizione qualunque sia la configurazione di partenza dell'edificio migliorare la qualità del materiale ottenibile dal riciclaggio Necessità: 1. Progettazione specifica 2. Personale specializzato 3. Tempi più lunghi Le tecnologie a supporto della demolizione selettiva presentano le seguenti caratteristiche: assenza di percussioni assenza di vibrazioni dannose assenza di polvere rumorosità contenuta limitato affaticamento dell operatore precisione e rapidità meno invasive e più rispettose dell ambiente.

24 FASI DEMOLIZIONE SELETTIVA / DECOSTRUZIONE 1) VALUTAZIONE PRELIMINARE 2) RIMOZIONE E TRATTAMENTO DEI RIFIUTI PERICOLOSI 3) SMONTAGGIO DEI COMPONENTI RIUSABILI 4) DEMOLIZIONE SELETTIVA DEI MATERIALI RICICLABILI (plastiche, vetro, metalli, etc.) 5) DEMOLIZIONE DELLA STRUTTURA (Inerti, acciaio)

25 Impianto di trattamento/riciclo Rifiuti CDW ALIMENTAZIONE FRANTUMAZIONE SEPARAZIONE MAGNETICA ferro/acciaio Fonderia CLASSIFICAZIONE o VAGLIATURA MATERIE SECONDE INERTI

26 Impianti di riciclaggio Impianti fissi Impianti mobili Impianti fissi Impianti mobili Vantaggi Svantaggi Migliore qualità del prodotto Elevata produttività Maggiore controllo su polveri e rumori Creazione bacino di utenza Alto investimento iniziale Alto impatto ambientale dovuto al trasporto Sensibilità nella discontinuità del flusso in ingresso Basso investimento iniziale Abbattimento spese di trasporto Possibilità di utilizzo in cantiere Bassa produttività Bassa selettività Basso controllo di polveri e rumori

27 Aggregati riciclati Campi di applicazione Mercato applicazioni non legate, dove l'aggregato è utilizzato sciolto applicazioni legate, dove la miscela contiene un agente legante, come il cemento, il bitume o una sostanza che ha proprietà leganti a contatto con l'acqua Settori di utilizzo Fattori a favore: Prezzo minore rispetto ai materiali naturali sostitutivi Elevata domanda di materiali con basse prestazioni Limitazione dei costi di trasporto Opere in terra dell ingegneria civile Realizzazione del corpo dei rilevati di opere in terra dell ingegneria civile Realizzazione di recuperi ambientali, riempimenti e colmate Confezionamento di calcestruzzi a bassa resistenza Lavori stradali e ferroviari Realizzazione di sottofondi stradali, ferroviari, aeroportuali e di piazzali, civili e industriali Realizzazione di strati di fondazione delle infrastrutture di trasporto Realizzazione di strati accessori (aventi funzione anticapillare antigelo, drenante, etc.)

28 L utilizzo di materiali inerti riciclati favorisce oggi lo sviluppo di «tecno-ecologie»: vera e propria evoluzione tecnologica nell utilizzo dei rifiuti inerti da C&D impiego di materie prime secondarie, opportunamente trattate in modo da poter essere assimilate ad un inerte lapideo, per una molteplicità di utilizzi per i quali vengono normalmente utilizzati inerti naturali. due esempi di elemento di composizione di strutture alveolari, ripetibili all infinito

29 Impieghi degli inerti riciclati componenti per la rimodellazione ambientale; elementi di svariate forme, anche molto irregolari, alcuni prevedono dei vuoti normalmente riempiti di terriccio, in cui viene fatta crescere l erba utilizzi i più svariati

30 Altri impieghi di inerti riciclati in sostituzione di quelli naturali o vergini : pareti di sostegno rinverdibili per piccole scarpate, rilevati e terrapieni; rivestimento e terrazzamenti; divisori di proprietà; barriere verdi fonoassorbenti in calcestruzzo riciclato e terra; barriere verdi di protezione visiva; arredo urbano: dissuasori stradali; fontane; elementi di seduta; passaggi pedonali

31 Elemento modulare e componibile prefabbricato in calcestruzzo inerte da riciclo per la rimodellazione ambientale e interventi di pronto impiego quali frane o cedimenti del fondo stradale. L unione di questi elementi attraverso perni in ghisa sinterizzata genera vere e proprie pareti che si adattano al terreno che devono contenere.

32 utilizzo di materiale da riciclo per la produzione del calcestruzzo 1. Calcestruzzo additivato con materiale riciclato da PFU Principali applicazioni: Pavimentazioni industriali, aeroportuali e stradali 2. Calcestruzzo additivato con polimeri riciclati Principali applicazioni: Posa di sottofondi di supporto per gli impianti di riscaldamento a pavimento Barriere antirumore

33 utilizzo di materiale da riciclo per la produzione del calcestruzzo 3. Calcestruzzo additivato con la canapa Principali applicazioni: Riempitivo isolante per muri Intonaco isolante per muri (interni/esterni ) e tetti 4. Calcestruzzo additivato con le ceneri volanti Principali applicazioni: Produzione di farina di clinker e cementi di miscela Sottofondi stradali

34 Alessandra Bònoli DICAM - Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali alessandra.bonoli@unibo.it