Criteri ingegneristici progettuali per impianti di stoccaggio di rifiuti non pericolosi

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1 Criteri ingegneristici progettuali per impianti di stoccaggio di rifiuti non pericolosi Seminario tecnico PROGETTARE LE DISCARICHE: ASPETTI TEORICI E PRATICI Roma, 4 maggio 2011 Ing. Mauro Fortugno ENVIRON Italy S.r.l.

2 Indice degli argomenti trattati 1. Introduzione 2. Inquadramento normativo 3. Esempi applicativi Coltivazione dei sistemi di stoccaggio di rifiuti Criteri progettuali di protezione delle matrici ambientali Criteri progettuali di controllo e gestione delle acque

3 Introduzione 1/2 I sistemi di stoccaggio e confinamento di rifiuti possono essere utilizzati nell ambito applicativo della normativa in materia ambientale, in particolare possono essere progettati e realizzati al servizio di opere di risanamento di siti contaminati: bonifica, ripristino ambientale e messa in sicurezza; Il Testo Unico Ambientale (D.Lgs. 03/04/2006 n.152 Norme in materia ambientale Art 240, Art 242, Allegato 3 al Titolo V della Parte IV) prevede interventi di Messa in Sicurezza, finalizzati alla rimozione e all isolamento delle fonti inquinanti e al contenimento della diffusione dei contaminanti per impedirne il contatto con i recettori esterni.

4 Introduzione 2/2 La Messa in Sicurezza Permanente (MSP) è prevista come opera definitiva in caso di impossibilità di rimuovere dal sito gli inquinanti applicando le migliori tecnologie disponibili a costi sopportabili; definizione di MSP: l insieme degli interventi per isolare in modo definitivo le fonti inquinanti rispetto alle matrici ambientali circostanti e a garantire un elevato e definitivo livello di sicurezza per le persone e per l ambiente; l isolamento delle fonti inquinanti si può realizzare mediante confinamento dei materiali contaminati (rifiuti) all interno di sistemi di stoccaggio progettati sulla base di criteri che tengano conto del processo di valutazione dei benefici ambientali e della sostenibilità dei costi.

5 Inquadramento normativo 1/12 Fondamenti tecnico-normativi per la progettazione Non esiste una norma tecnica specifica per progettazione, realizzazione e gestione di sistemi di confinamento di rifiuti (terreni contaminati) nell ambito degli interventi di bonifica ai sensi del D.Lgs. 152/2006 e s.m.i.. I criteri progettuali sono desunti dalla normativa nazionale relativa alle discariche di rifiuti (D.Lgs. 36/2003), considerata applicabile per analogia.

6 Inquadramento normativo 2/12 Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36 Attuazione della direttiva 1999/31/CE relativa alle discariche di rifiuti, entrato in vigore il 27 marzo Le successive modifiche al D.Lgs. 36/2003 hanno coinvolto: Art. 6 (rifiuti non ammessi in discarica): termine prorogato al 31 dicembre 2011; Art. 10 (contenuto dell autorizzazione alla costruzione e gestione), commi 1 e 4: abrogati dal D.Lgs. 59/2005; Art. 17 (disposizioni transitorie): proroghe dei termini.

7 Inquadramento normativo 3/12 Sebbene i criteri tecnico-progettuali del D.Lgs. 36/2003 non siano strettamente applicabili agli interventi di bonifica di siti contaminati, in ambito nazionale essi sono considerati delle MTD - Migliori Tecnologie Disponibili (BAT Best Available Techniques). Sviluppo del progetto del sistema di stoccaggio e confinamento rifiuti sulla base dei criteri desunti dal D.Lgs. 36/2003 garantisce l applicazione delle BAT oltre alla protezione delle matrici ambientali e la riduzione degli impatti sull ambiente.

8 Inquadramento normativo 4/12 Disposizioni D.Lgs. 36/2003 (Allegato 1 Criteri costruttivi e gestionali) forniscono criteri minimi per la progettazione disciplinando i seguenti aspetti: Ubicazione e localizzazione del sito; Protezione delle matrici ambientali; Controllo delle acque e gestione del percolato; Protezione del terreno e delle acque; Controllo dei gas; Disturbi e rischi; Stabilità; Protezione fisica degli impianti; Dotazioni di attrezzature e personale; Modalità e criteri di coltivazione.

9 Inquadramento normativo 5/12 Disposizioni D.Lgs. 36/2003 (Allegato 2) disciplinano le modalità di gestione e le procedure di sorveglianza e controllo in fase operativa e post-operativa al fine di prevenire qualsiasi effetto negativo della discarica sull ambiente esterno, attraverso i seguenti piani da predisporre in fase di progetto: Piano di gestione operativa; Piano di gestione post-operativa; Piano di ripristino ambientale; Piano di sorveglianza e controllo; Piano finanziario.

10 Inquadramento normativo 6/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Protezione delle matrici ambientali Per garantire l isolamento del corpo dei rifiuti dalle matrici ambientali in fase di progetto è necessario prevedere: sistemi di regimazione acque superficiali; impermeabilizzazione fondo e sponde; sistemi di raccolta e gestione percolato; sistemi di captazione e gestione dei gas di discarica; sistema di copertura superficiale finale. Il progetto deve prevedere opportuni criteri di controllo (efficienza e integrità) e manutenzione dei presidi ambientali.

11 Inquadramento normativo 7/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Controllo delle acque e gestione del percolato 1. criteri di coltivazione tali da minimizzare l infiltrazione delle acque meteoriche (es. coltivazione per lotti, chiusura e impermeabilizzazione lotti coltivati); 2. sistemi perimetrali di raccolta delle acque meteoriche di ruscellamento superficiale dimensionati sulle precipitazioni a massima intensità tempo di ritorno pari a 10 anni; 3. i sistemi di raccolta e gestione delle acque di discarica e del percolato devono rimanere attivi e efficienti per un periodo non inferiore a 30 anni dalla chiusura della discarica.

12 Inquadramento normativo 8/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Protezione del terreno e delle acque 1. Barriera geologica: formazione geologica naturale con capacità di contenimento e attenuazione del percolato, deve soddisfare requisiti minimi: continuità laterale su tutta l area di interesse; coeff. permeabilità k m/s; spessore s 1 m (per rifiuti non pericolosi); tempo di percorrenza non inferiore a 31,7 anni. 2. Barriera geologica: qualora la formazione naturale non soddisfi tali requisiti minimimi, necessario prevedere il completamento artificiale tale che il sistema complessivo [naturale+artificiale] fornisca protezione equivalente. Parametro di verifica: tempo di percorrenza.

13 Inquadramento normativo 9/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Protezione del terreno e delle acque 3. Impermeabilizzazione del fondo e delle pareti: rivestimento di materiale artificiale posto al di sopra della barriera geologica (da prevedere sempre); sistema barriera di confinamento artificiale: mediante accoppiamento di materiale minerale + geomembrana; la sola geomembrana non costituisce in nessun caso un sistema di impermeabilizzazione idoneo; resistenza alle sollecitazioni meccaniche e chimiche. 4. Franco falda: 1,5 m dal tetto dell acquifero (acquiferi confinati); 2 m dalla quota di massima escursione della falda (acquiferi non confinati).

14 Inquadramento normativo 10/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Protezione del terreno e delle acque 5. Copertura superficiale finale, deve essere progettata e realizzata con i seguenti obiettivi: isolamento del corpo rifiuti dall ambiente esterno; minimizzazione infiltrazioni di acqua nel corpo discarica e riduzione della formazione di percolato; minimizzazione dei fenomeni di erosione e degli interventi di manutenzione sulle coperture; resistenza agli assestamenti e a locali fenomeni di subsidenza. Valutare l andamento degli assestamenti del corpo rifiuti: fino a quando i cedimenti risultano di notevole entità è raccomandabile il ricorso a una copertura provvisoria.

15 Inquadramento normativo 11/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Disturbi e rischi In fase di progetto dovranno essere previste idonee misure da porre in atto al fine di ridurre disturbi e rischi associati alla presenza di rifiuti e alla coltivazione della discarica : emissione di odori (gas di discarica); produzione polveri e trasporto eolico materiali; rumore e traffico; uccelli, parassiti e insetti; formazione di aerosol; incendi.

16 Inquadramento normativo 12/12 D.Lgs. 36/ Allegato 1 Modalità e criteri di coltivazione 1. in caso di scarico di materiali polverulenti e/o fini è necessario prevedere specifici sistemi di contenimento; 2. prevedere coperture giornaliere con materiali adeguati, anche sintetici che limitino dispersioni di polveri e odori; 3. in fase di abbancamento dei rifiuti è necessario garantire la stabilità del corpo rifiuti; 4. evitare pendenze > 30% lungo i fronti di avanzamento; 5.compattazione rifiuti abbancati (riduzione instabilità); 6. coltivazione per strati sovrapposti e di limitata estensione al fine di ridurre l esposizione agli agenti atmosferici e procedere alla chiusura immediata e ripristino delle aree.

17 Esempi applicativi 1/23 Caso studio: impianto di stoccaggio di rifiuti non pericolosi impianto di stoccaggio al servizio di interventi di bonifica dei terreni di un sito contaminato (Nord Italia), dedicato esclusivamente alla bonifica del sito per il conferimento dei soli terreni contaminati, rimossi mediante scavo e sottoposti a trattamenti preliminari di vagliatura; qualità dei materiali: rifiuti rappresentati da terreni contaminati da composti inorganici, non putrescibili e con presenza di sostanze organiche poco volatili e in concentrazioni trascurabili; non è atteso il verificarsi di fenomeni di perdita di massa dovuta alla trasformazione in biogas; l intervento di confinamento dei rifiuti si configura come Messa in Sicurezza Permanente.

18 Esempi applicativi 2/23 Dati dimensionali dell opera realizzazione in rilevato : abbancamento dei materiali in strati sovrapposti compattati (riduzione instabilità); criterio di realizzazione: coltivazione progressiva di 4 lotti in successione: abbancamento rifiuti, riempimento e chiusura progressiva del singolo lotto minimizzazione fronti aperti, limitazione dei fenomeni di dispersione di polveri, riduzione infiltrazione meteorica e formazione percolato.

19 Esempi applicativi 3/23

20 Esempi applicativi 4/23 Preparazione del piano di imposta scavo di sbancamento e rimozione terreni contaminati; riprofilatura del fondo per realizzazione superfici piane con pendenze idonee alla corretta regimazione del percolato; regolarizzazione e compattazione del fondo, utile a favorire la corretta realizzazione del sistema barriera di fondo.

21 Esempi applicativi 5/23 Sistema barriera di fondo La tipologia e struttura dell impermeabilizzazione di fondo (barriera semplice, doppia, con o senza strato drenante di monitoraggio interposto ecc.) devono essere selezionate in funzione della vulnerabilità del sito, del pretrattamento e delle caratteristiche dei rifiuti. 1. barriera geologica rispondente ai requisiti normativi; 2. geocomposito bentonitico con permeabilità k m/s e spessore 6mm, posizionato al di sopra della formazione geologica, al fine di sigillare eventuali discontinuità presenti e realizzare un sistema barriera di confinamento con protezione ambientale adeguata;

22 Esempi applicativi 6/23 Sistema barriera di fondo 3. geomembrana in HDPE di spessore minimo 2mm, da posare direttamente sul geocomposito bentonitico; la posa in opera si prevede per affiancamento di strisce successive con franco di sovrapposizione adeguato alla corretta esecuzione delle operazioni di saldatura a doppia pista (ai sensi della norma UNI 10567). 4. geotessuto ad alta grammatura (massa areica minima 400 gr/m 2 ), con prestazioni meccaniche adeguate alla protezione della geomembrana in HDPE da fenomeni di punzonamento sia dinamico che statico (resistenza al punzonamento statico minima N.

23 Esempi applicativi 7/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato scopo: impedire formazione di battenti idraulici di percolato sul fondo della discarica e favorire il più veloce transito del percolato verso i collettori di raccolta; posa in opera: direttamente al di sopra del sistema barriera di fondo; modalità realizzative: strato di materiale drenante e rete di tubazioni di raccolta del percolato (collettori); caratteristiche dei materiali: resistenza chimica all ambiente della discarica e resistenza meccanica ai carichi previsti.

24 Esempi applicativi 8/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato 1. strato di posa dei collettori: strato drenante di sabbia grossolana di fiume arrotondata a bassa componente calcarea (k m/s, spessore minimo 30 cm); 2. strato di copertura dei collettori: spessore minimo di 70 cm sopra la generatrice superiore del collettore fessurato e larghezza non inferiore a 2 m.

25 Esempi applicativi 9/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato In casi di elevati volumi di percolato previsti (natura rifiuti, criteri di coltivazione previsti, regime pluviometrico) sono raccomandati materiali a elevata conducibilità. strati di posa e di copertura dei collettori: ghiaia a bassa componente calcarea, pezzatura mm e conducibilità idraulica k m/s; previste soluzioni intermedie : strato drenante di posa in sabbia (riduzione rischio lesioni geomembrana) e strato di copertura collettori in ghiaia (massima permeabilità e velocità di transito dei reflui di percolazione verso i collettori di drenaggio).

26 Esempi applicativi 10/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato

27 Esempi applicativi 11/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato Collettori di fondo con funzione di raccolta e collettamento dei reflui di percolazione verso i collettori esterni, per allontanare i reflui dall impianto. 1. Collettori di fondo principali: tubazioni fessurate in HDPE DN 315 mm; pendenza minima di posa: 1,5%; disposizione: secondo linee di compluvio; lunghezza singolo tratto di tubazione: 80m; interasse: 57,5 m; densità: 180 m/ha (minimo consigliato 170 m/ha).

28 Esempi applicativi 12/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato 2. Collettori di fondo secondari: tubazioni fessurate in HDPE DN 125 mm; pendenza minima di posa: 3%; lunghezza singolo tratto di tubazione: 25m; interasse: 20 m; densità: 500 m/ha. 3. Collettori esterni: tubazioni cieche in PVC o HDPE DN 500 mm; pendenza minima di posa 0,5%.

29 Esempi applicativi 13/23 Sistema di drenaggio e raccolta del percolato

30 Esempi applicativi 14/23 Copertura superficiale Premessa: i rifiuti stoccati nell impianto sono terreni contaminati da composti inorganici, non putrescibili e con presenza di sostanze organiche poco volatili e in concentrazioni trascurabili. non è attesa produzione di biogas, nel progetto non è prevista la realizzazione di sistemi di captazione; non sono previsti fenomeni di perdita di massa per trasformazione in biogas, né conseguenti assestamenti del corpo rifiuti; non sono attese emissioni gassose in atmosfera o sostanze maleodoranti.

31 Esempi applicativi 15/23 Copertura superficiale Struttura multistrato costituita dal basso verso l alto da: 1. strato di regolarizzazione permette la corretta messa in opera degli strati sovrastanti, nel caso specifico si utilizzano gli stessi terreni contaminati che costituiscono il corpo rifiuti ( * ) ; 2. geotessuto ad alta grammatura (400 gr/m 2 ) anti punzonante, protegge da lesioni la geomembrana; 3. geomembrana in HDPE s 2 mm, in accoppiamento con geocomposito bentonitico (richiesta equivalenza a strato minerale s 0,5 m e k m/s ex D.Lsg. 36/2003); ( * ) in casi di presenza di biogas evitare materiali fini a bassa conducibilità per non pregiudicare l efficienza dello strato di drenaggio dei gas

32 Esempi applicativi 16/23 Copertura superficiale 4. strato drenante realizzato mediante dreni geocompositi (georete drenante in HDPE). Vantaggi rispetto ai comuni inerti drenanti (ghiaie e sabbie, s 50 cm): in grado di garantire livelli di permeabilità maggiori, migliori garanzie di stabilità lungo i piani inclinati della copertura, limitare la fornitura di materiali inerti da cava e la relativa movimentazione di mezzi per il trasporto; 5. geostuoia rinforzata con rete metallica a doppia torsione in acciaio, prevista lungo i piani inclinati della copertura;

33 Esempi applicativi 17/23 Copertura superficiale 6. terreno di copertura superficiale s 0,5 m; 7. geogriglia di rinforzo (contenimento in fase costruttiva) lungo i versanti; 8. terreno vegetale di copertura finale s 0,5 m: favorisce lo sviluppo di specie vegetali di copertura, massimizza l evapotraspirazione e protegge gli strati sottostanti da fenomeni di gelo/disgelo ed essiccamento ( * ) ; 9. biostuoia antierosiva lungo i versanti. ( * ) Necessari accorgimenti atti a minimizzare fenomeni di erosione per ruscellamento e vento, rilevanti soprattutto nelle fasi immediatamente successive al completamento della copertura (assenza di vegetazione).

34 Esempi applicativi 18/23 Copertura superficiale Criteri realizzativi previsti da progetto: coltivazione per lotti in successione e copertura provvisoria. i primi strati della copertura, dallo strato di regolarizzazione alla geomembrana, saranno posti in opera alla chiusura di ciascun lotto - copertura provvisoria -, mentre gli strati successivi saranno realizzati in un unica soluzione al completamento finale dell opera; in attesa della realizzazione della copertura finale la geomembrana HDPE sarà protetta dagli agenti atmosferici con un geotessuto ad alta grammatura.

35 Esempi applicativi 19/23 Copertura superficiale

36 Esempi applicativi 20/23 Regimazione delle acque meteoriche Rete di canalette di raccolta e delle acque meteoriche di ruscellamento: 1. rete perimetrale alla superficie sommitale di capping; 2. rete perimetralmente al piano di base; 3. canalette discendenti (di tipo stradale) di collegamento della rete sommitale con quella di base; 4. pozzetti di rilancio (elettropompe); 5. collettori; 6. vasca di laminazione (misure compensative invarianza idraulica);

37 Esempi applicativi 21/23 Regimazione delle acque meteoriche Criteri di dimensionamento: definizione del tempo di ritorno (T R = 10 anni ex D.Lgs. 36/2003); calcolo dell altezza di pioggia h [mm] mediante le curve di possibilità pluviometrica (CPP) che legano il valore di h alla durata dell evento meteorico t [ore] attraverso coefficienti caratteristici della curva (a, b, c) ricavati mediante elaborazione statistica dei dati storici di pioggia, in funzione della zona territoriale di riferimento e del tempo di ritorno assunto: ;

38 Esempi applicativi 22/23 Regimazione delle acque meteoriche Criteri di dimensionamento: definizione della curva intensità pluviometrica i [mm/h]: Intensità i(t) e curva di possibilità pluviometrica h(t) Determinazione della portata di progetto (Q P ) = portata massima di pioggia: Metodo Razionale (modello idrologico semplificato) l evento che provoca la portata massima di piena è quello di durata pari al tempo di corrivazione; h [mm] h(t) [mm] i(t) [mm/h] 3,5 3 2,5 2 i [mm/min] la precipitazione è uniformemente distribuita sul bacino (trascurati gli effetti della eterogeneità sulla risposta idrologica afflussi-deflussi); la portata al colmo dell evento di piena è proporzionale al prodotto tra l intensità di pioggia e l area del bacino. 40 1, , t [min]

39 Esempi applicativi 23/23 Regimazione delle acque meteoriche Criteri di dimensionamento: A = superficie del bacino scolante [m 2 ]; t c = tempo di corrivazione del bacino scolante [h]; i (T R, t c ) intensità della precipitazione [mm/h]; = coefficiente di afflusso (rapporto tra volume di deflusso e volume totale di pioggia); calcolo portata critica di progetto [m 3 /s]: dimensionamento rete di regimazione in base alla Q P calcolata (teoria delle correnti a pelo libero).

40 FINE

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