VALUTAZIONE LCA DEL SISTEMA DI RICICLO DEI RIFIUTI A BASE DI GESSO IN REGIONE LOMBARDIA

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1 POLITECNICO DI MILANO Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio VALUTAZIONE LCA DEL SISTEMA DI RICICLO DEI RIFIUTI A BASE DI GESSO IN REGIONE LOMBARDIA Relatore: Prof.ssa Lucia RIGAMONTI Correlatore: Ing. Sara PANTINI Tesi di laurea magistrale di: Marta GIURATO Matr Anno accademico 2016/2017

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3 RINGRAZIAMENTI Ringrazio la Professoressa Lucia Rigamonti, che ha permesso la realizzazione di questa Tesi e mi ha dato l opportunità di intraprendere uno stimolante lavoro di ricerca scientifica. Ringrazio l Ingegnere Sara Pantini, per avermi seguita in questi mesi, senza mai farmi mancare il suo sostegno e i suoi preziosi consigli e aiutandomi durante l intero percorso. Ringrazio i gestori degli impianti di riciclo e dei siti estrattivi e i responsabili delle aziende contattate durante lo studio, per avermi fornito i dati e le informazioni fondamentali per la stesura di questo lavoro. Ringrazio la mia famiglia e in particolare i miei genitori, che hanno sempre creduto in me e non mi hanno mai lasciata sola, spronandomi a non desistere di fronte alle difficoltà. La loro presenza costante e la loro fiducia in me sono stati indispensabili per raggiungere questo traguardo. Ringrazio tutti gli amici con cui ho condiviso questo percorso, che con il loro affetto mi hanno supportata e incoraggiata ad andare avanti. Ringrazio infine Marco, che con la sua comprensione e serenità mi sostiene ogni giorno e mi insegna a non perdere mai la determinazione e la tenacia per raggiungere i miei obiettivi. 3

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5 INDICE INTRODUZIONE I RIFIUTI DA COSTRUZIONE A BASE DI GESSO Classificazione dei rifiuti da costruzione e demolizione Origine e tipologia dei rifiuti a base di gesso Produzione e gestione dei rifiuti a base di gesso Contesto europeo Stima della produzione dei rifiuti a base di gesso Contesto nazionale Contesto regionale Trattamento e riciclo dei rifiuti a base di gesso Usi e criteri qualitativi del gesso riciclato Il settore edile e il pannello in cartongesso Processo di produzione dell intonaco e dei pannelli in cartongesso Criteri qualitativi del gesso riciclato Criteri di accettazione dei rifiuti a base di gesso negli impianti di riciclo Uso del gesso riciclato nei cementifici Produzione di cemento in Italia Uso del gesso riciclato come additivo per il cemento Uso del gesso riciclato in agricoltura Uso del gesso riciclato per il trattamento dei fanghi con produzione dei gessi di defecazione Quadro normativo dei fertilizzanti: il D. Lgs n. 75/ Processo di produzione dei gessi di defecazione da fanghi Il gesso naturale Il processo di estrazione e lavorazione Impatti ambientali dell attività estrattiva Analisi del ciclo di vita (LCA) applicata ai rifiuti a base di gesso Caratteristiche generali e fasi della metodologia LCA Studi di letteratura sul recupero dei rifiuti a base di gesso Conclusioni e osservazioni IMPOSTAZIONE DELL LCA APPLICATA AL SISTEMA DI GESTIONE E RECUPERO DEI RIFIUTI A BASE DI GESSO IN REGIONE LOMBARDIA Obiettivi e fasi dello studio Scenario attuale di gestione

6 2.2.1 Route #1: Trattamento dei rifiuti di gesso in miscelazione ai C&D Route #2: Trattamento di recupero specifico dei rifiuti a base di gesso Inventario relativo all impianto di riciclo dei rifiuti a base di gesso Inventario dei prodotti evitati Tabelle riassuntive: scenario attuale Scenari alternativi di gestione Modellizzazione dei trasporti Uso della polvere di gesso riciclato negli stabilimenti di produzione di pannelli in cartongesso (scenario SA1) Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA1) Uso della polvere di gesso riciclato nei cementifici (scenario SA2) Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA2) Uso della polvere di gesso riciclato negli impianti di produzione di gessi di defecazione (scenario SA3) Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA3) Uso della polvere di gesso riciclato in agricoltura come ammendante e correttivo del ph (scenario SA4) Trasporto del gesso riciclato e della calce (Scenario SA4a) Tabelle riassuntive: scenari futuri alternativi Metodi di quantificazione degli impatti RISULTATI DELL ANALISI LCA Scenario attuale Impatti specifici associati alla route# Impatti specifici associati alla route# Impatti del sistema attuale di gestione Scenari alternativi futuri Scenario SA Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Analisi dei trasporti nello scenario SA Scenario SA Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Analisi dei trasporti nello scenario SA Scenario SA Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Analisi dei trasporti nello scenario SA

7 3.2.4 Scenari SA4a e SA4b Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione nello scenario SA4a Analisi dei trasporti nello scenario SA4a Scenario suggerito Analisi dei trasporti nello scenario ipotetico futuro CONCLUSIONI Bibliografia Allegati A

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9 INTRODUZIONE Il presente lavoro di Tesi è parte di un progetto di ricerca commissionato dalla Regione Lombardia al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale (DICA), Sezione Ambientale, del Politecnico di Milano tramite il Laboratorio Energia e Ambiente di Piacenza; scopo del progetto è la valutazione degli impatti ambientali dell attuale sistema di gestione e recupero dei rifiuti C&D non pericolosi attraverso il metodo dell analisi del ciclo di vita (LCA). Il presente lavoro di Tesi si focalizza su uno specifico flusso dei rifiuti C&D: i rifiuti a base di gesso. La macro-categoria dei rifiuti C&D (Capitolo 17 del Catalogo Europeo dei Rifiuti) è caratterizzata da flussi di rifiuti molto diversi tra loro, sia a livello quantitativo che qualitativo, per ognuno dei quali le strategie di gestione, le modalità di trattamento ed i campi di riutilizzo più idonei possono differire in base alle caratteristiche ed alle specificità del flusso in esame. I rifiuti non pericolosi a base di gesso (individuati con il codice CER ) sono un flusso esiguo se comparato alle altre frazioni che compongono la famiglia dei rifiuti C&D, in particolare i rifiuti inerti misti (CER ); tuttavia vi è un crescente interesse verso il riciclo dei rifiuti in gesso per tre principali ragioni: - sono caratterizzati da un elevato potenziale di riciclo in quanto, tramite opportuni processi di valorizzazione, possono essere trasformati in una risorsa secondaria (i.e. gesso riciclato) che possiede caratteristiche fisiche e chimiche del tutto analoghe a quelle del gesso naturale; pertanto il gesso riciclato può essere utilizzato, in sostituzione parziale o totale del gesso naturale, negli stessi ambiti di applicazione; - il riciclo dei rifiuti in gesso permette di evitare che questi vengano miscelati agli altri rifiuti inerti C&D; questa, infatti, è una pratica piuttosto diffusa che però ha delle forti limitazioni dovute principalmente all aumento della lisciviazione di solfati negli aggregati riciclati misti. La miscelazione dei rifiuti in gesso, sebbene avvenga con dosaggi piuttosto bassi, dato il volume ridotto a confronto con gli altri rifiuti inerti, comporta una riduzione della qualità degli aggregati riciclati e una limitazione al loro possibile utilizzo (es. rigonfiamento del materiale, aumento del contenuto di solfati nell eluato); ciò potrebbe rappresentare, in futuro, un punto di criticità pe il sistema se, come atteso, i rifiuti in gesso prodotti e avviati a riciclo dovessero aumentare; - il riciclo dei rifiuti in gesso permette di evitare il loro smaltimento in discarica, che genera problematiche notevoli per la salute dell uomo e dell ambiente, associate alle potenziali emissioni di idrogeno solforato (H2S), metano (CH4) e anidride carbonica (CO2), in seguito alla degradazione anaerobica della componente cellulosica che compone il cartongesso. La metodologia LCA è stata applicata al sistema regionale e l anno di riferimento dello studio è il La valutazione LCA del sistema di gestione attualmente implementato in Regione Lombardia ha permesso di metterne in luce i punti di forza e le criticità e di individuare possibili scenari futuri alternativi di recupero dei rifiuti da costruzione a base di gesso, che sono stati anch essi analizzati 9

10 con la metodologia LCA; la comparazione di tali scenari ha consentito quindi di quantificare i benefici derivanti dalle azioni migliorative proposte. Sulla base dei risultati di questo studio verranno fornite indicazioni oggettive a supporto delle politiche regionali per migliorare la gestione del sistema ed individuare le linee di intervento più efficaci, che possano ottimizzare il recupero dei rifiuti a base di gesso non pericolosi e l uso della materia prima secondaria ottenuta dal loro trattamento, tenendo conto anche della domanda di mercato presente per i diversi settori di utilizzo. Il punto di partenza del lavoro è stato la raccolta dei dati e delle informazioni necessarie per costruire un quadro completo e aggiornato riguardo ai quantitativi di rifiuti in gesso che vengono prodotti e gestiti in regione, alle modalità con cui sono gestiti (ovvero quanto va a smaltimento e quanto va a recupero) e al tipo di trattamento di recupero che viene effettuato negli impianti. Per questo sono state utilizzate diverse fonti di dati e modalità di indagine che comprendono: - il database MUD per la stima dei flussi e delle operazioni di trattamento; - indagini telefoniche dirette agli impianti di recupero e sopralluoghi tecnici per comprendere come avviene il processo di recupero; - indagini dirette a valutare l attività estrattiva e di lavorazione del gesso naturale in regione, essendo questo la materia prima vergine che può essere evitata grazie al recupero dei rifiuti e all impiego del gesso riciclato nei diversi campi di applicazione; - indagini telefoniche dirette ai potenziali utilizzatori finali per capire in quali settori e come possa essere usata la polvere di gesso in uscita dal processo di riciclo. La prima fase della ricerca si è incentrata sulla quantificazione dei flussi a base di gesso prodotti a livello regionale, in confronto con il panorama nazionale ed europeo; per questi ultimi due, a causa della carenza dei dati statistici ufficiali disponibili, sono state condotte delle stime a ritroso dei rifiuti a partire dalla produzione dei manufatti in gesso. Al contrario, per il sistema di gestione regionale, la stima dei rifiuti prodotti e gestiti si basa sulle elaborazioni della banca dati MUD, effettuate dal gruppo di ricerca AWARE del DICA, che si basano sui dati annualmente presentati dagli impianti operativi in regione che hanno trattato lo specifico codice CER. Attraverso tali elaborazioni è stato possibile ricostruire il bilancio di massa complessivo del sistema impiantistico regionale calcolando i flussi diretti alle diverse operazioni di smaltimento e recupero (Capitolo 1). Al fine di comprendere gli effettivi metodi di recupero dei rifiuti in gesso implementati in regione, sono stati contattati telefonicamente i principali impianti di recupero operativi in Lombardia (27 su 65 totali) che, insieme, hanno trattato il 90,2% del totale avviato a recupero nel 2014 e dunque sono stati assunti come rappresentativi dell intero contesto regionale. È emerso che i rifiuti in gesso, ad eccezione di un unico impianto attualmente operativo in regione in cui viene applicato un trattamento specifico, sono prevalentemente miscelati agli altri rifiuti C&D misti per produrre aggregati riciclati, destinati alla realizzazione di rilevati e sottofondi stradali oppure ad operazioni 10

11 di ripristino ambientale (es. cave dismesse). L attuale sistema di gestione e recupero dei rifiuti a base di gesso in regione si compone, quindi, di due distinti percorsi: il trattamento in miscelazione con gli altri rifiuti inerti C&D (i.e. cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche, miscele bituminose e rifiuti C&D misti), indicato come route#1, che rappresenta il flusso prevalente (99,5%) ed il trattamento di recupero specifico dei rifiuti in gesso, indicato come route #2, effettuato dall unico impianto operativo in regione nel 2014, al quale è associato il restante flusso di rifiuti (0,5%). Per quanto riguarda il trattamento in miscelazione con i rifiuti C&D misti (route #1), sono stati presi a riferimento i dati e i risultati ottenuti dal precedente studio di LCA condotto dal gruppo AWARE del Politecnico di Milano (DICA). Per meglio comprendere, invece, quali sono le principali fasi della lavorazione, le tecnologie adottate e la tipologia della materia prima secondaria prodotta dal trattamento specifico dei rifiuti in gesso (route #2), si è svolto un sopralluogo presso l impianto di riciclo presente in regione, da cui sono stati ricavati i dati primari necessari per la quantificazione degli impatti. In seguito al sopralluogo è inoltre emerso che, attualmente, il gesso riciclato prodotto dall impianto di recupero dei rifiuti viene destinato ad una azienda che lo utilizza come additivo nella miscela per produrre i gessi di defecazione, in sostituzione al gesso naturale. Allo stato attuale, in regione, il mercato del gesso riciclato coinvolge quindi un unico ambito di applicazione rispetto a quelli potenzialmente individuati. L impiego del gesso riciclato permette in questo caso di risparmiare gesso naturale e di evitare quindi gli impatti associati alla sua estrazione e lavorazione. Per potere quantificare gli impatti evitati è stato necessario raccogliere dati primari inerenti la produzione di gesso naturale, essendo questo un processo fortemente sito-specifico; a tal fine, sono stati effettuati sopralluoghi presso il sito estrattivo di gesso in regione e l impianto di lavorazione della materia prima. Per la modellizzazione del rapporto di sostituzione tra risorsa secondaria e primaria, che esprime la quantità di materia vergine effettivamente evitata, si è tenuto conto delle caratteristiche qualitative del gesso riciclato richieste per l applicazione d impiego specifica e confrontate con quelle del gesso naturale. In seguito si è effettuata un analisi dello stato dell arte relativo ai principali settori produttivi per i quali il reimpiego del gesso riciclato che si ottiene a valle di un trattamento di recupero specifico dei rifiuti in gesso è tecnicamente possibile; ciascun ambito di utilizzo individuato è stato analizzato in termini di domanda potenziale e reale di gesso riciclato, così come sono state valutate le caratteristiche qualitative e tecniche che il gesso riciclato deve possedere per ciascun impiego; ciò ha permesso di valutare la reale fattibilità di riutilizzo del gesso riciclato, a livello regionale nei diversi ambiti esaminati che comprendono: la produzione di nuovi pannelli in cartongesso, i cementifici, il trattamento dei fanghi con produzione dei gessi di defecazione e l agricoltura (Capitolo 2). Dopo aver valutato gli impatti del sistema attuale di gestione, composto dalle due differenti opzioni di trattamento (route#1 e route#2), con la stessa metodologia sono stati analizzati alcuni scenari futuri alternativi di gestione di questi rifiuti in regione, in base ai possibili riutilizzi del gesso 11

12 riciclato; infine, sulla base dei risultati dell LCA di ciascun destino di impiego e tenendo conto dei potenziali mercati del gesso riciclato, si è definito uno scenario ipotetico futuro che fosse applicabile in modo realistico al contesto regionale (Capitolo 3). 12

13 1. I RIFIUTI DA COSTRUZIONE A BASE DI GESSO 1.1 Classificazione dei rifiuti da costruzione e demolizione I rifiuti da costruzione e demolizione (di seguito indicati C&D) derivano dalle attività di costruzione, demolizione e manutenzione di edifici, da opere edili e da attività di progettazione e manutenzione di infrastrutture stradali e ferroviarie. Sono classificati come rifiuti speciali e sono composti prevalentemente da materiale non pericoloso (98,5%, ISPRA 2016), e in minima parte da materiale pericoloso (1,5%) costituito in prevalenza da rifiuti contenenti amianto. La categoria di rifiuti C&D quindi comprende una vasta varietà di rifiuti di diversa natura, ciascuno dei quali presenta diverse esigenze tecniche dal punto di vista sia dello smaltimento che del trattamento di recupero. I rifiuti C&D appartengono al capitolo 17 del Catalogo Europeo dei Rifiuti (CER) che, ai sensi della Decisione della Commissione Europea 2014/955/CE, classifica i vari tipi di rifiuti mediante un codice a sei cifre identificativo di ogni singolo rifiuto. In base alla loro composizione, i rifiuti C&D si possono suddividere nelle seguenti categorie: Frazione minerale inerte: comprende materiali come cemento, mattoni, mattonelle, ceramiche, etc.; Frazione non minerale: include i materiali come vetro, metalli, plastiche, legno, etc.; Frazione pericolosa non riciclabile. Nell Allegato A1 è riportata la classificazione dei rifiuti C&D, come indicata all interno del capitolo 17 del Catalogo Europeo dei Rifiuti. I rifiuti a base di gesso, quindi, appartengono alla macro-categoria dei rifiuti C&D, sebbene le caratteristiche sia quantitative che qualitative siano notevolmente differenti rispetto alle altre frazioni che costituiscono i rifiuti C&D. In particolare, i rifiuti oggetto del presente lavoro di Tesi sono quelli classificati con il codice CER , così definiti: Materiali da costruzione a base di gesso diversi da quelli di cui alla voce ; non vengono quindi considerati i rifiuti a base di gesso contenenti sostanze pericolose Origine e tipologia dei rifiuti a base di gesso I rifiuti da costruzione a base di gesso sono costituiti essenzialmente da intonaci a base di gesso e da pannelli in cartongesso e hanno origine prevalentemente da: impianti di produzione di pannelli in cartongesso ed altri prodotti edili a base di gesso; siti di costruzione; siti di restauro, demolizione e decostruzione. 13

14 I rifiuti generati durante i processi di produzione dei pannelli sono definiti rifiuti di produzione o rifiuti pre-consumo. Sono composti prevalentemente da pannelli che non rispondono agli standard di qualità (WRAP and Environmental Resources Management Ltd, 2008). Il riciclo dei rifiuti di gesso che si generano durante la produzione rientra nelle politiche aziendali di riduzione di rifiuti delle società produttrici, che reinseriscono nel ciclo produttivo gli sfridi di lavorazione, come già avviene ad esempio nel Regno Unito, in Olanda, Belgio, Germania, Francia, Spagna e Italia (Rivero et al., 2015). Il gesso così riciclato viene indicato come gesso riciclato preconsumo. I rifiuti post-consumo sono quelli generati dai lavori di costruzione, restauro, decostruzione e demolizione. Essi comprendono sia i pannelli danneggiati e tagliati in modo non idoneo dopo la fase di installazione, sia i pannelli a fine vita, rimossi dagli edifici durante la fase di decostruzione e restauro. La quantità di rifiuti di gesso post-consumo riciclabili è maggiore quando sono attuate pratiche di decostruzione invece che di demolizione, con una separazione dei rifiuti di gesso alla fonte. Inoltre, una soluzione per ridurre, riutilizzare e riciclare tali rifiuti è data, ad esempio, dalla disponibilità di lastre di cartongesso tagliate a misura e consegnate nella giusta quantità richiesta dai cantieri. Un altra soluzione per ridurre il volume dei rifiuti consiste nel rendere disponibili intonaci e massetti attraverso sistemi di stoccaggio in cantiere. Le quantità inutilizzate possono essere fornite a un altro cantiere oppure restituite al fabbricante. Gli sfridi in cartongesso di solito sono meno contaminati rispetto ai rifiuti in cartongesso derivanti dalle demolizioni e dai restauri. Questi ultimi, infatti, possono essere potenzialmente inquinati dalla presenza di altri materiali quali vernici, fermagli, viti, trucioli, isolanti, etc. Ciò rappresenta un problema per i costruttori di pannelli in cartongesso e un limite per il riciclo di questo flusso ed il reinserimento nel processo di produzione, poiché nella maggior parte dei casi gli impianti delle aziende produttrici sono adatti solo al trattamento di materiali non contaminati, come gli sfridi derivanti dai processi interni di produzione e/o dall installazione in cantiere. 1.2 Produzione e gestione dei rifiuti a base di gesso Contesto europeo I rifiuti C&D costituiscono uno dei flussi di rifiuti prioritari e più significativi prodotti nell Unione Europea, sia dal punto di vista quantitativo, in quanto rappresentano circa un terzo di tutti i rifiuti generati in Europa, sia dal punto di vista qualitativo, in quanto hanno un elevato potenziale di recupero, quando non risultano contaminati da sostanze pericolose ed opportunamente selezionati alla fonte. Secondo i dati di Eurostat del 2014, nell Unione Europea sono stati prodotti in totale Mt di rifiuti, di cui quelli prodotti dal settore delle costruzioni ammontano a 868 Mt. In percentuale, quindi, il settore dell edilizia contribuisce per il 34,7% al totale dei rifiuti prodotti. 14

15 I rifiuti minerali totali, definiti da Eurostat come mineral and solidified waste, provenienti dal settore delle costruzioni risultano pari a 828 Mt (95,3% dei C&D totali), di cui quasi 812 Mt sono non pericolosi (98,1%). Tale categoria include i codici W12 e W13, che comprendono a loro volta le sottocategorie mostrate nella Tabella 1.1, per ciascuna delle quali sono indicate le rispettive quantità riferite ai soli rifiuti non pericolosi. In particolare, la sottocategoria di interesse per questo studio è rappresentata dal codice W12.1, ossia i rifiuti minerali da costruzione e demolizione non pericolosi, pari a 273,3 Mt (33.66% sul totale). Tabella 1. 1 Dati Eurostat relativi alla produzione dei rifiuti minerali C&D in Europa nell anno 2014 Codice Sottocategorie Quantità (Mt) W12.1 Rifiuti minerali da costruzione e demolizione 273,3 W12.2, 12.3, 12.5 Atri rifiuti minerali 1,52 W12.4 Rifiuti da combustione 0,09 W12.6 Terre 436,93 W12.7 Materiale di dragaggio 78,81 W12.8, W13 Rifiuti minerali da rifiuti da trattamento e stabilizzazione 21,29 In relazione alle modalità di gestione e trattamento dei rifiuti, facendo riferimento ai dati di Eurostat, nel 2014 nell Unione europea sono stati trattati circa Mt di rifiuti. I rifiuti minerali totali sono pari a Mt, di cui Mt sono non pericolosi. Non è stato possibile, tuttavia, risalire alla quantità gestita di mineral and solidified waste relativa al solo settore delle costruzioni, poiché i flussi nel database Eurostat per quanto riguarda la gestione dei rifiuti non sono distinti in base al settore di attività né è possibile selezionare il singolo codice CER. Dai dati statistici ufficiali di Eurostat non è possibile quindi quantificare i rifiuti a base di gesso (CER ) prodotti e gestiti in Europa. Anche i dati disponibili negli studi di letteratura di settore sono piuttosto limitati e relativi a contesti specifici dove sono stati condotti i singoli progetti. L analisi di alcune pubblicazioni sui flussi dei rifiuti da costruzione a base di gesso in Europa ha evidenziato una produzione media di circa 4 milioni di tonnellate di rifiuti da costruzione a base di gesso, corrispondente a circa lo 0,5% del totale C&D (868 Mt), il cui destino finale è rappresentato dalla discarica, con tassi variabili tra 10% e 90% nei diversi Paesi europei, dal riciclo o da altre forme di recupero di materia come la miscelazione con i rifiuti inerti C&D (Rivero et al. 2016). Ad oggi, quindi, non sono disponibili dati statistici ufficiali relativi al quantitativo di rifiuti da costruzione a base di gesso prodotti e gestiti in Europa, in quanto i dati pubblicati da Eurostat e 15

16 ISPRA sono presentati in forma aggregata per l intera categoria C&D o in riferimento alla sottocategoria dei rifiuti C&D inerti. Se già i dati di produzione dei rifiuti C&D non pericolosi è incerta a causa della carenza delle fonti e della disomogeneità dei metodi di stima, le difficoltà si moltiplicano quando la ricerca viene spinta ad un livello di dettaglio maggiore, ovvero per il singolo codice CER (170802). Per ovviare a questa mancanza di dati, come spiegato nel paragrafo , tramite l elaborazione dei pochi dati ufficiali disponibili si è stimata la produzione dei rifiuti a base di gesso a livello europeo. Grazie alla quantificazione dei flussi in gioco, infatti, si possono poi individuare anche le strategie di gestione e recupero più idonee da sviluppare. Anche per la gestione non si hanno stime e dati ufficiali su questo tipo di rifiuti in ambito europeo. Ciò che si conosce allo stato attuale è che di recente il trattamento di questi rifiuti si è diffuso in diversi Paesi, quali Belgio, Finlandia, Francia, Danimarca, Svezia, Paesi Bassi e Regno Unito, in cui sono stati messi in funzione diversi sistemi di riciclo del gesso. Ciò è stato possibile anche grazie a due importanti progetti europei, finanziati dal Programma LIFE + Politica ambientale e governance, che promuove progetti innovativi nel campo della gestione dei rifiuti. I progetti europei che hanno ricevuto il sostegno del programma LIFE per migliorare la gestione dei rifiuti a base di gesso sono: GtoG, promosso da un consorzio composto da 17 partner europei, tra cui riciclatori di gesso, produttori di cartongesso, società che si occupano di decostruzione, società di consulenza e istituti di ricerca. Il coordinatore del progetto è Eurogypsum, l Associazione europea dell industria del gesso; Gy.eco, promosso dalla Gyproc - Saint-Gobain, gruppo industriale francese che produce e distribuisce materiali per l edilizia a livello mondiale. Entrambi i progetti sono volti da un lato a capire qual è lo stato attuale del sistema europeo e dall altro quali sono le linee d azione per incentivare il recupero e una gestione migliore di questo tipo di rifiuti. Il progetto europeo GtoG, chiamato From Production to Recycling, a Circular Economy for the European Gypsum Industry with the Demolition and Recycling Industry, ha come finalità quella di incentivare il riciclo del gesso, promuovendo pratiche di decostruzione, stabilendo criteri standard di qualità dei prodotti e quantificando i diversi impatti ambientali del riciclo e dello smaltimento in discarica. Il progetto, iniziato a gennaio 2013 e concluso a dicembre 2015, è stato sviluppato attraverso tre azioni: azione A: ha analizzato e valutato le pratiche attuali di costruzione e demolizione, la caratterizzazione dei rifiuti da costruzione a base di gesso e le tecnologie di riciclo adottate a livello europeo per ottenere gesso riciclato da reincorporare nel processo di produzione di pannelli in cartongesso; 16

17 azione B: ha previsto l implementazione del progetto, con l analisi di 5 progetti pilota in cui sono state testate diverse tecniche di decostruzione e decontaminazione dei rifiuti, l efficacia dei trattamenti di riciclo e il reinserimento nei processi di produzione dei pannelli in cartongesso in diverse quote, fino a un reimpiego massimo del 30% di gesso riciclato. I test sono stati condotti tra il 2014 e il 2015 in Belgio, Francia, Germania e Regno Unito; azione C: sono stati monitorati gli impatti delle azioni del progetto e delineate le conclusioni. I risultati finali sono un report sugli indicatori delle migliori pratiche di decostruzione, di riciclo e di reinserimento della polvere di gesso riciclata nei processi produttivi dei pannelli in cartongesso e una valutazione sull impronta carbonica del gesso, con un confronto tra gli impatti ambientali dello smaltimento in discarica e quelli del riciclo. I prodotti in gesso sono tra i pochissimi materiali da costruzione in cui il processo di riciclo è chiuso (closed-loop), ossia i rifiuti sono utilizzati per fabbricare di nuovo il prodotto che li ha generati e non soltanto recuperati per l uso in altre applicazioni di down-cycling come avviene, ad esempio, con i residui di calcestruzzo e mattoni che si usano per la produzione di aggregati per la costruzione di strade. Le principali conclusioni e i risultati ottenuti durante la prima fase del progetto GtoG (condotta tra gennaio 2013 e settembre 2013) in relazione alle normative europee sono le seguenti: 1) nonostante le lacune presenti nei dati e nelle statistiche a disposizione per i rifiuti a base di gesso, le quali rendono difficile la valutazione della gestione di questo flusso, si può affermare che il riciclo del cartongesso è molto lontano dal contribuire al raggiungimento del target del riciclo di almeno il 70% in peso dei materiali a fine vita (che include anche la preparazione al riuso e le operazioni di recupero), stabilito nell articolo 11 della Direttiva Quadro del Nella Tabella 1.2 viene indicato il quantitativo riciclato, inteso come flusso di rifiuti trattato e reinserito nel ciclo produttivo di pannelli in cartongesso, e il quantitativo recuperato in altre applicazioni, come in campo agricolo o nei cementifici. La quantità media di rifiuto in gesso riciclato e reinserito nel ciclo produttivo dei pannelli in cartongesso in Francia, Benelux e Regno Unito si può stimare intorno al 25,8 %. Tuttavia, quando si considerano tutti gli 8 Paesi studiati, questo tasso scende all 11 %. 2) la Decisione del Consiglio 2003/33/EC, che ha stabilito per i rifiuti a base di gesso lo smaltimento in discariche per rifiuti non pericolosi in celle dove non sono accettati rifiuti biodegradabili ( discariche mono-celle ) è stata implementata in modo corretto solo in 3 degli 8 dei Paesi studiati in GtoG, ossia in Belgio, Francia e Regno Unito. In Paesi come la Germania, Grecia e Polonia nessuna applicazione della Decisione del Consiglio è stata finora osservata. 17

18 Tabella Stima dei diversi destini dei rifiuti a base di gesso negli 8 Paesi oggetto del progetto GtoG nell anno 2013 Rifiuti in cartongesso stimati prodotti Rifiuti in cartongesso stimati smaltiti in Rifiuti a base di gesso riciclati (t) Rifiuti a base di gesso riciclati (%) Altri recuperi in agricoltura, cementifici (t) Altri recuperi in agricoltura, cementifici (%) (t) discarica (%) Germania , ,3 Grecia* Spagna* Francia ,2 Benelux** ,4 Polonia* Regno Unito , , ,6 3) *Grecia, Spagna e Polonia: in genere i rifiuti in cartongesso sono mischiati con gli altri rifiuti C&D e di solito sono smaltiti in discarica. Comunque, a causa della mancanza di dati, è impossibile valutare le percentuali di rifiuti smaltiti o recuperati. 4) **Benelux comprende Belgio, Olanda, Lussemburgo. Sono stati usati i dati di Olanda e Belgio e sono stati accorpati a causa di problemi tra i partner di GtoG Stima della produzione dei rifiuti a base di gesso Come già accennato nel paragrafo 1.2.1, la quantificazione dei flussi di rifiuti non pericolosi contenenti gesso è un punto di partenza fondamentale per l analisi e l individuazione del sistema di gestione più appropriato al trattamento e recupero di tali rifiuti. Per stimare la produzione del flusso di rifiuti a base di gesso in Europa, sono stati elaborati i dati relativi alla produzione e al consumo dei prodotti edili a base di gesso, adottando la stessa metodologia presentata nel report Eurogypsum ed utilizzando i dati contenuti nel database Eurostat. I prodotti a base di gesso, secondo la classificazione Prodcom, sono distinti in due categorie: una relativa ai materiale da intonaci ( plaster material ) ricoperti di carta, ovvero i pannelli in cartongesso, individuati dal codice PRODCOM , e l altra che comprende i materiali edili a base di gesso non ricoperti di carta, come ad esempio i blocchi di gesso, gli intonaci per soffitti, gli intonaci decorativi, i vetri rinforzati con gesso e gli stampi, individuati dal codice PRODCOM Nelle elaborazioni condotte per la stima della produzione dei rifiuti a base di gesso a partire dai dati di produzione dei prodotti per l edilizia, sono stati presi a riferimento e confrontati due indicatori (entrambi espressi in m 2 ), riportati nella sezione del database di Eurostat Prodcom Annual Sold (NACE Rev 2) per i codici in esame: - il primo, definito Volume Production, è relativo alla produzione totale nel Paese di riferimento; - il secondo ( Apparent consumption ) tiene conto anche dei quantitativi importati ed esportati da ciascun Paese. 18

19 Partendo dall analisi dell indicatore relativo al Volume Production, come riportato nella Tabella 1.3, la produzione totale in Europa nel 2014 risulta pari a milioni di m 2, di cui milioni di m 2 sono i pannelli in cartongesso (codice ); gli altri prodotti a base di gesso (codice ) ammontano a soli 256 milioni di m 2. Mediamente, quindi, circa l 82% dei prodotti in gesso manufatti in Europa è costituito da cartongesso e pertanto questo sarà il componente principale dei rifiuti a base di gesso prodotti in Europa. Risultato analogo si ottiene anche nel caso in cui si consideri l indicatore Apparent consumption, che aggiunge al volume dei materiali in gesso prodotti, le quantità importate e sottrae quelle esportate; dai dati relativi a questa elaborazione, mostrati in Tabella 1.3, si nota che, anche prendendo a riferimento il consumo apparente, si ottengono le stesse proporzioni dei prodotti in gesso evidenziate dall indicatore Volume production. In questo caso, infatti, i prodotti a base di gesso consumati in Europa nel 2014, al netto dei bilanci tra import ed export, risultano in totale pari a milioni di m 2, di cui milioni di m 2 sono i pannelli in cartongesso, corrispondenti all 81,8 %. Tabella 1. 3 Volume production e Apparent consumption dei prodotti in cartongesso e altri a base di gesso per i 27 Stati dell Unione Europea nel 2014 Cartongesso Altri prodotti in gesso Anno 2014 EU 27 m 2 % m 2 % Volume production Apparent consumption , ,2 Poiché i due indicatori restituiscono informazioni pressoché simili, si è scelto di prendere a riferimento per le successive stime i dati relativi alla produzione totale dei prodotti a base di gesso espressi dall indicatore Volume Production, cui si riferiscono le Figure 1.1 e 1.2. Nella Figura 1.1 sono riportati i dati di produzione nel 2014 relativi ad alcuni Paesi europei; appare evidente che il quantitativo prodotto di pannelli in cartongesso (barra blu) è predominante rispetto agli altri materiali a base di gesso (barra rossa), con percentuali anche del 99% per Paesi come l Italia, l Olanda e la Germania. Inoltre, si nota che i principali paesi produttori dei pannelli in cartongesso sono il Regno Unito (255,5 Mm 2 ), la Germania (252,7 Mm 2 ) e la Spagna (81,5 Mm 2 ); non a caso, i primi due paesi rappresentano anche i promotori di progetti di recupero del gesso e in parte già implementano pratiche di riciclo/recupero degli sfridi da lavorazione del gesso (rifiuti pre-consumo) che vengono reinseriti all interno dello stesso ciclo produttivo delle lastre in cartongesso. Infatti, laddove si produce di più, vi è una maggiore attenzione a come si potrebbe reimpiegare il rifiuto generato nel ciclo produttivo. 19

20 Milioni (m2) Milioni (m2) Altri prodotti in gesso (rosso) Cartongesso (blu) 0 Figura 1. 1 Consumo dei prodotti in cartongesso (barra blu) e altri prodotti a base di gesso (barra rossa) in alcuni Paesi europei nel 2014, espressi in m 2 (fonte: Eurostat). Analizzando nello specifico il trend della produzione dei pannelli in cartongesso (PRODCOM ) nel periodo , mostrato in Figura 1.2, si evince che la produzione di cartongesso è mediamente stabile, con un aumento in alcuni Paesi come il Regno Unito e l Italia Francia Olanda Germania Italia Regno Unito Danimarca Portogallo Spagna Finlandia Croazia Figura 1. 2 Produzione di cartongesso in Europa ( ) La produzione del cartongesso deve essere necessariamente contestualizzata all area geografica di riferimento ai fini del confronto; a tale scopo, una delle metodologie di analisi più diffuse, specie 20

21 m2/p per i rifiuti C&D, è quella che correla il dato di produzione alla popolazione del paese, esprimendo cioè il dato in termini di consumo specifico pro-capite (m 2 /p). Per calcolare il consumo specifico di cartongesso nell anno 2014, anno di riferimento del presente lavoro di Tesi, si è partiti dai valori del consumo specifico di cartongesso calcolati per il periodo dalla società canadese New West Gypsum Recycling (NWGR) e presentati nel Report Eurogypsum (DA.1, 2013). I consumi specifici riferiti al 2014 sono una proiezione di questi valori stimati da NWGR, in cui si è correlata la popolazione, la produzione dei prodotti e la produzione dei rifiuti. Nell Allegato A3 è riportata l analisi di NWGR sul consumo specifico di cartongesso e sulla produzione di rifiuti in cartongesso. La Figura 1.3 mostra i risultati ottenuti per gli otto Paesi per i quali sono disponibili i dati di consumo specifico dal report di Eurogypsum e del volume di produzione del Accanto ai principali produttori di cartongesso evidenziati già dall analisi precedente, quali la Germania e il Regno Unito, si nota che anche altri Paesi come la Finlandia, la Danimarca, il Portogallo e l Olanda presentano un notevole consumo specifico di tali prodotti, rispettivamente pari a 1,65, 1,33, 2,84 e 1,24 m 2 /p, mentre l Italia presenta valori di circa 0,9 m 2 /p. Questo perché i pannelli in cartongesso sono stati introdotti per la prima volta in Italia a partire dagli anni 60 ma solo negli ultimi decenni si è registrata una significativa crescita del mercato, grazie ad una serie di caratteristiche delle lastre rivestite quali la versatilità di utilizzo, i costi ridotti, la stabilità fisica, la resistenza al fuoco e le ottime proprietà di isolamento acustico e termico che ne hanno favorito l impiego come rivestimento interno di edifici o per formare pareti divisorie. 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Figura 1. 3 Consumo specifico in Europa nel 2014 (m 2 /persona) Partendo dalle medesime assunzioni della società canadese New West Gypsum Recycling (NWGR), presentate nel Report Eurogypsum (DA.1, 2013), i prodotti in cartongesso venduti nel 2014 (in m 2 ) sono stati convertiti in peso (moltiplicando per 0,0085 t/m 2 ) così da ottenere le tonnellate di cartongesso prodotto in Europa nel

22 Migliaia (tonnellate) Per stimare la produzione totale di rifiuti in cartongesso si sono adottate le percentuali presenti nel progetto di Eurogypsum, in cui si assume che i rifiuti prodotti pre-consumo siano il 10% del volume totale prodotto di lastre in cartongesso e che i rifiuti post-consumo siano il 50% di quelli pre-consumo, percentuali che derivano da una precedente indagine condotta da NWGR. Di seguito è riportata la Figura 1.4 dove è mostrata la produzione di rifiuti da costruzione a base di gesso stimata per il 2014 per i Paesi europei per i quali erano disponibili i dati Olanda Germania Italia Regno Unito Danimarca Portogallo Spagna Finlandia Figura Produzione totale stimata di rifiuti a base di gesso nel 2014 Germania e Regno Unito risultano essere le nazioni con una produzione maggiore di questo flusso di rifiuti, pari a circa t e t rispettivamente. Ciò è ragionevole in quanto esse, insieme alla Francia, sono le maggiori produttrici di pannelli in cartongesso in Europa. L Italia invece ha una produzione minore, pari a t Contesto nazionale Il Rapporto Rifiuti Speciali - Edizione 2016, elaborato dal Servizio Rifiuti dell ISPRA e pubblicato nel mese di luglio 2016, fornisce i dati a livello nazionale, regionale e provinciale, riferiti all anno 2014, sulla produzione e gestione dei rifiuti speciali non pericolosi e pericolosi, stimando anche quelli provenienti dal solo settore delle costruzioni e demolizioni (Categoria CER 17), nonché i dati relativi ai flussi di import ed export. Tali dati sono stati ottenuti dalle banche dati MUD degli impianti, attraverso elaborazioni condotte dalle agenzie regionali (ARPA) con l applicazione di specifiche metodologie secondo le indicazioni fornite da ISPRA. Il MUD, Modello Unico di Dichiarazione ambientale, è stato istituito con la Legge n. 70/1994 e dal 1996 ad oggi rappresenta la principale fonte di informazione in merito alla produzione, gestione, trasporto dei rifiuti speciali ed urbani a livello nazionale. Nel MUD sono identificati i rifiuti prodotti dalle attività economiche, quelli raccolti dal Comune e quelli smaltiti, avviati al recupero o 22

23 trasportati nell'anno precedente a quello della dichiarazione. I rifiuti sono raggruppati per tipologia (tramite i codici numerici CER), per produttore e per provenienza. Tuttavia, poiché la presentazione del MUD alla Camera di Commercio è obbligatoria solo per gli enti e le imprese produttori di rifiuti pericolosi e per quelli che producono rifiuti non pericolosi con un numero di dipendenti superiore a 10, la quantificazione dei dati di produzione dei rifiuti nel settore delle costruzioni e demolizioni è il risultato di una stima, in quanto alcuni settori produttivi, ai sensi della normativa vigente, risultano interamente o parzialmente esenti dall obbligo di dichiarazione. La produzione italiana dei rifiuti speciali totali è di circa 130,6 Mt, dato che comprende anche le quantità di rifiuti speciali provenienti dal trattamento di rifiuti urbani. Di questi, sono oltre 121,7 Mt i rifiuti speciali non pericolosi, di cui i rifiuti prodotti dalle attività di costruzione e demolizione, come definiti dal codice CER, capitolo 17, rappresentano una parte rilevante (50,2 Mt). Tale categoria di rifiuti costituisce quindi il 38,4% sul totale dei rifiuti speciali prodotti e il 41,26% sul totale dei rifiuti speciali non pericolosi. I quantitativi sono riportati nella Tabella 1.4. Tabella 1. 4 Produzione italiana dei rifiuti speciali nel 2014 (t) (Fonte: ISPRA, 2016) Tipologia Quantitativo annuale (t)2014 (1) RS NP da MUD (a) (b) (2) RS NP C&D da MUD (3) RS NP C&D da stime ISPRA (1+2+3) Totale RS non pericolosi Totale RS pericolosi Totale rifiuti speciali RS (a) (a) esclusi i rifiuti stimati da ISPRA ed esclusi i rifiuti C&D (b) inclusi i quantitativi di rifiuti speciali non pericolosi provenienti dal trattamento di rifiuti urbani. Legenda: RS NP: Rifiuti speciali non pericolosi RS P: Rifiuti speciali pericolosi Nel 2014 i rifiuti speciali gestiti nel complesso in Italia sono 133,8 Mt, di cui 125,4 Mt (94% del totale gestito) sono non pericolosi e i restanti 8,3 Mt (6% del totale) sono pericolosi. Nel Rapporto Rifiuti Speciali sono riportate anche le percentuali relative alle diverse operazioni di recupero/smaltimento (vedi Allegato A2). In particolare, la Figura 1.5 mostra le modalità di gestione dei soli rifiuti speciali non pericolosi. Il recupero di materia (operazioni da R2 a R12), con 81,6 Mt (pari al 73,2% del totale dei rifiuti non pericolosi gestiti), è predominante rispetto alle altre operazioni di recupero (R13) e smaltimento (D1-D15). In particolare, l operazione identificata dal codice R5 (riciclo/recupero di altre sostanze inorganiche) è la forma di recupero prevalente, pari al 57,2% del rifiuto totale sottoposto a recupero, alla quale sono stati avviati circa 46,7 Mt di rifiuti, gran parte dei quali provenienti dal settore delle costruzioni. Le quantità avviate ad Altre 23

24 operazioni di smaltimento (D8, D9, D13 e D14) sono pari a 16 Mt, il 14,4% del totale gestito; il 9,1% dei rifiuti non pericolosi, corrispondente a 10,1 Mt, viene invece smaltito in discarica. Recupero materia Smaltimento in discarica Incenerimento Messa in riserva e deposito preliminare Altre operazioni di smaltimento Recupero di energia 1% 9% 14% 1% 2% 73% Figura Gestione dei rifiuti speciali non pericolosi, anno 2014 (ISPRA) Analizzando nel dettaglio i dati di gestione in riferimento a ciascun capitolo dell Elenco Europeo dei Rifiuti, è emerso che nel 2014 circa il 58% dei rifiuti speciali non pericolosi avviati a recupero (81,6 Mt) è costituito da Rifiuti delle operazioni di costruzione e demolizione (capitolo 17), compreso il terreno proveniente da siti contaminati. Quindi, circa 47 Mt di rifiuti C&D non pericolosi sono state avviate ad operazioni di recupero, che consistono prevalentemente nel Riciclaggio/recupero di altre sostanze inorganiche (R5), Riciclaggio/recupero dei metalli e dei composti metallici (R4) mentre una parte consistente rimane stoccata (R13) per essere recuperata nell anno successivo. Inoltre, l 11%, pari a circa 2,87 Mt, dei rifiuti non pericolosi smaltiti è costituito dai rifiuti del capitolo 17. Nell Allegato A2 sono riportate le azioni di recupero e smaltimento come sono definite nella Direttiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo. Essendo i dati ufficiali di ISPRA riferiti all intero Capitolo 17 non è stato però possibile quantificare da tale fonte il flusso dei rifiuti a base di gesso prodotto sul territorio nazionale, né valutare come vengono effettivamente gestiti e trattati. Dunque, analogamente a quanto mostrato in precedenza, è stato usato il database Eurostat prodcom e il metodo di stima riportato nel paragrafo per stimare la produzione di rifiuti in cartongesso in l Italia nel 2014, che è risultata di tonnellate, mentre quella totale di rifiuti a base di gesso pari a tonnellate Contesto regionale I dati di produzione dei rifiuti speciali non pericolosi a livello regionale, presenti nel Rapporto ISPRA 2016, derivano, anche in questo caso, dall elaborazione delle dichiarazioni MUD. 24

25 Nel caso della Regione Lombardia, la banca dati viene trasmessa all ARPA Lombardia, che effettua il lavoro di correzione degli errori e di armonizzazione dei dati. Infatti, i dati contenuti nei MUD non sono direttamente utilizzabili, ma necessitano spesso di un accurato controllo e di una revisione da parte delle agenzie regionali per eliminare e/o ridurre i possibili errori presenti all interno dei moduli cartacei, prima che i dati aggregati vengano consegnati alla Regione e in seguito all ISPRA per avere i dati nazionali. Dall analisi dei dati regionali si nota che la Lombardia, nel 2014, è al primo posto come produzione dei rifiuti speciali in Italia, con circa 29,1 Mt, pari al 37,3% del totale dei rifiuti speciali generati dal Nord Italia (quasi 78,2 Mt) e al 22,3% del totale nazionale. È seguita dal Veneto con 14,1 Mt, dall Emilia-Romagna con 13,6 Mt e dal Piemonte con oltre 10,9 Mt. Poiché il Rapporto ISPRA 2016 non riporta i dati di produzione dei rifiuti a base di gesso a livello regionale, la quantificazione di questo flusso di rifiuti Regione Lombardia per l anno 2014 è stata effettuata dal DICA (Dipartimento Ingegneria Civile e Territoriale) del Politecnico di Milano, sia in relazione alla produzione totale che alla quantità di rifiuto avviato alle diverse operazioni di recupero e smaltimento, elaborando i dati MUD degli impianti regionali. In particolare, per la stima del totale prodotto e gestito in Regione dei rifiuti aventi CER è stato acquisito dall Agenzia Regionale Protezione Ambiente della Lombardia (ARPAL) il database AnalisiMUD 2014, contenente i dati presentati da tutti gli impianti che hanno ricevuto e trattato il codice CER in esame operativi sul territorio regionale nel Ai fini dell analisi dei flussi, sono state considerate quattro categorie di impianti e stimato il flusso di rifiuti avviato a ciascun tipo di trattamento, applicando puntuali bilanci di massa tra flussi entranti (i.e. rifiuti conferiti) e flussi uscenti (i.e. flussi diretti ad altro impianto di trattamento in regione). In particolare è stata effettuata la seguente suddivisione degli impianti: impianti di stoccaggio: impianti che hanno eseguito solo operazione di messa in riserva (R13), oppure in misura maggiore operazione R13 (>90% del totale a trattamento), e anche gli impianti che hanno dichiarato solo rifiuto in giacenza a recupero; impianti di recupero: impianti che hanno dichiarato una o più operazioni di recupero R (diverse da R13); impianti discarica: impianti che hanno dichiarato esclusivamente operazioni di smaltimento definitivo D1; impianti di altro smaltimento: impianti che hanno svolto una o più delle operazioni di smaltimento diverse da D1 (per il tipo di rifiuti analizzato corrispondono essenzialmente alle operazioni D9, D13, D14 e D15), oppure che hanno dichiarato esclusivamente rifiuto in giacenza a smaltimento. Per ogni tipologia di impianto (di recupero, stoccaggio, altre operazioni di smaltimento e discarica) sono stati valutati, sulla base dei dati MUD, i rifiuti conferiti, facendo una distinzione tra: - flussi secondari: derivanti da step intermedi di gestione e quantificati attraverso i flussi in uscita dagli impianti aventi come destino finale la categoria di impianto in esame; 25

26 - flussi diretti a ciascuna tipologia di impianto: ottenuti dalla differenza tra i flussi in ingresso al tipo di impianto e i flussi secondari. Si sono trascurati i rifiuti prodotti fuori regione, i rifiuti importati e quelli che, pur essendo stati prodotti in Lombardia, hanno avuto un destino finale fuori regione (Export= t). Il quantitativo di rifiuti gestito in Regione Lombardia è pari alla somma dei flussi diretti in ingresso alle diverse tipologie di impianto, quindi ciò che viene inviato allo specifico trattamento, al netto dei flussi secondari, al fine di evitare conteggi multipli dovuti agli step intermedi di gestione. Il quantitativo di rifiuto trattato nelle diverse tipologie di impianto è stato ottenuto come differenza tra il rifiuto in ingresso all impianto in questione e il rifiuto uscente dallo stesso impianto avente i diversi destini considerati. In particolare, nel caso delle discariche, il flusso di rifiuto uscente è nullo, poiché tutto il rifiuto conferito viene smaltito all interno degli impianti. Il rifiuto totale trattato negli impianti della Regione Lombardia è stato calcolato sommando i quantitativi di rifiuto trattati nelle diverse tipologie di impianto. I quantitativi totali di rifiuto gestito e rifiuto trattato in Regione Lombardia risultano essere uguali; ciò poiché si è assunto che tutto il rifiuto che resta in impianto (pari al rifiuto in ingresso meno il flusso uscente) sia pari alla quantità effettivamente trattata (trascurando le giacenze) e che la somma dei flussi di rifiuto uscenti e dei flussi secondari entranti coincidono, avendo ipotizzato all inizio delle elaborazioni la corrispondenza tra i moduli con i quantitativi di rifiuti consegnati a terzi e i moduli con i quantitativi di rifiuti ricevuti da terzi. Il bilancio di massa relativo al 2014 e riferito ai rifiuti con codice prodotti e gestiti in Regione Lombardia, con anche l indicazione dei rifiuti esportati, è mostrato nella Figura 1.6, i cui flussi rappresentano i valori al netto degli Import. Figura Bilancio di massa del rifiuto prodotto e gestito in Regione Lombardia nel 2014, con indicazione dei rifiuti in Import e Export Se si confronta il rifiuto gestito in Regione Lombardia con il prodotto in Regione nel 2014, si evince che solo il 66,8% dei rifiuti a base di gesso prodotti in Regione è stato anche trattato in impianti 26

27 della Lombardia, poiché vi è un quantitativo notevole di Export, prevalentemente verso il Piemonte. Il bilancio di massa relativo al 2014 con le rispettive percentuali di destino del rifiuto alle diverse tipologie di trattamento è mostrato nella Figura 1.7. Tali percentuali sono state calcolate come rapporto tra il quantitativo avviato ad una determinata tipologia di trattamento (ossia il rifiuto trattato, dato dalla differenza tra quello entrante e quello uscente da ogni tipo di trattamento) ed il rifiuto totale gestito in regione. Come riportato nella Figura 1.7, per i rifiuti a base di gesso si è stimato che circa l 85% del totale gestito in regione viene inviato agli impianti di trattamento, mentre il 14% viene stoccato all interno degli impianti di messa in riserva e una quota inferiore allo 0,5% è mandata in discarica. Per questo tipo di rifiuti, come già accennato, è emerso infatti un maggior flusso in uscita diretto verso altre regioni in cui vi sono impianti specifici per il loro trattamento: ciò potrebbe essere indicativo di una sotto-capacità del sistema impiantistico regionale per quanto riguarda il recupero di questo tipo di rifiuti. Figura 1. 7 Bilancio di massa e destini dei rifiuti con codice CER In generale, si può concludere che, non essendo il flusso di rifiuti oggetto della trattazione un flusso tracciato alla fonte (i.e. produttore iniziale dei rifiuti), la sua quantificazione risulta spesso complessa e basata su stime ed elaborazioni condotte a ritroso, a partire cioè dal rifiuto gestito nel sistema impiantistico regionale. 1.3 Trattamento e riciclo dei rifiuti a base di gesso La gestione dei rifiuti da costruzione e demolizione è stata oggetto della Direttiva Quadro sui Rifiuti 2008/98/CE del 19 novembre 2008, che fissa l obiettivo di riciclare entro il 2020 almeno il 70% del peso dei materiali a fine vita. L articolo 11 impone infatti che la preparazione per il riutilizzo, il 27

28 riciclaggio e altri tipi di recupero di materiale, incluse operazioni di colmatazione che utilizzano i rifiuti in sostituzione di altri materiali, di rifiuti da costruzione e demolizione non pericolosi, escluso il materiale allo stato naturale definito alla voce dell elenco dei rifiuti, deve essere aumentata ad un livello almeno pari al 70 % in termini di peso. Per verificare il rispetto di tale obiettivo, attraverso la Decisione 2011/753/UE del 18 novembre 2011 sono state definite le regole e le modalità di calcolo da applicare al settore delle costruzioni e demolizioni, in particolare è stato definito il Tasso di recupero dei rifiuti da C&D (espresso in %): Quantità recuperata da rifiuti da C & D Quantità totale di rifiuti prodotti da C & D La Direttiva Quadro 2008/98/CE stabilisce, quindi, gli orientamenti dell azione dell Unione europea per consentire una migliore gestione dei rifiuti. L obiettivo è la riduzione degli impatti ambientali negativi generati dai rifiuti, dalla loro produzione fino allo smaltimento, attraverso il riciclaggio. I rifiuti vengono così considerati non solo come fonte di inquinamento da ridurre, ma anche come una potenziale risorsa da sfruttare. L articolo 4 detta quello che deve rappresentare un ordine di priorità della normativa e della politica in materia di prevenzione e di gestione dei rifiuti definendo la seguente Gerarchia dei Rifiuti: 1. prevenzione; 2. preparazione per il riutilizzo; 3. riciclaggio; 4. recupero di altro tipo, per esempio il recupero di energia e di materia (colmatazione); 5. smaltimento in discarica. L applicazione di questa gerarchia deve portare all adozione di metodologie di lavorazione e utilizzo che riducano al minimo lo smaltimento, come mostrato nella Figura 1.8. Figura 1. 8 Gerarchia dei Rifiuti Attraverso le operazioni di riciclo e/o recupero i rifiuti possono essere trasformati in nuovi prodotti. Al fine del loro riutilizzo è necessario che tali prodotti rispettino i requisiti dell end of waste, ovvero serve che possiedano le caratteristiche tecnico-prestazionali idonee per l uso specifico preso in considerazione. 28

29 Nell articolo 6 della Direttiva Quadro 2008/98/CE viene definito il concetto di end of waste, cioè quando un rifiuto cessa di esser considerato tale e ottiene lo stato di prodotto ovvero diventa una materia prima secondaria. In accordo con il dettato dell articolo, i rifiuti cessano di essere tali quando sono sottoposti a operazioni di recupero (incluso il riciclo) e rispettano specifici criteri da sviluppare in linea con le seguenti condizioni: la sostanza o l oggetto è comunemente usata/o per specifici scopi; vi sono delle richieste di mercato per la sostanza o l oggetto; l uso è conforme alla normativa, ossia la sostanza o l oggetto soddisfa i requisiti tecnici per gli obiettivi specifici e rispetta la legislazione vigente e gli standard applicabili ai prodotti; l uso non condurrà a impatti negativi sulla salute umana e sull ambiente. Ad oggi non esistono a livello europeo e nazionale dei criteri specifici di end of waste per gli aggregati riciclati C&D né per il gesso riciclato. Gli unici criteri usati per gli aggregati da C&D sono quelli riportati negli allegati C della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 (vedi Allegati A4), i quali sono validi solo per determinati usi degli aggregati riciclati nel settore delle costruzioni stradali. L obiettivo principale dei criteri di End of Waste è di assicurare che il materiale dopo il riciclo possa essere immesso nuovamente sul mercato come materia prima secondaria ed essere riutilizzato nello stesso settore di provenienza o in nuovi settori. I criteri End of Waste sono essenziali per garantire la produzione di una materia prima secondaria di elevata qualità, in quanto definiscono i requisiti tecnici e ambientali minimi che i materiali devono soddisfare. Il progetto GtoG di Eurogypsum, con la definizione di criteri qualitativi minimi condivisi dai diversi soggetti coinvolti per l uso del gesso riciclato nel pannello in cartongesso, può fungere da supporto per l ottenimento dell End of Waste del gesso riciclato. I rifiuti a base di gesso, come evidenziato nel paragrafo 1.2, sono un quantitativo esiguo rispetto al flusso totale dei rifiuti C&D ma hanno un alto potenziale di riciclo. Nonostante questi flussi siano contenuti se confrontati con altre frazioni, come i rifiuti C&D misti (CER ), in questi anni i rifiuti a base di gesso ottengono sempre maggior attenzione da parte della comunità scientifica europea in virtù di tre ragioni: 1) sono rifiuti facilmente recuperabili e il gesso riciclato ottenuto a valle del trattamento può essere reimpiegato in una vasta gamma di applicazioni, in sostituzione parziale o totale del gesso naturale, permettendo così di chiudere il cerchio della risorsa naturale; 2) lo smaltimento in discarica dei rifiuti a base di gesso comporta problematiche notevoli per la salute dell uomo e dell ambiente, legate alle potenziali emissioni di gas serra come idrogeno solforato (H 2S), metano (CH 4) e anidride carbonica (CO 2), dovuti alla degradazione anaerobica della componente cellulosica che compone il cartongesso. Le alte concentrazioni di H 2S nelle discariche con rifiuti C&D sono attribuite alla presenza di rifiuti in cartongesso. Infatti, quando questo flusso di rifiuti è smaltito in normali celle, i solfati reagiscono con le altre sostanze con 29

30 cui vengono a contatto e si forma questo gas pericoloso e infiammabile, con effetti negativi sulla salute e sull ambiente e con problemi di odori anche in piccole concentrazioni (Rivero et al., 2016). Per questo i rifiuti a base di gesso hanno requisiti particolari per poter esser smaltiti nelle discariche. La recente direttiva europea 2003/33/CE del Consiglio obbliga gli Stati Membri a smaltire tali rifiuti in lotti separati o in discariche mono-cella di modo da limitare tali emissioni. Ciò assicura che i rifiuti siano fisicamente separati dagli altri, in particolare dai rifiuti biodegradabili. Tuttavia, in Europa, come evidenziato da Jiménez Rivero e Garcìa Navarro (2016), sono pochi i Paesi che, attualmente, hanno implementato tale direttiva o hanno vietato lo smaltimento in discarica di questi rifiuti. 3) la creazione di nuovi canali di utilizzo e il potenziamento della domanda di gesso riciclato consentirebbe anche di evitare il ricorso ad una pratica, piuttosto diffusa attualmente, di miscelare i rifiuti da costruzione a base di gesso ai flussi C&D inerti negli impianti di riciclo; questo infatti riduce la qualità degli aggregati riciclati e ne peggiora le caratteristiche ambientali (Silva et al.,2014; Barbudo et al., 2012). La situazione rischierebbe di diventare critica se i quantitativi dei rifiuti di gesso aumentassero, in quanto si rischierebbe di non rispettare i limiti per il rilascio di solfati stabiliti per l impiego degli aggregati riciclati nel settore delle costruzioni stradali (cfr. Allegati A4). Il gesso è, dunque, un materiale facilmente riciclabile e, nel caso dei rifiuti in cartongesso, la polvere di gesso ottenuta dal trattamento di recupero può essere reintrodotta nel processo produttivo di nuovi pannelli in sostituzione del gesso naturale (ovvero closed-loop recycling) oppure utilizzata in altre applicazioni diverse dal settore edilizio ( open-loop recycling ), come specificato al paragrafo 1.4. Dal processo di riciclo dei rifiuti di cartongesso vengono inoltre separati il cartone, che può essere inviato a riciclo nelle cartiere o ad incenerimento per recupero di calore ed elettricità, e gli eventuali metalli (come ad esempio viti e tasselli autofilettanti) che si possono inviare a riciclo nelle acciaierie, evitando la produzione di acciaio primario. La materia prima secondaria prodotta dal processo è la polvere di gesso riciclata. Nel caso di riciclo dei pannelli in cartongesso, come spiegato nel dettaglio nel sottoparagrafo 1.4.1, una volta che i rifiuti in cartongesso sono stati separati in cantiere, questi dovrebbero essere raccolti e conferiti ai riciclatori, ossia agli impianti che trattano i pannelli in cartongesso per ottenere polvere di gesso riciclata. Questi impianti riciclatori dovrebbero verificare innanzitutto che i rifiuti conferiti abbiano le caratteristiche idonee per essere accettati e riprocessati, con riferimento in particolare alla tipologia di pannelli, all eventuale presenza di frazioni estranee e al contenuto di umidità. Se il rifiuto in cartongesso non è accettato, vi possono essere due soluzioni: lo smaltimento in discarica idonea (mono-cella) oppure l invio ad un altro impianto dove viene decontaminato per poi essere lavorato in impianto di riciclo. 30

31 Il trattamento di recupero può essere più o meno strutturato e di conseguenza può dare come output una materia prima secondaria più o meno pura. Il tipo di pannello in cartongesso in entrata all impianto incide sulla resa del trattamento, soprattutto il suo grado di impurità e umidità quando viene conferito all impianto di riciclaggio. Negli impianti più elementari i rifiuti in cartongesso subiscono una prima frantumazione grossolana in un mulino e una successiva vagliatura che divide la frazione cellulosica dalla polvere di gesso. Altri sistemi più avanzati invece comprendono più step, caratterizzati da più di una frantumazione e vagliatura e anche da una deferrizzazione per rimuovere i residui metallici presenti nel pannello. La polvere di gesso a valle del trattamento è in quest ultimo caso più pura di quella in uscita da un recupero più grossolano e meno spinto. Per quanto riguarda lo smaltimento in discarica, in Italia le modifiche legislative introdotte dal D.Lgs. n. 36/2003 Attuazione della Direttiva 1999/31/CE relativa alle discariche di rifiuti e dal DM 27 settembre 2010 recante i Criteri di ammissibilità dei rifiuti in discarica, che intervengono sulla classificazione delle discariche, hanno disposto l obbligo di smaltire i rifiuti a base di gesso in discariche per rifiuti non pericolosi secondo le procedure indicate nel precedente punto 2. Questo, tuttavia, ha generato le seguenti problematiche, evidenziate dai produttori di rifiuti (le aziende di demolizioni): la riduzione di volumi disponibili in discarica per lo smaltimento degli scarti a base di gesso, in quanto le discariche per rifiuti non pericolosi sono in numero inferiore rispetto a quelle per rifiuti inerti dove questo tipo di scarto era avviato in precedenza, e il conseguente aumento dei costi di trasporto; i maggiori costi per lo smaltimento, infatti i costi di gestione di una discarica per rifiuti non pericolosi sono maggiori rispetto a quelli per le discariche per rifiuti inerti e quindi anche le tariffe di conferimento sono superiori; il possibile aumento dello smaltimento abusivo degli scarti a base di gesso a causa della mancanza di soluzioni tecniche alternative ed economicamente convenienti, della confusione legislativa creata dai cambiamenti normativi e di uno scarso controllo ambientale da parte degli organi preposti. Dall analisi della normativa italiana vigente in tema di rifiuti, a seguito delle modifiche apportate dai D.Lgs. n. 152/2006 e D.Lgs. n. 36/2003, si evince che non è vietata la miscelazione dei rifiuti a base di gesso provenienti dal settore edilizio con gli altri rifiuti C&D inerti conferiti agli impianti di riciclo per la produzione di aggregati riciclati. Questa pratica di gestione può, tuttavia, dare origine a due problemi: essendo il gesso un materiale friabile con basse caratteristiche meccaniche, si avrebbe all interno dell aggregato riciclato misto una frazione poco resistente alla compressione. La 31

32 miscelazione dei rifiuti a base di gesso riduce, quindi, la qualità dei prodotti riciclati e il loro potenziale impiego nel settore civile e stradale, in quanto la normativa di riferimento in Italia per l uso degli aggregati riciclati nella costruzione di strade impone un limite massimo in termini di percentuali in massa di gesso compreso tra 0,1 e 0,6% (Allegati C, Circolare Ministeriale 5205/2005); essendo il solfato il principale costituente chimico del gesso, la presenza di gesso negli aggregati riciclati comporta una maggiore lisciviazione e quindi la possibilità di un superamento del limite fissato per i solfati nel test di cessione, col rischio di ottenere a valle del trattamento aggregati riciclati non conformi alle normative di settore (DM 5 febbraio 1998 e s.m.i.). Nonostante questo rischio di contaminazione degli aggregati riciclati, questa pratica di recupero in miscelazione agli altri C&D è oggi la più diffusa in Italia, così come in altri Paesi (es. Spagna). Questo è dovuto anche alla mancanza di opzioni di trattamento alternative e specifiche per questo tipo di rifiuti, causate anche dal fatto che non esiste un mercato solido per questa risorsa secondaria in grado di creare una domanda per il gesso riciclato e tale da rendere economicamente percorribili le soluzioni di riciclo. Servirebbe, quindi, una soluzione alternativa alla miscelazione degli scarti a base di gesso, finalizzata al recupero e al trattamento specifico di questo tipo di rifiuto, da cui, nel rispetto di determinate condizioni di qualità, si possano ottenere materie prime secondarie da destinare a diverse applicazioni. A supporto di questo, è necessario incentivare anche nuovi mercati per il gesso riciclato, per quei settori dove l impiego è tecnicamente possibile (cementifici, agricoltura, edilizia, etc.), descritti in dettaglio nei paragrafi seguenti. 1.4 Usi e criteri qualitativi del gesso riciclato Il gesso è un prodotto semplice, naturale, di facile utilizzo e impiegato in molteplici settori. In ambito edile viene usato per produrre ad esempio lastre in cartongesso, intonaci, stucchi, sottofondi per pavimenti. Nell industria cementiera, il gesso in polvere viene addizionato al clinker con la funzione di regolare i tempi di presa del cemento, in proporzioni variabili in base alla tipologia di cemento che si intende produrre. In campo artistico è usato per la creazione di calchi e modelli per scultura e architettura, mentre nel settore chimico-agricolo è usato soprattutto come correttivo del ph dei terreni. Un altro potenziale ambito di applicazione, al momento ancora poco sviluppato, è quello del trattamento dei fanghi da depurazione per la produzione dei gessi da defecazione da usare come fertilizzante in ambito agricolo. La polvere di gesso in uscita dal trattamento di riciclo, affinché possa essere riutilizzata in una di queste applicazioni, deve essere conforme a determinati criteri qualitativi, stabiliti dalle norme di riferimento per l uso specifico, se esistenti, oppure i requisiti possono essere concordati tra imprese 32

33 clienti e riciclatori. In linea generale, fermo restando la sussistenza del rispetto dei requisiti di idoneità all utilizzo, il riciclo del gesso può avvenire in due modi: in cicli ad anello aperto: relativi a sistemi in cui la polvere di gesso riciclata dal processo di trattamento è utilizzata come materia prima secondaria in applicazioni diverse dalla produzione di nuovi pannelli in cartongesso, come, ad esempio, l uso in agricoltura come ammendante. in cicli ad anello chiuso: riferiti a sistemi di produzione in cui il prodotto o il sottoprodotto di un processo è usato come materia prima secondaria per creare di nuovo un altro prodotto dello stesso tipo di quello di partenza. In questo lavoro di Tesi sono stati presi in considerazione i 4 principali settori di impiego (edilizia, cementerie, agricoltura, trattamento fanghi) in cui può essere reimpiegata la polvere di gesso riciclata, che vengono illustrati in dettaglio nei paragrafi seguenti Il settore edile e il pannello in cartongesso Il settore edile è quello che utilizza in maniera maggiore i prodotti in gesso, in forma pura o associata ad altri materiali inerti o additivi chimici. In particolare, i prodotti più usati sono i seguenti: intonaco decorativo e da costruzione: la polvere di gesso, mescolata con acqua, consente di ottenere un rivestimento efficace e gradevole esteticamente per mattoni, muri e per soffitti. L adattabilità del gesso nelle applicazioni si presta agli stampi e alle sagomature. Infatti, essendo particolarmente duttile, il gesso si presta ad essere modellato e forgiato secondo necessità; blocchi in gesso: si usano per le partizioni, mentre le lastre si usano per le piastrelle e i soffitti in gesso; pannelli di fibre di gesso: le lastre in fibra si usano per le partizioni e per i rivestimenti di muri, soffitti, tetti e pavimenti. La fibra di gesso convenzionale ha buone proprietà insonorizzanti ed è resistente agli urti e all umidità; cartongesso: si utilizza per le partizioni e per il rivestimento di pareti, soffitti, tetti e pavimenti. Le proprietà del cartongesso si possono modificare per rispondere a specifiche richieste, come la resistenza al fuoco, all umidità, agli urti. Il cartongesso è prodotto in centinaia di varianti per soddisfare le esigenze dei clienti dal punto di vista tecnico ed estetico, con l aggiunta o meno di additivi chimici. L applicazione del cartongesso a livello europeo risulta distribuita per il 30% nella costruzione di edifici residenziali, per il 30% in strutture ad uso industriale e commerciale e per il 40% in restauri, manutenzioni e interventi migliorativi, secondo i dati pubblicati in Eurogypsum. 33

34 L industria del cartongesso chiude il ciclo quando reinserisce il gesso riciclato nel processo di produzione di nuovi pannelli in cartongesso, riducendo al contempo il depauperamento delle risorse naturali, grazie a una minore estrazione della materia prima. I rifiuti a base di gesso provenienti dai cantieri di demolizione e costruzione vengono separati dagli altri tipi di rifiuti e stoccati negli impianti di riciclo o negli impianti di produzione di pannelli dotati di impianto di riciclo annesso. Sono poi processati e dopo il trattamento la polvere di gesso ottenuta può venire reinserita nel ciclo produttivo del pannello in cartongesso negli impianti di produzione in miscelazione al gesso naturale. Chiudere il ciclo del gesso implica quindi mettere in atto tutte le attività appena descritte. Per ottenere dei risultati soddisfacenti dal trattamento e il reimpiego della polvere di gesso nel processo di produzione dei pannelli serve la collaborazione tra i diversi stakeholder, che sono rappresentati da: gestori dei cantieri: per uno svolgimento adeguato delle procedure di smantellamento, decostruzione e selezione dei pannelli; gestori degli impianti di raccolta: per una gestione efficiente degli aspetti logistici; gestori degli impianti di riciclaggio: per la separazione dei fogli di cartone e dei residui metallici dal gesso con un elevata efficienza di riciclo; produttori di cartongesso: per la reintroduzione della polvere riciclata nel processo produttivo del pannello. Da quanto viene riportato nel Report di Eurogypsum (DA.1, 2013), nel 2013 Gypsum Recycling International (GRI) e New West Gypsum Recycling (NWGR) sono le principali società che riprocessano e recuperano la polvere di gesso. Esse riciclano la maggior parte dei rifiuti a base di gesso nei cicli ad anello chiuso. In percentuale infatti, l 89% del gesso riciclato viene fornito da GRI e NWGR, mentre il restante 11% dagli altri riciclatori europei. Un confronto tra le tecnologie di riciclo adottate dai due partner riciclatori del progetto GtoG è mostrato nella Tabella

35 Tabella 1. 5 Confronto tra le tecnologie adottate dai due partner riciclatori del progetto GtoG (Fonte: Eurogypsum) Gypsum recycling international (GRI) New West Gypsum Recycling (NWGR) Struttura di riciclo Mobile e fissa Fissa Capacità Differenti modelli di unità Unità statica: t/anno; fino a 20 t/ora Ogni unità: fino a t/anno e 25 t/ora Combinando tutti gli impianti di riciclo: fino a t/anno XL model struttura mobile: fino a t/anno e 30 t/ora Output Polvere di gesso (>90%) Frazione cellulosica (<10%) Metalli (<1%) Polvere di gesso (94%) Frazione cellulosica (6%) Metalli (<1%) Consumi SM model: generatori diesel 304 kw 300 amps, 400 volts, 50 hrz XL model: generatori diesel 400 kw Frazione di carta nel 0,84% di TOC verificato da Analytech 0,85% di residui di carta verificate da prodotto finale Econotech Come già indicato al paragrafo 1.1.1, se da un lato il riutilizzo degli sfridi interni nel processo produttivo risulta una pratica piuttosto diffusa a livello europeo, sono ancora pochi i produttori di pannelli in cartongesso che offrono soluzioni per riciclare pannelli provenienti dai rifiuti C&D (Eurogypsum). Ad oggi, le società che prevedono l impiego del gesso riciclato ottenuto dal trattamento (interno o esterno, per conto terzi) dei rifiuti post- consumo risultano: Siniat SA (Francia): parte di Etex, un gruppo industriale belga specializzato nella produzione e nel marketing di sistemi e materiali di alta qualità. L impianto di produzione in Auneuil è uno dei maggiori centri di riciclaggio. L attuale percentuale di riciclo di rifiuti in cartongesso pre consumo e post consumo reinseriti nel processo di produzione dei pannelli in cartongesso è del 12%. Gli step di riciclo prevedono due controlli di qualità del rifiuto in ingresso, lo stoccaggio di eventuali lotti; segue la fase di trattamento che prevede una prima frantumazione, un ulteriore eventuale stoccaggio e una seconda macinazione con separazione della polvere dalla carta. Infine, si ha un controllo di qualità sulla polvere riciclata per verificarne l idoneità ad essere inserita nel processo produttivo di nuovi pannelli in cartongesso. Anche la carta separata dal gesso è avviata a riciclo mediante ditta esterna; British Gypsum (BPB): parte del gruppo francese Saint-Gobain, opera anch essa un ciclo ad anello chiuso per i rifiuti in cartongesso. Il materiale è macinato e la polvere di gesso riciclata ottenuta dal processo di frantumazione e separazione della carta è inviata agli impianti di produzione di cartongesso di British Gypsum. In questi impianti, la polvere di gesso è miscelata con gesso naturale o sintetico e usata per una serie di prodotti. La carta derivante dal processo di separazione è raccolta e consegnata a impianti terzi per essere reimpiegata anch essa. 35

36 Processo di produzione dell intonaco e dei pannelli in cartongesso Il gesso che può essere impiegato per la produzione di pannelli in cartongesso può avere diversa origine: gesso naturale estratto da cave, gesso sintetico prodotto dal processo di desolforazione dei fumi oppure gesso riciclato ottenuto dal trattamento dei rifiuti a base di gesso. Dal punto di vista tecnico è possibile utilizzare qualunque tipologia di gesso, essendo la struttura chimica la stessa indipendentemente dall origine (ovvero gesso bi-idrato) e non necessitando di alcuna modifica al processo produttivo in termini di trattamenti aggiuntivi richiesti. Le fasi di lavorazione per produrre l intonaco di gesso da cui poi si ottiene il pannello in cartongesso, usando gesso naturale, sintetico o riciclato, sono le seguenti: estrazione e macinazioni: dopo essere stato estratto dalla cava in blocchi, il gesso naturale, nella forma di solfato di calcio biidrato (CaSO4 x 2H2O), subisce due fasi di macinazione, per essere ridotto in forma polverulenta come richiesto dalle società produttrici. Invece, i gessi riciclati e sintetici sono in genere già di dimensioni idonee e quindi non richiedono alcuna frantumazione; setacciatura: necessaria per separare e ottenere le dimensioni delle particelle richieste per la manifattura dei pannelli. Il gesso naturale, ad esempio, è più compatto rispetto a quello riciclato, la cui polverosità però potrebbe creare, per contro, problemi di dosaggio e gestione degli impianti se non ben controllata; calcinazione: è un processo di parziale o totale deidratazione del gesso a temperature che vanno da 120 C a 400 C, da cui si ottiene l intonaco, costituito da solfato di calcio emiidrato (CaSO4 x 0.5H2O). La struttura e le proprietà dei prodotti in uscita dipendono direttamente dalle condizioni (temperatura, pressione, velocità) di calcinazione scelte. La reazione che avviene nel forno di cottura è la seguente: CaSO4 x 2H2O CaSO4 x 0.5H2O + 1.5H2O In base al metodo di calcinazione scelto, si distinguono specifici emiidrati: l emiidrato α e l emiidrato β, che differiscono per la dimensione e la forma dei cristalli. Spesso una miscela di emiidrato α e β si può usare per combinare le proprietà di entrambi e ottimizzare le soluzioni dei prodotti che soddisfino le richieste di mercato; processo Alpha: l intonaco α è usato soprattutto per la produzione di gessi industriali speciali, grazie alle sue doti di resistenza e di durezza maggiori. Il tipo α è un cristallo compatto, con poca richiesta di acqua per produrre stampi resistenti e poco porosi. Quindi, la polvere di gesso viene cotta in soluzione satura di vapore oppure in soluzione salina e l emiidrato α che si ottiene è a grana più grossa e con poca capacità di trattenere l acqua; processo Beta: l emiidrato β ha una elevata richiesta di acqua e si forma durante il processo di calcinazione con una temperatura di 130 C, a pressione ambiente, con l evaporazione dell acqua di deidratazione e la formazione di una struttura microporosa. È di grana molto sottile ed in grado di assorbire molta acqua. Mescolato con acqua e indurito 36

37 non presenta una buona resistenza meccanica, mentre si presta in modo ottimale alla produzione di intonaci e stucchi. Questo tipo di lavorato viene chiamato gesso cotto o da presa. macinazione: dopo la fase di calcinazione, il gesso viene macinato e ridotto in polvere; miscelazione: infine, la polvere di gesso viene miscelata con acqua e altri additivi. Gli additivi in uso sono diversi e permettono di regolare e mettere a punto le proprietà dell impasto in termini di tempo di presa, viscosità, porosità, colore e resistenza meccanica per soddisfare le richieste di mercato. L impasto può essere usato come intonaco da muro o come input per produrre pannelli in cartongesso. Nella Figura 1.9 è mostrato lo schema di produzione dell intonaco. Figura 1. 9 Processo di produzione dell intonaco (Fonte: Eurogypsum) Una volta prodotto l intonaco nel mulino di cottura, grazie alle sue proprietà a presa rapida e mediante un processo continuo, si può ottenere la lastra in cartongesso, ossia un sandwich di intonaco tra due fogli di carta di rivestimento. Gli step di lavorazione sono i seguenti: miscelazione di additivi: l intonaco viene accuratamente misurato e miscelato con altri additivi, a seconda della varietà di pannelli di rivestimento prodotta. Viene aggiunto dell amido per garantire che i rivestimenti di carta possano aderire al nucleo di gesso e viene aggiunta pasta di carta o fibra di vetro per aumentare la forza di trazione del nucleo (resistenza alla pressione longitudinalmente) e la resistenza all'urto della tavola. Si aggiunge inoltre acqua alla miscela di gesso per formare un impasto di consistenza adeguata. Il pannello di gesso finito sarà composto da oltre il 40% di aria e questo riduce al minimo il peso della tavola e la rende più facile da tagliare, sistemare, inchiodare; creazione del pannello: l impasto di gesso viene versato su uno strato di carta che si srotola su un trasportatore. Un altro strato di carta viene steso sopra la miscela. Il sandwich passa poi 37

38 attraverso un sistema di rulli che compatta il nucleo di gesso in modo da raggiungere uno spessore adeguato; finitura dei bordi e taglio dei pannelli: mentre il pannello avanza lungo il nastro trasportatore, vengono delineati i bordi, di varie forme a seconda dell'uso finale del pannello. Durante la modellazione dei bordi, il nucleo in gesso ha fatto presa e i pannelli vengono tagliati lungo il nastro continuo in varie dimensioni. Il rivestimento in cartone è avvolto e sigillato intorno a ogni bordo prima di essere sottoposto alla fase di taglio; processo di essiccazione: i pannelli vengono trasferiti ad un nastro trasportatore che li alimenta attraverso un lungo forno di essiccazione, con umidità e temperature ben regolate. Entrano nel forno a 260 C e sono esposti alla diminuzione graduale di calore. Il processo di essiccazione consiste in un processo da due a quattro stadi e deve essere controllato per garantire gli standard di uniformità e di qualità del prodotto; il prodotto finito: i pannelli tagliati escono dal forno di essiccazione e vengono alimentati ad una macchina che rifila le estremità per produrre lunghezze precise, e da lì vengono impilati e poi inviati ai magazzini o ai veicoli in attesa di consegna. Nella Figura 1.10 è mostrata la produzione del pannello in cartongesso a partire dallo stucco. Figura Produzione del pannello in cartongesso (Fonte: Eurogypsum) Si possono distinguere diversi impianti di produzione, in base alla metodologia di riciclo: impianti con un proprio sistema di riciclo: riciclano i propri sfridi di produzione, quelli di altri impianti e rifiuti esterni. Se l impianto tratta sia i rifiuti post-consumo che pre-consumo, essi sono combinati prima di esser trattati, in base anche alle esigenze di prodotto richieste a valle del trattamento; impianti senza un proprio sistema di riciclo: gli sfridi non sono riciclati internamente all impianto di produzione ma inviati ad altri impianti esterni di produzione o di riciclaggio; impianti con struttura di riciclaggio annessa ma gestita da un altra compagnia. 38

39 Criteri qualitativi del gesso riciclato La qualità del gesso riciclato è fondamentale, soprattutto quando è usato in cicli ad anello chiuso, e i produttori di cartongesso, quando acquistano gesso riciclato, richiedono che la polvere di gesso possieda specifiche caratteristiche qualitative per poter reinserirlo nel ciclo di produzione. Per potere essere commercializzato nel settore della fabbricazione di prodotti per l edilizia e leganti, il gesso naturale deve risultare idoneo alle caratteristiche stabilite dalle norme tecniche di riferimento. A livello internazionale, la norma di riferimento elaborata dall ISO (Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione) è la ISO 1587/1975: Gypsum rock for the manufacture of binders specifications. Allo stato attuale, tuttavia, non esiste una norma europea di riferimento che fissa i requisiti minimi per il gesso riciclato da usare per la fabbricazione dei prodotti per l edilizia: infatti la ISO 1587/1975 è stata revocata senza essere sostituita, lasciando un buco nella definizione dei requisiti di conformità dei gessi destinati a tali applicazioni. In mancanza di requisiti tecnici stabiliti da norme di settore, quindi, nasce il problema di come valutare la qualità del gesso riciclato e la sua idoneità all uso nella fabbricazione dei prodotti per l edilizia. A tal fine, nel progetto GtoG, sono stati condotti test pilota per valutare le caratteristiche dei gessi in relazione alla diversa origine (naturale, sintetico e riciclato) ed il reinserimento potenziale del gesso riciclato nel ciclo produttivo del pannello in cartongesso; sono state inoltre esaminate le specifiche già esistenti nei paesi Europei. Sulla base di queste indagini e delle analisi, al termine del progetto sono stati determinati i criteri minimi di qualità, concordati sia a livello europeo che nazionale e condivisi dai diversi riciclatori e produttori coinvolti nel progetto. I criteri qualitativi del gesso riciclato, riportati nel report di Eurogypsum (dc2, 2015) e relativi al progetto GtoG, comprendono: parametri tecnici: la distribuzione granulometrica delle particelle, il residuo di carta nella polvere di gesso, il contenuto di acqua libera, la purezza espressa in termini di CaSO4, il tenore massimo delle impurità fisiche e chimiche, il colore e l odore; parametri tossicologici: concentrazioni di metalli pesanti (rame, zinco, mercurio etc.) e altri composti non metallici (es. sali di magnesio, sodio, potassio e cloruri) che sono potenzialmente rischiosi per la salute umana ed il cui contenuto deve essere limitato affinché il prodotto finale (pannello) rispetti i criteri di qualità interni. I valori per i parametri tossicologici fissati nelle linee guida non sono delle concentrazioni di rischio o valori limite oltre cui è messa a rischio la salute umana, ma valori di riferimento e di allarme, in quanto derivati da uno studio sul gesso naturale e sintetico stabilito da Beckert et al nel 1990, per valutare l impatto sulla salute dell uso del gesso sintetico rispetto al gesso naturale. Per l analisi di rischio Beckert et al. hanno considerato le concentrazioni massime dei metalli nei campioni di gesso e hanno dimostrato che, nelle condizioni normali di utilizzo, non 39

40 c erano rischi respiratori connessi a queste concentrazioni nei campioni di gesso. Comunque, questi valori verranno sottoposti a revisione nel Le specifiche esistenti per il gesso riciclato sono state definite solo in pochi Paesi e le diverse aziende produttrici possiedono differenti valori limite dei parametri qualitativi. In particolare, nel progetto GtoG si considerano le seguenti: Gypsum Draft quality criteria: l Associazione tedesca del gesso BV Gips ha pubblicato ad aprile 2012 i criteri qualitativi (degli standard di riciclaggio), definiti Gypsum Draft quality criteria, che deve avere il gesso ottenuto dagli impianti di riciclaggio; PAS WRAP: nel 2008, Waste & Resources Action Programme (WRAP) in collaborazione con The British Standards Institution (BSI) ha sviluppato delle specifiche per il gesso riciclato ottenuto dai rifiuti in cartongesso, validi a livello nazionale in Inghilterra, Galles e Irlanda del Nord. I Publicly Available Specification (PAS) specificano i requisiti minimi per il gesso riciclato dai rifiuti in cartongesso, al fine di poterlo riutilizzare in un range di applicazioni che includono mercati già esistenti (come i pannelli in cartongesso) o emergenti, in modo da assicurare che siano adatti per gli usi specifici. Di fatto rappresentano i criteri End of Waste nel Regno Unito per la produzione e l uso di un prodotto a partire da uno specifico tipo di rifiuto, in questo caso il pannello in cartongesso. A partire dai criteri già disponibili a livello nazionale (BV Gips, PAS 109:2008), nel corso del progetto GtoG, Eurogypsum ha svolto un sondaggio tra i suoi membri (Gypsum Recycling International e altre Associazioni nazionali come Assogesso per l Italia) inerente ai criteri qualitativi che il gesso riciclato deve rispettare nei diversi Paesi per poter essere reinserito nel ciclo del pannello in cartongesso. Non essendoci valori armonizzati e condivisi da tutti i soggetti portatori di interesse (aziende produttrici da un lato e riciclatori dall altro), sono state condotte delle campagne sperimentali per testare le caratteristiche del gesso riciclato, a confronto con quelle del gesso naturale e del gesso sintetico attraverso un laboratorio esterno (Loemco) partner del progetto. Sulla base dei risultati ottenuti, sono stati definiti sia i valori limite per le caratteristiche tecniche e tossicologiche del gesso riciclato, sia le linee guida e le metodiche per il campionamento e l analisi, condivise tra i riciclatori e i produttori di cartongesso, riportati rispettivamente nella Tabella 1.6 e Tabella

41 Tabella 1. 6 Parametri tecnici concordati e relative metodiche di misura Parametri tecnici Parametri Specifiche polvere di gesso Metodiche di analisi Dimensione particelle 0-15 mm UNE EN Acqua libera <10 % VGB serial number 1 Purezza (CaSO4*2H2O) >80 % VGB serial number 2.3 TOC <1,5 % Gigt DepV DIN EN Sali di magnesio solubili in acqua <0,1% VBG serial number Sali di sodio solubili in acqua <0,06% VBG serial number Sali di potassio solubili in acqua <0,05% VBG serial number Cloruri <0,02% VBG serial number ph 6-9 VBG serial number 4 Tabella 1. 7 Parametri tossicologici concordati e relative metodiche di misura Parametri tossicologici Elementi [mg/kg] Specifiche polvere di gesso Metodiche di analisi As <4 Be <0,7 Pb <22 Cd <0,5 Cr. <25 Co. <4 DIN EN ISO Determinazione degli Cu <14 elementi selezionatiicp-oes (acc to Mn <200 DepV) Ni <13 Se <16 Te <0,3 Ti <0,4 V <26 Zn <50 Hg <1,3 DINEN 1483 AAS-DINEN Processo di mercurio dopo arricchimento mediante fusione. Spettrometria atomica a fluorescenza DIN ISO 1785 (acc to MateIVO) Radioattività < 0,5 Documento RP 112 (EC) Amianto nessuno Metodo di assorbanza atomica e PLM I 5 produttori aderenti al progetto GtoG (Knauf, Placopatre, Saint-Gobain Belgium, Siniat UK e Siniat France) non hanno osservato nessun problema chimico o tossicologico quando hanno reinserito il gesso riciclato nel ciclo produttivo anche per percentuali di impiego piuttosto elevate 41

42 (fino al 30%). D altra parte, sono state evidenziate alcune esigenze di gestione e produzione aggiuntive nel caso di utilizzo e reinserimento di gesso riciclato nei processi di produzione del cartongesso. Ad esempio, un livello di umidità elevato nella polvere rischierebbe di rendere meno efficiente la lavorazione e separazione del gesso, con un incremento anche dei consumi. Altre difficoltà tecniche possono sorgere quando la percentuale di impurità contaminanti rimaste adese alla polvere di gesso riciclato, specialmente carta, sono troppo elevate. Gli esperimenti condotti con il reinserimento dei rifiuti in gesso post-consumo è stato svolto con materiale riciclato di alta qualità, in particolare con un basso contenuto di frazione cellulosica (<1%). Questo è stato indicato come un fattore determinante per il reinserimento di percentuali elevate di gesso riciclato senza conseguenze negative sulla produzione dei pannelli. Nella Figura 1.11 viene indicato il ciclo produttivo del pannello in cartongesso, nel caso in cui sia incluso, oltre al riciclo dei rifiuti pre-consumo anche il riciclo dei rifiuti in gesso post-consumo, derivanti dalle operazioni di demolizione dei pannelli a fine vita. Figura Ciclo produttivo del pannello in cartongesso, riciclo rifiuti in gesso pre e post consumo 42

43 Criteri di accettazione dei rifiuti a base di gesso negli impianti di riciclo Posto che i criteri qualitativi della polvere di gesso riciclata non sono normati ma sono il risultato di un accordo tra produttori e riciclatori, affinché questi criteri possano essere sempre garantiti è necessario un controllo rigido e mirato dei rifiuti in cartongesso in entrata al trattamento. Quindi, partendo dai criteri di qualità richiesti a valle del trattamento di recupero, nel processo GtoG sono stati definiti anche i limiti e le caratteristiche minime per i rifiuti in input agli impianti di riciclo, in quanto la qualità della materia prima secondaria che si ottiene dipende fortemente dalle caratteristiche in ingresso del rifiuto in cartongesso. I tre partner del progetto GtoG (GRI, NWGR e Siniat), in seguito ai test sul gesso riciclato svolti da Loemco, hanno definito i tipi di rifiuti a base di gesso che possono essere accettati negli impianti di riciclo in quanto idonei al trattamento, che sono mostrati nella Tabella 1.8. Tabella 1. 8 Tipologie di rifiuti a base di gesso accettate e lavorate negli impianti di riciclo (validi solo per i Tipologie di rifiuti a base di gesso Blocchi di gesso Soffitti, pavimenti, muri in gesso, stucco Rifiuti in gesso con chiodi e viti, carta da parati, tessuti di vetro e altri rivestimenti murali Intonaco in sacchetti Stampo in gesso (profilo a C) Prodotti in gesso in vetro rinforzato (GRG) Pannello con alluminio e polistirene Pannello in fibrogesso Stampi Pannelli con rete di fibre in vetro Piastrelle per soffitti in gesso Pannello con isolanti (EPS-PS) Materiale pericoloso, come amianto Calcestruzzo aerato autoclavato (AAC) Pannello con rinforzo in cemento partecipanti al progetto GtoG) Accettati da GRI, NWGR, SINIAT France x x x x x x Dopo l approvazione di uno specifico riciclatore x x x x x x Non accettate da GRI, NWGR, SINIAT France x x x Si nota che i blocchi in gesso, i soffitti, i pavimenti in gesso, lo stucco, i pannelli con polistirene, le coperture dei muri, i prodotti in gesso rinforzati sono accettati, al contrario dei rifiuti pericolosi, del calcestruzzo aerato autoclavato AAC e dei pannelli con rinforzo in cemento, evitati da tutti e tre i riciclatori. In riferimento alle caratteristiche qualitative dei rifiuti ritirati, NWGR e Siniat non limitano la quantità di umidità nei rifiuti a base di gesso, al contrario di GRI, che la limita al 10 % 43

44 in peso. Infine, GRI accetta impurità nei rifiuti conferiti fino al 3%, NWGR fino al 2% mentre per Siniat devono essere minori dell 1%. Le impurità e l umidità contenute nei pannelli, come già riportato nel paragrafo precedente, sono le caratteristiche principali che possono influenzare il riciclo dei rifiuti in cartongesso e sono soggette a valutazioni per l accettazione al fine di garantire i criteri minimi per il gesso riciclato. Il contenuto di umidità dei rifiuti in gesso influenza la separazione della carta dalla polvere di gesso e, se troppo elevato, può causare un aumento dei consumi per il riciclo e una minore efficienza di separazione. Nel caso in cui viene conferito un lotto di rifiuti a base di gesso con un contenuto di umidità particolarmente elevato, può esser miscelato con una frazione più secca per abbassare la percentuale oppure stoccato e lasciato all aria aperta nel luogo di scarico finché non diventa secco a sufficienza per essere processato. Un livello elevato di impurità rende difficile la separazione e può influenzare sia il riciclo sia la qualità del gesso riciclato. Prima che i rifiuti in gesso siano ricevuti dall impianto di riciclaggio, devono essere rimosse le impurità come i metalli, plastica e altri detriti. Nonostante la maggior parte di questi sia separata durante questo step, le parti più sottili si possono trovare ancora mischiate ai rifiuti durante lo scarico dei rifiuti all impianto di trattamento o durante lo stoccaggio e quindi esser rimosse manualmente a seguito di un controllo visivo. Dopo che i rifiuti in gesso sono caricati per essere mandati a riciclo, alcuni riciclatori nei loro impianti attuano un ulteriore controllo della qualità quando i rifiuti passano sul nastro trasportatore. Le impurità più comuni sono plastica, alluminio, legno e materiali di isolamento. Questi materiali possono risultare o all interno della polvere di gesso riciclata o nella frazione di carta separata dalla polvere. Mentre le viti ed altri materiali metallici di piccolo dimensioni sono rimossi facilmente grazie all impiego di deferrizzatori, le parti in metallo più grosse devono esser rimosse prima che inizi il trattamento di riciclo, in quanto possono bloccare o danneggiare i macchinari Uso del gesso riciclato nei cementifici Il gesso trova un largo impiego nell industria del cemento, poiché, durante il ciclo di produzione del cemento, viene inserito come additivo e mescolato in polvere al clinker, il componente principale del cemento. Il clinker è prodotto a partire da materie prime naturali, quali calcare e argilla, che sono frantumate, finemente macinate e alimentate al forno di cottura a 1450 C in modo da avere la formazione di nuovi minerali. Il clinker è costituito principalmente da calcio, silice, alluminio e ossidi di ferro. In uscita dal forno, esso è raffreddato e inviato alla fase successiva di macinazione nei mulini, dopo aver aggiunto gesso e altri componenti come ceneri o pozzolana. Il clinker ed i componenti aggiuntivi vengono dosati e macinati per produrre diverse tipologie di cemento, riportate in Tabella

45 Il gesso è miscelato al clinker in misura dipendente dalla tipologia di cemento che si intende produrre e la sua funzione è quella di regolare i tempi di presa del cemento. I costituenti mineralogici principali del cemento Portland, ovvero il tipo di cemento più diffuso, sono rappresentati dal silicato tricalcico (C3S), dal silicato bicalcico (C2S), dall alluminato tricalcico (C3A) e dalla fase ferrica (C4AF)5. I più importanti sono i silicati, sia perché presenti in percentuale preponderante (dal 75 all 80%), sia perché sono responsabili delle prestazioni meccaniche della pasta di cemento indurita alle quali, invece, non contribuiscono gli alluminati. Tuttavia, l alluminato tricalcico (C3A), sebbene sia presente nel clinker in percentuale modesta (1-13%), influenza notevolmente la reazione di idratazione subito dopo il mescolamento con acqua. La velocità a cui avviene la reazione di idratazione del C3A, già molto rapida, subisce un ulteriore accelerazione in presenza di calce. Con una reazione troppo rapida sarebbe impossibile utilizzare il clinker per la produzione di malte e calcestruzzi. Quindi, per rallentare il processo di idratazione del C3A, evitando così la presa rapida, nel clinker viene aggiunto il gesso. La reazione risulta rallentata in modo considerevole per la formazione di un sale quaternario, chiamato ettringite, che si forma durante le prime ore, rivestendo così un ruolo fondamentale nei processi di presa. La norma UNI EN 197-1:2011 classifica i cementi comuni europei in 5 tipi (individuati dai numeri romani I, II, III, IV, V), a seconda dei loro costituenti principali impiegati e caratterizzati dalla percentuale decrescente del costituente principale (il clinker). Escluso il tipo I (cemento Portland), ogni tipo è suddiviso in un certo numero di sottotipi (A, B, C, etc.), come risulta dalla Tabella Si hanno quindi i tipi e i sottotipi sotto elencati. CEM I: Cemento Portland: contiene praticamente solo clinker (almeno il 95%). CEM II: Cemento Portland di miscela (17 sottotipi): ogni sottotipo contiene, oltre al clinker, uno dei costituenti della Tabella 1.9, la cui percentuale può essere del 6-20% (A) oppure del 21-35% (B); fa eccezione il cemento Portland composito (CEM II/A-M e CEM II/B-M), che contiene, oltre al clinker, una miscela di tutti i costituenti elencati nella Tabella 1.9. CEM III: Cemento di altoforno (3 sottotipi): è costituito da clinker e da loppa, della quale sono previste 3 percentuali: 36-65% (A), 66-80% (B), 81-95% (C). Si distingue dal cemento Portland alla loppa CEM II-S per il minore contenuto di clinker. CEM IV: Cemento pozzolanico (2 sottotipi): è costituito da clinker con percentuali del 65-89% (A) o del 45-64% (B) e da una miscela di pozzolana, microsilice e cenere silicea. Si distingue dal cemento Portland alla pozzolana CEM II-P per il minore contenuto di clinker. CEM V: Cemento composito (2 sottotipi): è costituito da ridotte percentuali di clinker, 40-64% (A) oppure 20-39% (B), e da una miscela di loppa, pozzolana e cenere silicea. Si distingue dal cemento Portland composito CEM II/M perché quest ultimo è più ricco di clinker e più povero di costituenti minerali. 45

46 Tabella Costituenti minerali dei vari tipi di cemento comune Componenti Sigla Caratteristiche Clinker di cemento K Sviluppa forte calore di idratazione e presenta bassa resistenza agli attacchi chimici. Portland Contribuisce alla resistenza meccanica in tempi brevi (2-7 giorni). Loppa d altoforno S Diversamente dalla pozzolana ha la caratteristica di indurire, sia pure lentamente, anche in assenza di calce. Sviluppa, rispetto al clinker, minore calore di idratazione. Pozzolana naturale P Sviluppa, rispetto al clinker, minore calore di idratazione; ha buona resistenza agli attacchi chimici. industriale Q È una scoria vetrosa della lavorazione di leghe metalliche non-ferrose, non impiegata in Italia. Ceneri volanti silicee V Sono polveri recuperate dai fumi di combustione delle centrali termoelettriche. È disponibile in Italia la cenere volante di tipo siliceo (dalla combustione del carbone); calciche W non è disponibile quella di tipo calcio (dalla combustione della lignite)- Scisti calcinati T Sono residui della torrefazione di scisti argillosi impregnati di bitume, non impiegati in - Italia. Calcare L Unico costituente privo di caratteristiche idrauliche, produce cementi di granulometria fine e con minore percentuale di clinker, riducendo il calore di idratazione. Microsilice D Sottoprodotto del processo produttivo del silicio metallico o delle leghe metalliche ferro-silicio, si presenta in polvere finissima; è usata più spesso come additivo del calcestruzzo. Filler F Materiali inorganici naturali o artificiali finissimi, funzionano come riempitivi, migliorando la lavorabilità degli impasti 46

47 Tipo di cemento Tabella Classificazione secondo la norma UNI EN197-1:2011 dei tipi di cemento e relative composizioni percentuali Denominazione Loppa Scisto Clinker d altoforno Microsilice Pozzolana Cenere volante Calcare calcinato Sigla granulata Costituenti secondari naturale industriale silicica calcica K S D P Q V W T L I Cemento Portland I II Cemento Portland II/A-S alla loppa II/B-S Cemento Portland alla microsilice II/A-D Cemento Portland II/A-P alla pozzolana II/B-P II/A-Q II/B-Q Cemento Portland II/A-V alle ceneri volanti II/B-V II/A-W II/B-W Cemento Portland II/A-T allo scisto calcinato II/B-T Cemento Portland II/A-L al calcare II/B-L Cemento Portland II/A-M composito II/B-M Cemento d altoforno III/A III III/B IV V III/C Cemento pozzolanico IV/A IV/B Cemento composito V/A V/B

48 Migliaia (t) Nel presente lavoro di Tesi è stata analizzata la produzione di cemento, in Italia e in Lombardia, per stimare la domanda di gesso naturale richiesto per tale utilizzo, attraverso cui quantificare il potenziale re-impiego di gesso riciclato nei cementifici Produzione di cemento in Italia Nella Figura 1.12, ricavata dal rapporto AITEC (Associazione Italiana Tecnico Economica Cemento) del 2014, viene mostrata la produzione di cemento nel 2014 per alcune regioni italiane. La produzione totale ammonta a tonnellate, in netto calo rispetto agli anni precedenti (ad esempio t nel 2011 e t nel 2006). Dalla Figura 1.12 si nota che la Lombardia è la regione con la produzione di cemento più elevata ( t) rispetto a tutte le altre regioni italiane; è seguita da Piemonte e Liguria ( t) e dal Veneto ( t) Figura Produzione di cemento nel 2014 per varie regioni italiane (Fonte AITEC,2014) Nella Tabella 1.11 viene mostrata la ripartizione percentuale in Italia nel 2014 dei vari tipi di cemento, classificati in base alla norma UNI EN 197-1:2011. Si nota che il cemento Portland è il più diffuso e ciò è dovuto al fatto che esso funge come base legante del calcestruzzo. Inoltre la Tabella 1.11 mostra che il cemento Portland (CEM I) e il Portland di miscela (CEM II) rappresentano le due tipologie di cemento con la maggiore incidenza sulla produzione complessiva italiana, rispettivamente pari al 13,4% e al 67,5%. All interno di tale categoria il Portland composito al calcare (CEM II A L-LL e CEM II B L-LL) costituisce il 65,8 % della produzione. Dall analisi della distribuzione della produzione di cemento per classi di resistenza riportata nel rapporto AITEC risulta che vi è una prevalenza (60,7%) dei cementi ad alta e ad altissima resistenza (classi 42,5 e 52,5) rispetto alle altre tipologie di cemento di classe 32,5, con un 39,3% di 48

49 utilizzo, in ragione delle elevate prestazioni che essi riescono a offrire in termini meccanici e di rapidità di esecuzione delle opere in cantiere. Tabella Ripartizione della produzione di cemento in Italia nel 2014 (Fonte AITEC,2014) nelle diverse tipologie Tipo Denominazione Sottotipo Denominazione Ripartizione % (Italia) CEM I Cemento Portland I 13,4 13,4 CEM II Cemento Portland di miscela II/A-S Loppa granulata 0,5 II/B-S d altoforno 0,2 II/B-P Pozzolana naturale 0,4 II/A-L; II/A-LL Calcare 44,8 II/B-L;II/B-LL 21,0 II/A-M Composito (almeno 0,1 2 tipi diversi di II/B-M aggiunte) 0,4 CEM III Cemento d altoforno III/A Loppa d altoforno 4,2 4,2 CEM IV Cemento Pozzolanico IV/A Cemento 8,3 IV/B pozzolanico 4,4 CEM V Cemento composito V/A; V/B Cemento composito 2,2 2,2 67,5 12,7 Nel 2014, inoltre, circa il 6,3% di materie prime naturali necessarie per la produzione del cemento in Italia è stato sostituito da materiali alternativi (in totale pari a 1,7 Mt), costituiti sia da rifiuti speciali non pericolosi, sia da materiali derivanti da altri processi industriali. In particolare, come riportato nella Tabella 1.12, si nota che, per produrre cemento, nel 2014 si è usata una quantità di gessi chimici derivanti dalla desolforazione dei fumi (FGD) pari a tonnellate (fonte AITEC). Quindi, il 21,4% rispetto al recupero totale di materia da rifiuti inviati nelle cementerie è costituita dai gessi chimici di desolforazione. Tabella Recupero di materia da rifiuti anno 2014 (Fonte: AITEC, 2014) Recupero di materia da rifiuti* Tipologia di rifiuto tonnellate Rifiuti provenienti da industria siderurgica Rifiuti prodotti dall industria alimentare Rifiuti da processi chimici organici e inorganici Rifiuti da cave autorizzate Rifiuti di refrattari Ceneri dalla combustione di carbone, biomasse e rifiuti Gessi chimici da desolforazione fumi Altro 122 Totale *Dati relativi alle aziende associate AITEC

50 Uso del gesso riciclato come additivo per il cemento L utilizzo del gesso riciclato come additivo nei cementifici in sostituzione del gesso naturale rappresenta un opzione tecnicamente percorribile in quanto il gesso riciclato, così come quello chimico, possiede caratteristiche fisiche e chimiche del tutto simili a quelle del gesso naturale. Tuttavia esistono alcune limitazioni tecniche che potrebbero insorgere nel caso di dosaggi elevati di gesso riciclato, a causa delle impurità residue che possono trovarsi nel gesso riciclato, anche a valle del trattamento di riciclo. Le principali problematiche sono legate al contenuto residuo di carta nel gesso riciclato, che determina valori di COT (Carbonio Organico totale) più elevati nel materiale riciclato rispetto al gesso naturale o chimico (dove il COT è praticamente assente) con conseguenti riduzioni delle caratteristiche di presa del cemento. Tale contaminazione organica nel gesso riciclato è dovuta alla presenza delle lastre in carta/cartone costituenti i pannelli in cartongesso e a un processo di separazione delle due componenti, gesso e cartone, non completamente efficace. In secondo luogo, il gesso riciclato, provenendo da un trattamento di riciclo che prevede uno o più step di macinazione, è caratterizzato da una granulometria più fine e polverulenta che può indurre complicazioni maggiori nelle fasi di gestione e dosaggio all interno del processo produttivo. Per non compromettere la qualità del cemento prodotto, anche nel caso di dosaggi elevati di gesso riciclato, è indispensabile garantire che il contenuto di carta rimasta adesa alla polvere di gesso dopo il trattamento di riciclo non sia superiore a un valore limite; ad oggi, non ci sono valori minimi stabiliti per le caratteristiche del gesso riciclato destinato a questo tipo di utilizzo. Facendo riferimento ai criteri tecnici concordati dal progetto GtoG (per l uso nella produzione di pannelli), questi stabiliscono per la polvere di gesso riciclata un valore di COT inferiore all 1,5% (cfr Tabella 1.6). Quindi, a seconda delle proprietà del gesso riciclato e in particolare del COT presente, è indispensabile miscelarlo con gesso naturale per contenere i possibili problemi legati alle impurità. Nel caso in cui il gesso riciclato sia inviato nei cementifici, il suo impiego è riferito a un ciclo ad anello aperto, infatti, non viene chiuso il ciclo dei rifiuti in cartongesso per poi produrre di nuovo pannelli in cartongesso Uso del gesso riciclato in agricoltura La polvere di gesso riciclata che si ottiene a valle del trattamento di riciclo, se possiede i requisiti richiesti dall Allegato 3, punto 2.1 del D.Lgs. n.75/2010 (Tabella 1.13), può essere anche impiegata nel settore agricolo. Il gesso riciclato, infatti, se conforme ai parametri presenti nel Decreto, è assimilabile al gesso naturale. Quest ultimo viene utilizzato in agricoltura come fertilizzante dei terreni ed è considerato un prodotto molto versatile, poiché offre diversi vantaggi nel trattamento dei suoli. Ai sensi del D.Lgs n.75/2010 per fertilizzante si intende qualsiasi sostanza che, per il suo contenuto in elementi nutritivi oppure per le sue peculiari caratteristiche chimiche, fisiche e 50

51 biologiche, contribuisce al miglioramento della fertilità del terreno agrario oppure al nutrimento delle specie vegetali coltivate o, comunque, ad un loro migliore sviluppo e comprende prodotti minerali, organici e organo minerali, suddivisi a loro volta in ammendanti, concimi e correttivi. Secondo la classificazione introdotta dal D.Lgs. n.75/2010, il gesso agricolo, ossia gesso di origine naturale (come riportato in Tabella 1.13), rientra tra i correttivi calcici e magnesiaci, le cui caratteristiche sono definite all interno dell Allegato 3, mostrato in Tabella In particolare, per essere utilizzato in ambito agricolo, il gesso deve possedere un tenore minimo di ossido di calcio (25% CaO) e di anidride solforica (35% SO3) e rispettare i requisiti della classe granulometrica. Secondo il decreto, i correttivi calcio-solfo-magnesiaci possono avere una diversa granulometria, in base alla quale si suddividono in: prodotti polverulenti: almeno l'80% con una granulometria inferiore a 0,3 mm, il 100% con dimensione inferiore ad 1 mm; prodotti triturati: almeno l'80% con una granulometria inferiore ai 5 mm; prodotti greggi: meno dell'80% con granulometria inferiore a 5 mm; prodotti granulati: prodotti polverulenti, granulati artificialmente. La granulometria del prodotto deve essere dichiarata dal produttore (es.: 80% minimo inferiore a x mm; 100% inferiore a y mm). Tabella Classificazione del gesso agricolo secondo il D.Lgs.n.75/2010 N. Denomina zione del tipo Modo di preparazione e componenti essenziali Titolo minimo in elementi e/o sostanze utili. Criteri concernenti la valutazione. Altri requisiti Richiesti Altre indicazioni concernenti la denominazi one del tipo Elementi e/o sostanze utili il cui titolo deve essere dichiarato. Caratteristiche diverse da dichiarare. Altri requisiti richiesti Note 12 Gesso agricolo Prodotto di origine naturale costituito essenzialmente da solfato di calcio con 2 molecole d acqua. 25% CaO 35% SO3 --- CaO totale SO3 totale Classe granulometrica Lo stesso decreto stabilisce anche le concentrazioni massime di metalli pesanti, espresse in mg/kg e riferiti alla sostanza secca, che sono riportate nella Tabella

52 Tabella Tenori massimi di metalli pesanti in mg/kg riferiti alla sostanza secca (D.Lgs. 75/2010) Metalli mg/kg Piombo totale 140 Cadmio totale 1,5 Nichel totale 100 Zinco totale 500 Rame totale 230 Mercurio totale 1,5 Cromo esavalente 0,5 La granulometria più idonea del gesso agricolo viene individuata cercando il giusto equilibrio tra la sua facilità di impiego, attraverso mezzi comuni spandiconcime agricoli, e una equivalente rapida capacità di azione, funzione anche dei tempi di rilascio degli elementi costituenti. In campo agricolo il gesso, grazie alla sua natura e caratteristiche chimico-fisiche, si può considerare come: 1) ammendante, in quanto migliora le proprietà fisiche del terreno e al contempo esercita un azione correttiva sulle proprietà chimiche e biologiche. Il gesso infatti da un lato conferisce struttura ai terreni incoerenti, dall altro diminuisce la salinità del suolo, in particolare riduce il contenuto di sodio (dannoso per la struttura del terreno e per le piante, se presente in eccesso), agevolandone il dilavamento. Il gesso, nel suo ruolo di ammendante, è al contempo anche condizionante e idratante, in quanto: - migliora la struttura dello stato agrario superficiale, agevolando la formazione di particelle organo-minerali ed aumentandone lo spessore; - rende poroso e più leggero il suolo compattato o tendente al compattamento per effetto di due fattori: l elevato tenore di sodio ed il contenuto di argilla. I suoli compatti, infatti, sono ovunque un problema potenziale e, laddove è possibile, l apporto di sostanza organica è la soluzione ottimale. Con l aggiunta di gesso si amplifica in modo considerevole l azione della sostanza organica, in quanto la stabilizzazione dei composti organo-minerali è mantenuta soprattutto dall azione del calcio (estrazionegesso snc, 2017). Come riportato da alcune aziende produttrici di gesso agricolo, un uso irriguo prolungato di acque povere di soluti può creare un ambiente acido nella rizosfera, la zona di terreno circostante le radici, che, combinato anche con l azione acidificante delle radici stesse, può portare ad un lento peggioramento della struttura del terreno, sempre meno ospitale per le radici. In questi casi, usando il gesso e fornendo quindi ioni calcio immediatamente attivi, si facilita il restauro e la prevenzione del decadimento della struttura del suolo, si riducono le fratture superficiali e si ritarda la formazione di crosta superficiale, ossia uno strato di terra indurito e compatto che risulta spesso problematico da perforare per la crescita delle nuove piante; - aumenta l attività dei batteri benefici del terreno e riduce i sintomi di sofferenza delle piante dovuti alla scarsa aerazione del suolo, grazie ad una migliore circolazione dell aria, un attività 52

53 migliore delle radici ed un migliore assorbimento di acqua nel terreno (estrazionegesso s.n.c., 2017); - rallenta l assorbimento dei metalli pesanti (come ad esempio cromo, cadmio, rame, nichel, piombo), tossici sia per le piante sia per le persone che se ne nutrono, e sempre presenti in abbondanza nei terreni vicini alle aree industrializzate; - migliora la ritenzione idrica del terreno, favorendo al tempo stesso l infiltrazione e il drenaggio delle acque in eccesso nei terreni argillosi; - prolunga il tempo di intervallo tra le irrigazioni e consente quindi un risparmio d acqua rispetto al caso in cui i terreni non sono trattati con gesso (Vito Alterio gessi s.n.c., 2017); 2) correttivo, in quanto ripristina le condizioni ottimali di ph del terreno, portandolo verso la neutralità o verso i valori ottimali richiesti dalle colture presenti, grazie alle proprietà sia acide che alcaline del gesso. Il gesso in questo caso: - attenua, grazie al suo contenuto di anidride solforosa SO3, la reazione alcalina dei terreni basici con un alto valore del ph (>8), tipici di terreni argillosi e con un eccesso di calcare attivo; - contrasta i terreni molto acidi (ph <5,5), sia per la carenza di basi (calcio in particolare), sia per l insolubilizzazione del fosforo, alzandone il ph grazie all azione dell ossido di calcio CaO in esso contenuto. Quando il gesso è utilizzato per la correzione del ph dei terreni, oltre al tenore di CaO e SO3, anche il grado di finezza del materiale incide sull efficacia del trattamento. Il gesso granulato, infatti, è facilmente spandibile con i normali mezzi agricoli, anche se, essendo i granuli di dimensioni maggiori rispetto al gesso di pezzatura più fine (polverulento), il trattamento rischia di essere meno uniforme e omogeneo, con un rilascio più lento e di conseguenza una durata maggiore del trattamento. Il gesso più fine, invece, è meno semplice da spandere, poiché richiede mezzi agricoli più specifici e meno diffusi, ma ha il vantaggio di garantire un applicazione più rapida e uniforme. 3) concime, in quanto conferisce al terreno uno o più elementi nutritivi (calcio, zolfo e magnesio) necessari per lo svolgimento del ciclo vegetativo delle colture. In questo caso, il gesso svolge le seguenti funzioni: - è alimento diretto del terreno poiché lo arricchisce di calcio, il più importante tra gli elementi nutritivi secondari 1 ed utile per rinforzare e rendere più resistenti le pareti cellulari delle piante. Il calcio, infatti, è spesso indisponibile per le radici delle piante, soprattutto nei terreni con ph superiore a 7 in cui esso è presente come carbonato (insolubile) e non è in grado di spostarsi dai tessuti vecchi della pianta verso quelli nuovi, tanto che i punti di accrescimento delle piante, come gli apici dei rami e soprattutto delle radici, sono molto sensibili alla carenza di calcio. Il gesso, 1 1 Macro elementi: nutrienti per le piante richiesti in grande quantità nel corso del loro sviluppo. Si distinguono, in base alla loro presenza nei tessuti delle piante, in primari (azoto, potassio, fosforo) e secondari (calcio, magnesio, zolfo). Microelementi: nutrienti per le piante richiesti in minima quantità (ad es. ferro, manganese, zinco). Sono essenziali per il corretto metabolismo delle piante e fungono da catalizzatori delle reazioni biochimiche che avvengono nelle piante. 53

54 dissolvendosi subito nell umidità del suolo in seguito all infiltrazione dell acqua di irrigazione o meteorica, rende disponibili alle radici sia gli ioni calcio che zolfo portandoli verso anche gli strati inferiori del terreno; - grazie all apporto di calcio, il gesso svolge un azione regolatrice sia per le piante che per il terreno, e le protegge, entro certi limiti da eccessi e da carenze di nutrienti (poiché il calcio amplifica l azione della sostanza organica utile per i suoli compatti e favorisce l assorbimento di azoto) e da problemi causati da eccessi di ph (per i motivi spiegati al punto precedente). - fornisce direttamente anche lo zolfo, che è fondamentale per l attività della flora batterica del terreno e per la sintesi delle proteine delle piante. Se lo zolfo è dato al terreno in forma elementare, esso non è disponibile alle piante finché i batteri del terreno non l hanno ossidato e, poiché questi batteri scarseggiano nei terreni alcalini, l ossidazione avviene lentamente. Invece, lo zolfo proveniente dal gesso in forma di solfato è subito utilizzabile dalle piante (Vito Alterio gessi s.n.c., 2017). Pertanto, tenuto conto delle funzioni descritte, l uso del gesso in agricoltura è consigliato quando: il ph del suolo è meno di 5,5 o sopra 8,2; le analisi del terreno rivelano carenze in calcio o zolfo; il SAR (rapporto di adsorbimento di sodio, che esprime l'attività relativa degli ioni sodio nelle reazioni di scambio con il terreno e misura la concentrazione relativa di sodio rispetto a calcio e magnesio) è maggiore di 4; il suolo ha un alto contenuto di argilla, risultando molto compatto e poco permeabile; l acqua meteorica o di infiltrazione tende a ristagnare formando pozzanghere sulla superficie con conseguente formazione di una crosta superficiale; l acqua di irrigazione contiene alti livelli di bicarbonato, sodio, boro o metalli pesanti; in seguito ad un uso intensivo di fertilizzanti sul terreno (estrazionegesso s.n.c., 2017). Per uno spandimento agricolo del gesso, quindi, serve prima testare il suolo per determinare se l uso del gesso sia appropriato ed eventualmente il tasso di applicazione richiesto. La polvere di gesso riciclata potrebbe quindi sostituire l uso del gesso naturale agricolo. Tuttavia, ciò che rende problematico lo spandimento agricolo del gesso naturale è la sua difficile reperibilità (essendo le cave di gesso poco diffuse) e, di conseguenza, il suo costo di utilizzo molto più elevato rispetto ad altri prodotti commercializzati nella categoria dei fertilizzanti. In questo lavoro di Tesi, quindi, al fine di sviluppare un analisi più realistica, si sono considerati come prodotti evitati dal riciclo dei rifiuti di gesso tutti quei prodotti commerciali venduti come fertilizzanti. Inoltre, per semplificare l analisi, nella fase di modellizzazione è stata presa in considerazione solo la funzione del gesso agricolo come correttivo, in particolare dei suoli a ph acidi. Il gesso utilizzato in questo modo andrebbe a sostituire, con dosaggi diversi a causa del 54

55 potere basico differente, il prodotto più usato per correggere l acidità di un terreno: la calce (e di conseguenza tutti gli altri prodotti a base di calce). Con il termine calce si indica ogni composto basico del calcio e del magnesio, in grado di correggere le anomalie dei suoli acidi e riportarli, grazie a un progressivo innalzamento del ph, verso ph neutri. La correzione di un suolo acido mediante la pratica della calcitazione, cioè tramite l aggiunta di calce CaO (ossido di calcio), è una delle operazioni agronomiche più antiche e conosciute. Gli agricoltori fanno uso da secoli della calce, in quanto è un prodotto semplice e facilmente reperibile. Una calcitazione periodica dei terreni porta vantaggi agronomici e di conseguenza anche economici: migliora la struttura del terreno, più lavorabile e più adatto ad ospitare le colture, vengono ottimizzate le riserve del suolo, aumenta l efficienza dei fertilizzanti, viene favorita la vita microbica e l attività biologica, la sostanza organica viene trasformata più velocemente, la qualità chimica del terreno migliora. Di solito, sono spesso utilizzati per la calcitazione composti come: idrossido di calcio: Ca(OH) 2; carbonato di calcio: CaCO 3; dolomite: CaMg(CO3) 2 Pertanto, attraverso l utilizzo del gesso riciclato in campo agricolo, si potrebbe in alcuni casi evitare o ridurre l uso di correttivi del terreno come la calce, evitando e riducendo anche tutti gli impatti derivanti dal suo processo di produzione Uso del gesso riciclato per il trattamento dei fanghi con produzione dei gessi di defecazione La polvere di gesso riciclata può essere impiegata nel processo di trattamento dei fanghi da depurazione finalizzato alla trasformazione degli stessi in prodotti fertilizzanti, i cosiddetti gessi di defecazione, rientranti nella categoria dei correttivi calcici magnesiaci (v ). Ad oggi questa operazione di recupero dei fanghi risulta piuttosto diffusa in quanto soluzione alternativa allo spandimento diretto dei fanghi in agricoltura. Prima di mostrare in dettaglio il processo di produzione dei gessi di defecazione, si riporta il loro quadro normativo nazionale, facente riferimento al D.Lgs. n.75/2010 relativo ai fertilizzanti Quadro normativo dei fertilizzanti: il D. Lgs n. 75/2010 I fanghi di depurazione possono essere utilizzati o direttamente in agricoltura, a seguito di un trattamento che li renda conformi alle condizioni del D. Lgs. 99/92, o essere trasformati ai sensi del D. Lgs. 75/2010 e s.m.i. di riordino e revisione della disciplina in materia di fertilizzanti. L allegato 3 del D. Lgs. 75/2010 prevede i correttivi come ulteriore classe di fertilizzanti, fra i quali compare il gesso di defecazione così definito: un prodotto ottenuto da idrolisi (ed eventuale attacco enzimatico) di materiali biologici mediante calce e/o acido solforico e successiva 55

56 precipitazione del solfato di calcio. In nota è specificato che è consentito dichiarare il carbonio organico di origine biologica e la sua natura (proteica, lipidica, ecc.) nonché l azoto totale. Si riportano nella Tabella 1.15 i criteri qualitativi dei gessi di defecazione stabiliti dal D.Lgs 75/2010 al punto 21 dell Allegato 3 nell ambito dei correttivi calcici magnesiaci. Tabella Gessi di defecazione secondo il D.Lgs 75/2010 N. Denominazio ne del tipo Modo di preparazione e componenti essenziali Titolo minimo in elementi e/o sostanze utili. Criteri concernenti la valutazione. Altri requisiti richiesti Altre indicazioni concernent i la denominaz ione del tipo Elementi e/o sostanze utili il cui titolo deve essere dichiarato. Caratteristich e diverse da dichiarare. Altri requisiti richiesti Note 21 Gesso di defecazione Prodotto ottenuto da idrolisi (ed eventuale attacco enzimatico) di materiali biologici mediante calce e/o acido solforico e successiva precipitazione del solfato di calcio. CaO: 20% sul secco SO3: 15% sul secco È obbligatorio indicare il materiale biologico idrolizzato (esempio: tessuti animali) CaO totale SO3 totale È consentito dichiarare il carbonio organico di origine biologica e la sua natura (proteica, lipidica, ecc.) nonché l azoto totale. La difficoltà di trovare idonee soluzioni per la gestione dei fanghi di depurazione ha spinto alcuni operatori ad utilizzare i fanghi, considerati rifiuti, al posto dei materiali biologici di solito impiegati (come ad es. grassi e proteine animali): in questo caso i fanghi sono trattati in impianti di stabilizzazione chimica da cui si ottiene un nuovo prodotto destinato ad uso agricolo. Tale prodotto è stato riconosciuto con il D.M. 28 giugno 2016, pubblicato nella G.U. n. 188 del 12/8/2016, del Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali, che ha modificato gli allegati 1,2,3,6 e 7 del D. Lgs. 75/2010 introducendo la voce gesso di defecazione da fanghi. In seguito al D.M 28 giugno 2016, nell Allegato 3 sui correttivi è stata aggiunta la voce 23 per la quale sono definiti i criteri minimi qualitativi, come riportato in Tabella Nelle note della Tabella 1.16 vengono anche fissati i seguenti parametri di natura biologica: -Salmonella: assenza in 25 g di campione t.q.: n =5; c=0; m=0; M=0; -Escherichia Coli: in 1 g di campione t.q.: n =5; c=1; m=1000 CFU/g; M=5000 CFU/g dove n, m, M e c rappresentano: n: numero di unità da campionare di un lotto scelto da sottoporre ad analisi; m: numero limite di batteri che determina l inaccettabilità del lotto (il lotto è accettabile se il numero di batteri in tutte le unità campionarie analizzate è inferiore ad m); 56

57 M: valore massimo del numero di batteri tollerato (il lotto è considerato inaccettabile se il numero di batteri in una o più unità campionarie analizzate è superiore ad M); c: numero delle unità campionarie il cui valore può essere compreso tra m ed M. La voce aggiunta n. 23 riporta che i gessi di defecazione devono essere prodotti utilizzando come fonte di carbonio organico i fanghi di depurazione, che devono intendersi proprio quelli del D. Lgs. 99/92, prevedendo un ulteriore limitazione e controllo della concentrazione di PCB (Policlorobifenili), che deve risultare inferiore a < 0,8 mg/kg di sostanza secca. Per il gesso di defecazione, come per tutti i correttivi, i tenori massimi consentiti dal D. Lgs. n. 75/2010 in metalli pesanti espressi in mg/kg e riferiti alla sostanza secca sono gli stessi per il gesso agricolo, riportati nel capitolo (cfr Tabella 1.14). Tabella Modifiche Allegato 3 correttivi 2.1 voce 23 N. Denomina zione del tipo Modo di preparazione e componenti essenziali Titolo minimo in Elementi fertilizzanti (% in peso) Valutazione degli elementi fertilizzanti. Altri requisiti richiesti Altre indicazioni concernent i la denominaz ione del tipo Elementi il cui titolo deve essere dichiarato. Forma e solubilità degli elementi fertilizzanti. Altri criteri Note 23 Gesso di defecazione da fanghi Prodotto ottenuto da idrolisi (ed eventuale attacco enzimatico) di fanghi mediante calce e/o acido solforico e successiva precipitazione del solfato di calcio. CaO: 15% sul secco SO3: 10% sul secco --- CaO totale SO3 totale N tot Per fanghi si intendono quelli di cui al D.Lgs n.99/92 e successive modifiche e integrazioni. È consentito dichiarare i titoli in carbonio organico e azoto totale.* Processo di produzione dei gessi di defecazione da fanghi I fanghi di depurazione da destinarsi alla produzione di gessi di defecazione hanno già subito il trattamento di digestione anaerobica (che avviene normalmente in coda ai trattamenti depurativi delle acque reflue) e quindi sono stati sottoposti ad un processo di idrolisi che ha degradato la sostanza organica originaria in composti solubili più semplici (come zuccheri, grassi, proteine, etc.). Inoltre, sono stabilizzati con calce per poter essere considerati palabili, ovvero per raggiungere un tenore di sostanza secca pari al 20% sul tal quale. Tali fanghi rappresentano il materiale organico di partenza da cui vengono prodotti i gessi da defecazione (Brevetto Agrosistemi, 2005). Il fango in ingresso all impianto è indirizzato, mediante nastri trasportatori, ad una camera di miscelazione, dove viene pesato per il dosaggio automatico dei reagenti stoccati nei diversi silos. Esistono diverse ricette per produrre i gessi da defecazione, in base alle quali cambiano sia i tipi 57

58 di additivi aggiunti, sia i rispettivi dosaggi. Nel reattore chimico uno degli additivi che può essere dosato è il gesso, che a sua volta può essere o naturale o derivante da un processo di riciclo dei rifiuti a base di gesso. Promuovendo l uso della polvere di gesso riciclata usata in questo processo produttivo come materia prima secondaria si ridurrebbe, quindi, l uso del gesso naturale, con una conseguente riduzione degli impatti derivanti dall estrazione e la lavorazione del gesso di cava. Questo processo di stabilizzazione e igienizzazione chimica dei fanghi avviene con una reazione ossidante che degrada chimicamente la sostanza organica: si aggiunge al fango ossido di calcio fino a raggiungere un ph dell ordine di 11-12, tale da inibire la vita dei batteri e dei microorganismi. Il gesso di defecazione si ottiene dalla successiva precipitazione del solfato biidrato di calcio in una massa di materiale biologico, dopo idrolisi dello stesso con ossido di calcio, tramite l aggiunta di acido solforico che reagisce con l idrato di calcio formatosi durante l idrolisi. Ciò che si ottiene è un materiale ricco di calcio e zolfo, in forma di solfato precipitato, miscelato a sostanza organica. (Dichiarazione Ambientale EMAS Evergreen,2013). Grazie a questo trattamento si riduce: la presenza di eventuali inquinanti organici nei fanghi (grazie alla degradazione); l umidità del prodotto finale rispetto all umidità del fango iniziale; la microflora patogena che può essere presente nei fanghi, debellata dalle temperature raggiunte (di C), dal ph (12 e più) e dai tempi di permanenza in dette condizioni; l uso di gesso vergine estratto dalle cave, attraverso il reimpiego di gesso riciclato in miscela. L applicazione dei gessi di defecazione porta ai terreni agricoli i seguenti vantaggi, molto simili a quelli che derivano dallo spandimento del gesso agricolo: aumento della produttività: dovuto all apporto in nutrienti (soprattutto azoto, fosforo, calcio, magnesio, sodio e carbonio) di solito poco presenti nei terreni sottoposti ad un agricoltura intensiva ed in forma disponibile per le colture; miglioramento della qualità del terreno: dovuto sia all aumento del ph grazie all applicazione di fanghi basici, sia all aumento della respirazione del suolo ed all accelerazione dei processi enzimatici, causati dai microrganismi naturalmente presenti nei suoli; riduzione dell uso di fertilizzanti chimici grazie all apporto di una significativa quantità di nutrienti presenti nel fango trattato. Nella Figura 1.13 si riporta in modo schematico il processo di trattamento descritto. Figura Processo di produzione dei gessi di defecazione 58

59 La soluzione di trasformare i fanghi biologici provenienti dalla depurazione di acque reflue e valorizzarli in un prodotto commerciale utilizza gli stessi canali applicati per lo spandimento diretto dei fanghi, ma offre il vantaggio di un applicazione pratica molto più rapida, in quanto la gestione non è più condizionata dalla normativa sui rifiuti D.Lgs. 152/2006 (come invece lo era per i fanghi di depurazione). Alla fine del trattamento, infatti, si ottiene un prodotto disciplinato dal D.Lgs.75/2010 dei fertilizzanti e il suo uso è condizionato solo dalla domanda di mercato presente sul territorio. Con questo trattamento, quindi, un rifiuto di difficile collocazione come il fango da depurazione viene valorizzato e recuperato, anziché smaltito. Inoltre, gli impianti si possono collocare in corrispondenza degli impianti di depurazione, anche in ambiente confinato e vi può essere la possibilità di stoccaggio del prodotto finito direttamente presso le aziende agricole utilizzatrici, senza che sia vincolato alla legislazione sui rifiuti. A questi benefici si aggiungono quelli dovuti all uso di polvere di gesso riciclata, materia prima secondaria che, attraverso questo reimpiego a ciclo aperto, evita o riduce il consumo di risorse naturali e lo smaltimento di un materiale di per sé completamente riciclabile. 1.5 Il gesso naturale Nei capitoli precedenti sono stati illustrati i quattro possibili destini per la polvere di gesso riciclata, che sono stati sviluppati in questo lavoro di Tesi come verrà mostrato nei capitoli xx, yy. Nel caso del reinserimento della polvere di gesso riciclata nel ciclo di produzione del pannello in cartongesso, dell uso della polvere di gesso riciclata come additivo al clinker nei cementifici e come additivo nel processo di produzione di gessi di defecazione, ciò che si va a sostituire e a ridurre è l impiego del gesso naturale estratto dalle cave. Pertanto nel presente paragrafo verrà analizzato il processo di estrazione del gesso naturale, ponendo l attenzione sui quantitativi cavati, le modalità di estrazione ed i principali impatti ambientali associati. Dal Rapporto Cave 2017 di Legambiente si nota che sul territorio nazionale il gesso occupa, in relazione all attività estrattiva di ogni materiale, una posizione marginale rispetto agli altri gruppi di materiali estratti. Le cave di gesso rappresentano, infatti, solo l 1,5% di tutte quelle presenti in Italia, percentuale molto inferiori se paragonate, ad esempio, a quelle di sabbia e ghiaia o calcare, rispettivamente pari al 60,9% e al 25,5%. Questa percentuale è così bassa poiché i giacimenti di gesso nel territorio italiano sono concentrati in poche regioni e perché l impiego del gesso nel settore edilizio è molto minore se confrontato alla domanda di inerti naturali. La ripartizione percentuale delle cave per tipologia di materiali estratti è mostrata nella Figura

60 Migliaia m3 Ripartizione delle cave per gruppi di materiali estratti Sabbia e ghiaia 60,9 Pietre ornamentali 6,7 Torba 0,1 Calcare 25,5 Argilla 5,4 Gesso 1,5 Figura Ripartizione percentuale delle cave per gruppi di materiali estratti (Fonte: Legambiente 2016) Se si guardano i dati relativi alle quantità annue estratte di gesso nelle regioni italiane, riportati in Figura 1.15, si nota che nel 2016 il Molise è stata la regione con i maggiori volumi di gesso estratto ( m 3 ), seguito da Piemonte ( m 3 ), Toscana ( m 3 ) ed Emilia Romagna ( m 3 ). Queste regioni sono anche quelle in cui sono presenti gli impianti di produzione di pannelli in cartongesso, quindi si potrebbe pensare che l estrazione di questo materiale sia legata, oltre che al ciclo di produzione del cemento, anche al ciclo di produzione dei pannelli in cartongesso. L estrazione annuale totale di gesso in Italia nel 2016 ha superato 1,2 milioni di m 3. L obiettivo di una gestione efficiente del ciclo di vita del gesso naturale è la diminuzione consistente, grazie a trattamenti di recupero e riciclo, dell attività di estrazione di gesso di cava, poiché tale materiale può essere facilmente sostituito attraverso un ciclo virtuoso di gestione dei rifiuti a base di gesso e il ri-utilizzo del gesso riciclato come già avviene per il gesso sintetico Figura Quantità annue estratte di gesso (Fonte: Legambiente 2016) Il gesso è un minerale molto tenero e la pietra di gesso è una roccia sedimentaria evaporitica, formatasi in seguito all evaporazione di acque marine, dalla precipitazione e sedimentazione di sali marini quali salgemma, anidrite, calcite e aragonite. Le formazioni sono stratificate, a causa delle 60

61 diverse modalità di sedimentazione, e presentano diversi gradi di purezza: si può trovare gesso di grana fine grigia e opaca, bianca, trasparente come un cristallo o nella forma più pura dell alabastro. Il gesso è presente in natura come roccia a struttura cristallina costituita da solfato di calcio biidrato (CaSO 4*2H 2O) che, se sottoposta a elevate pressioni e temperature, diventa anidrite naturale (CaSO4). Il gesso diventa lavorabile dopo esser stato essiccato in un processo di deidratazione a determinate temperature e in appositi forni, in cui, scaldandosi, perde la componente d acqua per trasformarsi in emiidrato o in anidrite. Il gesso si definisce così calcinato, parzialmente o totalmente deidratato. Attraverso il processo inverso, cioè aggiungendo acqua al gesso calcinato, si può riottenere il gesso nella sua forma biidrata, grazie quindi ad un processo di reidratazione. La principale peculiarità del gesso è che può essere trasformato da una forma all altra mantenendo inalterate la struttura e le proprietà chimico-fisiche, essendo le reazioni di deidratazione e reidratazione completamente reversibili. Si riportano di seguito i due fenomeni di deidratazione e reidratazione: Deidratazione: CaSO 4*2H 2O + calore CaSO 4* ½ H 2O + 3/2 H 2O CaSO 4*2H 2O + calore CaSO 4 + 2H 2O La prima reazione è riferita alla formazione di gesso emiidrato mentre la seconda alla formazione di anidrite. Reidratazione: CaSO 4* ½ H 2O + 3/2 H 2O CaSO 4*2H 2O + calore CaSO 4 + 2H 2O CaSO 4*2H 2O + calore Anche in questo caso, la prima reazione mostra la riformazione di gesso biidrato a partire da quello emiidrato, nella seconda invece il gesso biidrato è ottenuto dall anidrite. Il gesso si diversifica in 5 fasi solide: 1. solfato di calcio biidrato (CaSO 4 2H 2O): è sia il materiale grezzo prima della deidratazione, sia il prodotto finale dopo la reidratazione. È usato ad esempio come materiale grezzo nell industria del gesso o come regolatore della solidificazione nell industria del cemento; 2. solfato di calcio emiidrato (CaSO 4 1/2H 2O): è presente in due forme differenti, α e β, che rappresentano due stati limite e che sono diversi per quanto riguarda le loro applicazioni, il calore di idratazione ed il metodo di preparazione. Il β-emiidrato è usato come agente legante nell edilizia per gli intonaci, come materiale grezzo per l industria del gesso (pannelli in cartongesso), come stampo nell industria ceramica; 3. anidrite III: esistente a temperatura ambiente, è usata come essiccante nell industria chimica; 4. anidrite II: presente a temperatura ambiente, quella cotta è usata per sottofondi per pavimenti e per marmi artificiali nell industria edilizia o come materiale di riempimento nell industria della 61

62 carta. Il minerale dell anidrite è usato per sottofondi per pavimenti, come intonaco nell industria edilizia e come materiale grezzo nell industria del cemento; 5. anidrite I: è presente solo a temperature sopra i 1180 C Il processo di estrazione e lavorazione Nei giacimenti il gesso si trova principalmente nella forma bi-idrata oppure di anidrite a seconda delle caratteristiche del giacimento, da cui dipende anche il grado di purezza del gesso. Le fasi del processo di estrazione e di lavorazione sono le seguenti (Eurogypsum,2015): estrazione: avviene in sotterraneo o per sbancamento in cave a cielo aperto tramite mezzi meccanici od esplosivi. Il materiale estratto viene trasportato allo stabilimento per la lavorazione, di solito posto nei pressi della cava, sia per ridurre al minimo gli spostamenti del materiale estratto, sia per riportare in cava i residui di lavorazione per la ricostituzione del terreno. Le tecniche di estrazione possono essere diverse e molteplici in base ai territori considerati. In particolare, gli esplosivi sono consentiti in alcune zone come la Toscana, mentre sono vietati ad esempio in Lombardia, dove l estrazione attualmente avviene attraverso escavatori a martello, in quanto i giacimenti sono a cielo aperto. In Piemonte, invece, si usano anche altri mezzi di escavazione, tra cui le fresatrici che, oltre all estrazione del gesso, permettono al contempo anche la sua lavorazione, poiché esso viene raschiato dalla montagna e quindi già triturato; lavorazione: i blocchi di gesso provenienti dalla cava si presentano di differenti pezzature: i più grossi vengono ridotti di dimensioni nella cava stessa in modo da agevolarne il successivo trasporto all impianto di lavorazione. Qui il gesso viene sottoposto ad una o più fasi di frantumazione e macinazione per rendere più agevole il passaggio ai forni e più efficace la fase di cottura, che può essere per via secca o umida. Cottura per via secca: la temperatura di cottura viene regolata a seconda del prodotto finale che si vuole ottenere: con una temperatura di 130 C si ottiene l emiidrato β; portando il gesso ad una temperatura tra i 300 C e i 500 C si ottiene l anidrite solubile o anidrite α, che si scioglie e si rapprende più lentamente rendendo il gesso adatto alla lavorazione ornamentale e artistica; tra i 500 C e i 700 C di temperatura di cottura si ottiene l anidrite insolubile o anidrite β, del tutto insolubile utilizzata come inerte in edilizia e definita gesso surcotto o bruciato; oltre i 1000 C il gesso riacquista in parte la capacità di fare presa se mescolato ad acqua, conserva però anche la resistenza meccanica del gesso cotto. Cottura per via umida: si chiama così perché la polvere di gesso viene cotta in soluzione satura di vapore oppure in soluzione salina: con questo sistema si ottiene l emiidrato α. 62

63 Rispetto al gesso cotto per via secca l emiidrato α possiede migliori doti di resistenza e di durezza ed è pertanto impiegato per la produzione di gessi speciali. Il gesso cotto viene quindi macinato una seconda volta prima di essere utilizzato. La cottura secca del gesso biidrato è effettuata in vari tipi di forni, ad esempio il forno a caldaia, il forno a marmitta, costituito da un recipiente cilindrico in lamiera in fondo a cui è posto un focolare in muratura, il forno- mulino, in cui si svolge al contempo la macinazione e la cottura del gesso. Come combustibile è utilizzato di solito il gas metano. Nella Figura 1.16 sono riportati i vari prodotti ottenibili dal processo di lavorazione del gesso. Figura Prodotti possibili ottenute dalla lavorazione del gesso (Fonte: ecoinvent 2.0, 2007) Il prodotto finale potrà uscire dallo stabilimento o in polvere (per stucchi e intonaci) o sciolto in soluzione con additivi Impatti ambientali dell attività estrattiva I benefici dovuti al recupero ed al riciclo dei rifiuti a base di gesso, altrimenti destinati allo smaltimento, corrispondono ad un risparmio di risorsa naturale non rinnovabile e ad un minore impatto ambientale dovuto alla riduzione dell attività estrattiva di gesso vergine. Infatti, gli equilibri naturali dei territori in cui viene insediata un attività estrattiva vengono mutati e talvolta anche stravolti, in quanto lo sfruttamento intensivo del suolo e le lavorazioni secondarie sulla materia prima estratta hanno numerosi impatti su molte matrici ambientali. L estrazione del gesso influisce infatti sull orografia, la geomorfologia, la qualità dell aria e delle acque superficiali e sotterranee del territorio in questione. Una soluzione tecnica che, ad esempio, consente uno sfruttamento più razionale dei giacimenti minerari e, al contempo, un ridotto impatto sul paesaggio e sull ambiente circostante, è la coltivazione di cave in sotterraneo, che, oltre ad un impatto visivo minore sul territorio, favorisce l estrazione del minerale di gesso non inquinato da argille, marne o gesso alterato, 63

64 come invece avviene spesso con le coltivazioni a cielo aperto. Sono comunque ingenti gli effetti sul territorio provocati da questa attività, soprattutto se intensiva e senza un ripristino ambientale delle cave esaurite. Attraverso il reimpiego del gesso riciclato, quindi, si avrebbe una diminuzione consistente di tutti gli impatti elencati e si eviterebbe anche l uso di combustibile (ad. es gasolio) per i macchinari di estrazione, con la conseguente riduzione di emissioni in atmosfera. 1.6 Analisi del ciclo di vita (LCA) applicata ai rifiuti a base di gesso La valutazione del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment LCA) è una metodologia sviluppata per esaminare i potenziali impatti e benefici ambientali di un prodotto, di un processo produttivo o di una attività/servizio, identificando e quantificando i consumi di energia e materiali, i rifiuti prodotti e le emissioni rilasciate nell ambiente durante l intero ciclo di vita, dall acquisizione delle materie prime attraverso la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l utilizzo, fino al riuso, riciclaggio o smaltimento finale (secondo un approccio dalla culla alla tomba o dalla culla alla culla se si comprende anche il rientro in circolo dei materiali a fine vita). L analisi si svolge tramite la compilazione di un inventario dei flussi in ingresso (come i materiali, l energia, le risorse naturali) e in uscita (ad es. emissioni in aria, acqua, suolo) dal sistema; la valutazione degli impatti potenziali, diretti ed indiretti, associati a tali inventari; il controllo dei risultati delle due fasi precedenti ed infine la definizione delle possibili linee di intervento. Le norme tecniche di riferimento per la realizzazione di uno studio di LCA sono le ISO e (pubblicate dall International Standards Organisation) le quali definiscono i requisiti e le procedure da adottare nell applicazione della valutazione del ciclo di vita. Un supporto per la stesura di analisi LCA è inoltre rappresentato dalle linee guida internazionali sviluppate dal centro di ricerca europeo JRC (Joint Research Centre) ( International reference Life Cycle data System ILCD Handbook ), una sorta di standardizzazione delle regole metodologiche e delle migliori pratiche per effettuare studi di LCA, al fine di aumentare la robustezza e l armonizzazione degli studi e favorire un ampio uso dell LCA all interno delle politiche ambientali europee. A partire dall ILCD Handbook, è stata poi sviluppata la PEF (Product Environmental Footprint) guide, La guida sulla PEF fornisce una metodologia per la modellizzazione dei carichi ambientali associati ai flussi di materia/energia e ai flussi di emissioni e di rifiuti, riferiti al ciclo di vita del prodotto o servizio. 64

65 1.6.1 Caratteristiche generali e fasi della metodologia LCA La metodologia LCA può venire applicata per valutare gli impatti ambientali di un servizio, come quelli legati alla gestione dei rifiuti, fungendo così come strumento di aiuto per la pianificazione di sistemi di gestione integrata. Considerando la gestione dei rifiuti, gli input sono costituiti dai rifiuti (scarti delle attività umane e produttive) e gli output sono le emissioni finali in aria, in acqua, nel suolo e i nuovi prodotti utili ottenuti dai rifiuti, ad esempio l energia o i materiali riciclati. I confini del sistema di gestione su cui si sviluppa l analisi LCA anche in questo caso sono da definire: infatti, a causa della complessità del sistema e dei numerosi flussi di massa, energia, consumo di risorse, rilasci nell ambiente, è necessario isolare il sistema rifiuti da quello dei prodotti e porre il confine di partenza del sistema studiato dal momento in cui un materiale diventa rifiuto fino a quello in cui il rifiuto diventa inerte o lascia il sistema come emissione (liquida, gassosa o solida) oppure rientra nel ciclo di vita di un prodotto tramite il riciclo. Solitamente, l obiettivo di uno studio LCA sui rifiuti è il confronto tra differenti opzioni di gestione integrata dei rifiuti, per scegliere il sistema che consente di ottenere le migliori prestazioni ambientali totali. Altri fattori da tenere in considerazione per le scelte di gestione, variabili in base allo studio specifico condotto, sono ad esempio la composizione del rifiuto in ingresso al trattamento, la posizione degli impianti in relazione al punto di produzione dei rifiuti e al punto di produzione delle materie prime secondarie che influisce sui trasporti e la capacità ed il tipo di trattamento degli impianti nel territorio in questione (come ad esempio inceneritori, impianti di riciclo, discariche). La struttura di una LCA, secondo quanto espresso dalle norme ISO 14040/14044, si svolge attraverso quattro fasi principali, di seguito descritte: 1) definizione degli scopi e degli obiettivi, 2) analisi di inventario, 3) valutazione degli impatti, 4) interpretazione dei risultati. 1.Definizione degli scopi e degli obiettivi (Goal Definition and Scoping) È la fase in cui si definiscono gli intenti dello studio, il suo livello di dettaglio e l utente cui si rivolge l analisi. Viene introdotta l unità funzionale UF, ossia l unità di riferimento rispetto a cui sono espressi e normalizzati tutti i flussi in ingresso e in uscita dal sistema ed i risultati finali. L unità funzionale è necessaria per garantire la comparazione dei risultati dell LCA di due sistemi, che deve essere basata sulla stessa funzione quantificata dalla stessa unità funzionale. Essa dipende anche dallo scopo dell analisi; se lo studio LCA è riferito alla gestione dei rifiuti, l unità funzionale di solito rappresenta la massa di rifiuto in ingresso al sistema di gestione. 65

66 In questa fase sono delineati anche i confini del sistema e si decide quali processi unitari includere nello studio, a seconda delle finalità di questo. Se, ad esempio, nel sistema considerato sono presenti anche operazioni di riciclo/recupero, di solito i confini del sistema vengono estesi al fine di includere gli impatti evitati per la produzione del prodotto primario, sostituito dall uso delle materie prime secondarie. Vengono inoltre specificate tutte le assunzioni alla base dell analisi, i limiti dello studio e le caratteristiche dei dati di inventario, importanti per capire l affidabilità dei risultati. 2. Analisi di inventario (Life Cycle Inventory, LCI) L inventario consiste nella descrizione quantitativa di tutti i flussi di materiali ed energia e delle emissioni che attraversano i confini del sistema, sia in ingresso sia in uscita, riferiti e valutati rispetto all unità funzionale dello studio. Il risultato dell inventario è la stesura di una tabella d inventario che mostra tutti i dati degli usi delle risorse e delle emissioni prodotte. In questa fase è importante indicare la fonte, la modalità di raccolta e la qualità dei dati, per una migliore trasparenza e chiarezza degli step effettuati. I dati, infatti, possono essere dati primari, ovvero sito-specifici, o dati secondari, ad esempio valori ricavati da studi di letteratura inerenti il tema trattato. L ILCD Handbook consiglia di utilizzare i dati primari nella modellizzazione dei processi di maggiore interesse per lo studio, ossia quelli che costituiscono il foreground system, mentre i dati secondari possono essere impiegati per i processi che interagiscono con il sistema principale e che costituiscono il background system. 3. Valutazione degli Impatti (Life Cycle Impact Assessment, LCIA) E la fase in cui si determina l impatto ambientale indotto dal processo o dall attività in esame; lo scopo è quello di quantificare l entità e l importanza dei potenziali impatti associati ai diversi processi e dovuti ai consumi di risorse ed energia nonché ai rilasci nell ambiente, per ottenere un bilancio ambientale complessivo del sistema. Questa fase si suddivide a sua volta in un primo step di selezione delle categorie di impatto che si vogliono includere nell analisi, come ad esempio il riscaldamento globale, la tossicità umana, l acidificazione e l eutrofizzazione, il consumo di suolo. I dati di inventario sono quindi suddivisi e assegnati alle diverse categorie di impatto (fase di classificazione). In seguito, nella caratterizzazione, tramite l uso di metodi e fattori di caratterizzazione, sono quantificati gli impatti ambientali relativi ad ogni categoria. Il fattore di caratterizzazione è definito, per ogni categoria di impatto, prendendo a riferimento una sostanza rilevante per la specifica categoria di impatto considerata e rapportando a questa tutte le altre sostanze in base al contributo che esse hanno nella categoria, al fine di aggregare i diversi contributi e determinare il potenziale impatto per ogni tema ambientale. Ad esempio, per l impatto sul riscaldamento globale la sostanza di riferimento è la CO2, quindi tutti i dati di inventario che 66

67 contribuiscono all effetto serra sono espressi in CO2 equivalente, tramite un fattore di conversione, tipico di ogni sostanza. Sono presenti anche altre fasi, indicate come opzionali dalle norme ISO di riferimento, che sono: la normalizzazione: esprime gli impatti delle categorie calcolate attraverso la stessa unità di riferimento; il raggruppamento: assegna le categorie di impatto in una o più serie o gruppi omogenei e richiede spesso l ordinamento e/o la classificazione delle categorie (in base a diversi criteri, ad esempio la scala spaziale o temporale); la pesatura: consiste nell assegnazione di pesi alle categorie di impatto normalizzate, per giungere ad un risultato finale, rappresentato da un unico indice che definisce l impatto globale generato dal processo in esame. 4. Interpretazione dei risultati (Life Cycle Interpretation) È la parte conclusiva di una LCA ed ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l impatto ambientale dei processi o attività considerati e, nel caso sia applicata ai rifiuti, di mostrare la migliore pianificazione della gestione. In seguito alla quantificazione dei potenziali impatti sull ambiente associati al sistema oggetto dello studio LCA e in accordo con quanto stabilito dagli obiettivi definiti all inizio dello studio, si riassumono e si discutono le opzioni che permettono di ridurre i carichi ambientali, per poter arrivare alle conclusioni e fornire le eventuali raccomandazioni. Prima di concludere lo studio, in questa fase vengono effettuate particolari analisi, quali ad esempio l analisi di sensitività e l analisi dei contributi, volte a verificare l attendibilità dei risultati, in base alle scelte metodologiche e i dati utilizzati. L analisi di sensitività serve per capire qual è l influenza sui risultati di alcune assunzioni fatte durante lo studio e mostra come, cambiando tali assunzioni, possano cambiare i risultati dell LCA. È importante infatti spiegare sotto quali assunzioni le conclusioni sono valide. L analisi dei contributi, invece, serve a comprendere quali sono gli elementi che contribuiscono maggiormente ad una certa emissione o ad un certo impatto. Difatti, molto spesso si evince che i risultati sono determinati da un numero esiguo di processi tra tutti quelli inseriti e pertanto i dati di tali processi dovranno essere esaminati con maggiore attenzione Studi di letteratura sul recupero dei rifiuti a base di gesso Negli ultimi anni, in seguito alla promulgazione della Direttiva quadro Europea 2008/98/CE, si è riscontrato un maggiore interesse per la gestione e il trattamento dei rifiuti C&D e un incremento dell uso della metodologia LCA come strumento di valutazione dei diversi scenari di gestione dei rifiuti. Tuttavia, sono ancora poche le pubblicazioni scientifiche che considerano la gestione 67

68 completa dei rifiuti C&D, ovvero da quando i rifiuti vengono prodotti e inviati agli impianti di trattamento fino alla produzione di aggregati riciclati da impiegare nel settore edilizio. Gli articoli scientifici sono ancora meno diffusi quando si scende più nel dettaglio e si fa riferimento ai singoli flussi di rifiuti C&D, come quelli a base di gesso trattati in questo lavoro di Tesi. Ad oggi, infatti, a livello europeo sono ancora in numero esiguo gli articoli scientifici che sviluppano un analisi LCA su questo tipo di rifiuti, probabilmente a causa dei pochi dati ad oggi disponibili in merito alla gestione e al trattamento dei rifiuti a base di gesso e una recente attenzione verso i temi del riciclo di questo flusso. I due articoli di analisi LCA di seguito riportati sono inerenti al reimpiego della polvere di gesso riciclata in due ambiti: il reinserimento della polvere di gesso nel ciclo produttivo dei pannelli in cartongesso e il riuso del gesso riciclato come additivo per produrre il cemento Portland. L obiettivo di questi studi che si concentrano su soluzioni alternative di riutilizzo del gesso riciclato è quello di mostrare come varia il profilo ambientale di un determinato prodotto (i.e. pannello in cartongesso o cemento) grazie all impiego di gesso riciclato in sostituzione della materia prima vergine. LCA del riciclo del pannello in cartongesso Nello studio di LCA presentato da Rivero et al sono stati valutati e confrontati i diversi impatti, energetici e climatici, associati a tre differenti scenari di produzione di un pannello in cartongesso, corrispondenti ad un diverso contenuto di gesso riciclato reinserito all interno del processo produttivo. La valutazione delle possibili percentuali di utilizzo del gesso riciclato è stata effettuata considerando diversi livelli di riciclo dei rifiuti in cartongesso, in riferimento all anno 2013 e al contesto europeo (EU-27). Sulla base dei flussi di materiali associati alla produzione europea di pannelli in cartongesso (in termini di impiego di gesso naturale e gesso chimico FGD, di produzione di rifiuti in cartongesso e di percentuale di riciclo dei pannelli), riportati in Figura 1.17, sono stati poi calcolati i flussi di energia e le emissioni nei tre diversi scenari. La situazione attuale relativa all anno 2013 (definita 2013 base case ) prevede un contenuto di gesso riciclato nei nuovi pannelli pari al 5%; come emerge dalla Figura 1.17, infatti, nel 2013 sono state utilizzate 0,56 Mt di gesso riciclato per produrre 10,73 Mt di pannelli. Lo scenario attuale 2013 è stato successivamente comparato con altri due scenari: uno in cui si assume che non vi sia reinserimento della polvere di gesso riciclata nei nuovi pannelli (scenario zero recycling case ) e uno scenario ottimale in cui invece questa percentuale sia massima e pari al 18,7% (caso high recycling case ). Tale percentuale di reimpiego si raggiungerebbe qualora non vi sia smaltimento in discarica dei rifiuti post-consumo in cartongesso. Sia nel caso base che in quello di elevato riciclo si considera che venga riciclata una percentuale media di rifiuti pre-consumo pari al 4% rispetto ai pannelli prodotti, in quanto si è stimato un 68

69 range di 3-5% di rifiuti pre-consumo generati dalla produzione di pannelli. Inoltre, la percentuale di rifiuti post-consumo riciclati nello scenario base è assunta pari al 6,3%, mentre nello scenario ottimale si assume pari al 100%. Figura Confini del sistema LCA e flussi di massa associati al pannello in cartongesso. I numeri riportati per ciascun flusso di materiale sono espressi in milioni di tonnellate e fanno riferimento al contesto europeo (EU-27) nell anno 2013 per lo scenario base Il calcolo delle emissioni di gas serra in atmosfera e del consumo di energia riferiti ai diversi livelli di riciclo ha come punto di partenza i flussi di massa associati al ciclo di vita dei pannelli nel 2013 ( 2013 base case ). I processi inclusi nei confini del sistema analizzato sono: l approvvigionamento di materiali (i.e. gesso naturale, gesso chimico, carta e additivi); il trasporto dei materiali agli impianti di produzione di pannelli; il processo produttivo dei pannelli in cartongesso; il trasporto dei pannelli al sito di installazione; il trasporto dei rifiuti post-consumo in cartongesso all impianto di riciclo o in discarica; il trattamento di riciclo dei rifiuti in cartongesso post-consumo e il reinserimento del gesso riciclato nella produzione dei pannelli (il recupero della carta separata durante il trattamento non rientra nei confini del sistema); lo smaltimento finale dei pannelli in cartongesso. Prendendo in considerazione le cinque tipologie standard di pannelli in cartongesso maggiormente diffuse a livello europeo è stata formulata una composizione media in termini di contenuto di gesso, carta e additivi di un pannello in cartongesso definito di riferimento, sia per lo scenario base che per i due casi più estremi. Le percentuali dei vari componenti del pannello sono state ottenute sulla base dei dati Eurostat di produzione dei pannelli in cartongesso in Europa nel 2013, tenendo conto della quantità di rifiuti in cartongesso prodotti e di quelli post-consumo destinati a riciclo presenti nel progetto GtoG di 69

70 % Eurogypsum. Nella Figura 1.18 sono riportate le percentuali degli elementi che compongono il pannello in cartongesso, per i tre scenari considerati: si nota un uso significativo del gesso chimico da desolforazione FGD (26,9%) accanto al gesso naturale, che costituisce il flusso principale (pari al 67,8% in assenza di gesso riciclato); l impiego del gesso riciclato ottenuto dai rifiuti in cartongesso permette di risparmiare il gesso naturale, il cui dosaggio si riduce dal 62,8% dello scenario base al 49,1 % dello scenario ottimale (corrispondente ad un impiego del gesso riciclato del 18,7%) Zero recycling case 2013 base case High recycling case Additivi 1,3 1,3 1,3 Carta 3,97 3,97 3,97 Gesso riciclato ,72 Gesso FGD 26,93 26,93 26,93 Gesso naturale 67,8 62,8 49,08 Figura Composizione media percentuale del pannello in cartongesso per i tre scenari considerati. In tutti e tre gli scenari, si assume quindi che il gesso naturale usato dipenda dal contenuto di gesso riciclato all interno del pannello (fissato a inizio studio per i tre scenari), mentre il gesso FGD, la carta e gli additivi restano fissi per tutti e tre gli scenari. Di seguito sono riportate le fonti di dati per lo sviluppo dello studio: i fattori di emissione specifici riferiti all estrazione del gesso, alla produzione di carta e di additivi sono stati ottenuti dal database ecoinvent 2.2; i dati specifici riferiti al processo di riciclo, alle fasi di pretrattamento precedenti il riciclo, ai lavori di decostruzione e demolizione e allo smaltimento finale sono stati reperiti da Doka (2003), Plimmer et al. (2007) e WRAP (2008); i dati relativi al processo di produzione dei pannelli in cartongesso sono stati reperiti da EuroGypsum, con l assunzione che i consumi della calcinazione del gesso e della produzione di cartongesso non variano in base al diverso contenuto di gesso riciclato nei pannelli; ciò che varia sono gli step di trattamento precedenti alla fase di cottura, poiché le fasi per riottenere polvere di gesso riciclata dai rifiuti in cartongesso sono diverse da quelle con cui si ottiene polvere di gesso naturale estratto da cava; 70

71 per i trasporti e le distanze si è fatto riferimento ai dati pubblicati dall International Energy Agency (2005), ai dati dell EEA (European Environmental Agency) e agli inventari presenti a livello europeo; il fattore di emissione specifico per il consumo di elettricità è stato fornito dall EEA. L interesse è stato focalizzato sulle emissioni di gas serra in atmosfera, quantificate in CO2 equivalente, usando il Global Warming Potential (GWP) come fattore di caratterizzazione su un tempo di 100 anni (IPPC, 2013), e sul consumo di energia primaria, prendendo come unità funzionale di riferimento un m 2 di pannello in cartongesso prodotto. Sono stati inoltre calcolati sia i consumi di energia primaria annuali, sia le emissioni di CO2 equivalente annuali, entrambi riferiti a ogni fase del ciclo di vita del pannello in cartongesso (come riportato in Figura 1.19 e 1.20). I risultati ottenuti mostrano un consumo di energia più elevato nello scenario con riciclo maggiore (18,7%), anche se la differenza rispetto agli altri due casi è esigua: il consumo specifico di energia risulta infatti pari a 43,1 MJ/m 2 nello scenario base e in quello senza riciclo paragonato a 43,6 MJ/m 2 nel caso di elevato riciclo. Il reinserimento della polvere di gesso riciclata nei nuovi pannelli, infatti, da un lato diminuisce l estrazione di gesso naturale, riducendo anche il trasporto della materia prima all impianto di produzione e il trasporto dei rifiuti post-consumo di gesso alla discarica, ma, dall altro, aumenta gli impatti dovuti al trasporto dei rifiuti in gesso all impianto di riciclo, comporta un consumo di energia durante gli step di pretrattamento e di riciclo dei rifiuti e aumenta il trasporto del gesso riciclato all impianto di produzione dei pannelli. Come si nota dalla Figura 1.19, dove sono riportati i consumi di energia (in TJ/anno) per i tre scenari in esame e suddivisi per i diversi processi inclusi nello studio, la fase di produzione del pannello è quella che incide maggiormente sui consumi (richiede infatti il 46% dell energia totale usata durante tutto il ciclo di vita del pannello in cartongesso). Significativi risultano anche i consumi energetici associati alle fasi di approvvigionamento delle materie prime e al trasporto dei pannelli prodotti destinati al sito di installazione. Se si guarda quindi al consumo di energia annuale (TJ/anno), si evince che non ci sono benefici rilevanti dal punto di vista energetico passando dallo scenario base a quello ad alto riciclo. 71

72 Figura Energia consumata (Tj/anno) durante le fasi del ciclo di vita del pannello in cartongesso per i tre scenari studiati (Rivero et al.,2016) Invece, in merito alle emissioni di gas serra, sono maggiori le differenze riscontrate nei differenti scenari: i risultati ottenuti sono infatti pari a 2,53 kgco2eq/m 2 nel caso di zero riciclo, 2,45 kgco2eq/m 2 nel caso base 2013 e 2,23 kgco2eq/m 2 nel caso di elevato riciclo. Le emissioni totali di gas serra risultano, pertanto, ridotte del 9% nel caso di elevato riciclo rispetto allo scenario base e del 12% rispetto a quello senza riciclo: questo perché i maggiori impatti dovuti al trasporto dei rifiuti post-consumo all impianto di riciclo, al trasporto del gesso riciclato agli impianti di produzione e al trattamento di riciclo dei rifiuti risultano compensati dagli impatti minori della fase di estrazione, di trasporto delle materie prime all impianto di produzione e di smaltimento finale in discarica. Quest ultimo, in particolare, assume un contributo abbastanza rilevante per il risultato finale, poiché le emissioni di metano e anidride carbonica emesse con lo smaltimento in discarica hanno un considerevole impatto in atmosfera. I risultati dello studio relativi alle emissioni (in kgco2eq/anno) nei tre scenari sono mostrati in Figura Le fasi di rifornimento di materia prima e di produzione dei pannelli in cartongesso, insieme allo smaltimento in discarica, sono quelle che generano i carichi ambientali maggiori, per tutti e tre gli scenari considerati. 72

73 Figura Emissioni di gas serra (CO2eq/anno) durante le fasi del ciclo di vita del pannello per i tre scenari considerati (Rivero et al.,2016) LCA dell uso del gesso riciclato in sostituzione del gesso naturale come additivo per la produzione del cemento Portland L obiettivo dello studio presentato da Suàrez et al (2016) è quello di mostrare i benefici dovuti al recupero della polvere di gesso dai rifiuti in gesso post-consumo, nel caso si usi il gesso riciclato nell industria del cemento come additivo per la produzione del cemento Portland, sia per ottenere una più efficiente gestione dei rifiuti in cartongesso, grazie alla minimizzazione dello smaltimento in discarica, sia per ridurre gli impatti ambientali associati alla produzione del cemento. L industria del cemento, infatti, ha un elevata influenza sul consumo delle risorse primarie e sulla matrice ambientale e, a livello mondiale, contribuisce ad almeno il 5-7% delle emissioni totali di CO2 antropogenica (Aouad et al., 2012; Li et al.,2014). In più, oltre alle emissioni in atmosfera di CO2 e ai consumi di energia e materie prime, il settore cementizio produce ingenti volumi di rifiuti (essendo il cemento il principale costituente dei rifiuti C&D) da gestire in modo opportuno per ottimizzare l efficienza delle risorse. In questo studio sono stati innanzitutto valutati, tramite l analisi LCA, i processi relativi alla produzione di gesso naturale e alla produzione di gesso riciclato, confrontando i rispettivi impatti ambientali. In seguito, è stata svolta l analisi LCA per la produzione di cemento Portland, con l assunzione di aggiungere al cemento nel primo caso gesso naturale (al 100%) e nel secondo caso gesso naturale (al 90%) e riciclato (al 5%). Vengono qui riportate le assunzioni dello studio, il cui contesto territoriale è quello spagnolo: 73

74 stessa distanza assunta per il trasporto del gesso naturale dal suo sito di produzione a quello di produzione del cemento e per il trasporto del gesso riciclato dall impianto di recupero al sito di produzione del cemento; si considerano, nel caso di produzione del gesso naturale, il trasporto del gesso dalla miniera all impianto di lavorazione e al forno di cottura, mentre nel caso del gesso riciclato il trasporto dei rifiuti in cartongesso dal sito di produzione dei rifiuti all impianto di riciclo e al forno di cottura; la distanza di trasporto riferita ai rifiuti in gesso è calcolata rispetto al centro di Barcellona, poiché rappresenta l area che genera più rifiuti C&D in Spagna; si considerano per i rifiuti in gesso gli step di riciclo riferiti al contesto spagnolo: dal centro di Barcellona, dopo esser stati separati dagli altri rifiuti C&D, sono inviati in un impianto di riciclo in cui sono macinati e in cui si separa la polvere di gesso dalla carta e i metalli presenti nei rifiuti prima del trattamento. L unità funzionale considerata è definita come 1 kg di prodotto, considerato rispettivamente gesso naturale, gesso riciclato e cemento Portland. Per i dati di inventario relativi al processo di estrazione e lavorazione del gesso naturale, al riciclo del rifiuti in cartongesso e alla produzione di cemento sono stati usati, laddove possibile, i dati primari relativi al contesto spagnolo ricavati da interviste alle associazioni di categoria operanti nel settore dei rifiuti, per assicurare una LCA il più possibile rappresentativa del contesto territoriale in esame; anche i dati di letteratura reperiti dal database di ecoinvent 2.0, sono stati aggiornati, dove possibile, al contesto spagnolo. I confini del sistema e i vari sotto-processi considerati per ogni caso di studio sono riassunti nella Tabella Si sottolinea che il processo produttivo del cemento, sia che questo avvenga con gesso riciclato o con gesso naturale, è lo stesso; ciò che cambia, ai fini delle valutazioni dello studio LCA, è il processo da cui si ottiene il gesso e di conseguenza gli impatti ad esso associati. Tabella Confini dei sistemi considerati nello studio con relativi processi valutati Produzione gesso naturale Produzione gesso riciclato Produzione cemento Portland Estrazione delle materie prime con l uso di esplosivi Raccolta e trasporto dei rifiuti in gesso Ottenimento delle materie prime (argilla, limo etc.) macinate e miscelate Macinazione e vagliatura del Macinazione e frantumazione dei Cottura della polvere in un preriscaldatore e fase gesso riciclato per separarlo blocchi di gesso di precalcinazione dalla carta Cottura del gesso nel forno di cottura Cottura del gesso nel forno di cottura Cottura della polvere in una caldaia rotante per ottenere il clinker Trasporti interni Trasporti interni Aggiunta di gesso naturale o riciclato Macinazione e miscelazione del clinker con gesso 74

75 Le categorie di impatto prese in esame nello studio sono le seguenti: effetti respiratori causati da sostanze inorganiche (RI), effetti respiratori causati da sostanze organiche (RO), occupazione di suolo (LO), riduzione della fascia d ozono (OD), acidificazione (A), eutrofizzazione (E), riscaldamento globale (GW), energie non rinnovabili (NRE), estrazione di minerali (ME), tossicità umana - effetti cancerogeni (C) e non cancerogeni (NC). Il metodo di caratterizzazione scelto per le categorie considerate è IMPACT Per il processo di produzione di gesso naturale l impatto ambientale maggiore è relativo alla cottura del gesso nel forno, in quasi tutte le categorie di impatto considerate. Ciò è dovuto all uso del gas naturale come combustibile, con la conseguente emissione in atmosfera di sostanze cancerogene, come ad esempio gli idrocarburi poliaromatici, il benzene e la formaldeide. Un altra fase molto impattante è l uso di esplosivi durante l estrazione del gesso vergine dalla cava, a cui segue il consumo di diesel e l impatto sul consumo di suolo dovuto alla miniera. Per il processo di produzione del gesso riciclato si è assunto che dopo esser stato pulito nel sito di produzione di rifiuti C&D sia poi trasportato nell impianto di riciclo a 7 km (nella Figura 1.21 indicato con d1). Si è poi variato lo scenario cambiando la distanza, in un secondo caso pari a 30 km (d2), in un terzo caso pari a 50 km (d3). Anche in questo processo, l impatto maggiore su tutte le categorie è causato dalla fase di cottura del gesso riciclato nel forno con gas naturale. I risultati indicano che la produzione di gesso riciclato ha una richiesta di energia inferiore del 65% rispetto a quella necessaria per produrre gesso naturale e le emissioni di gas serra sono minori del 65% di quelle emesse nel caso di produzione di gesso naturale, anche con l assunzione in cui i trasporti dei rifiuti in gesso all impianto di riciclo siano massimizzati (caso d3 pari a 50 km). Da un confronto tra i due processi si evince che il gesso riciclato, nel caso in cui la distanza tra sito di produzione dei rifiuti e impianto di riciclo sia pari a 7 km, porta a un beneficio rispetto a quello naturale maggiore del 20% in tutte le categorie di impatto, eccetto quella relativa agli effetti respiratori causati da sostanze inorganiche. I risultati indicano benefici ambientali su tutte le categorie di impatto anche quando si assume che i rifiuti in gesso sono trasportati all impianto di riciclo con una distanza percorsa pari a 30 km (caso d2). I risultati dello studio dei due processi sulle categorie sopra elencate sono mostrati nella Figura

76 Figura Risultati degli scenari analizzati per la produzione di gesso naturale (NG) e riciclato (in cui d1= 7km, d2=30km, d3= 50km per il gesso riciclato RG) per le categorie prese in esame (Suàrez et al,2016) Per la produzione del cemento, infine, le fasi più impattanti sono quelle relative alla produzione del clinker e al consumo di energia elettrica nell impianto. Nella Figura 1.22 si nota che quando si usa gesso riciclato al posto di quello naturale si può avere una leggera diminuzione degli impatti in tutte le categorie di impatto considerate. L uso del gesso riciclato non comporta variazioni dei consumi per la produzione del clinker ma i suoi vantaggi ambientali derivano dal fatto che gli impatti del gesso riciclato sono minori rispetto a quelli del gesso naturale (Figura 1.21), pertanto nel complesso si riducono gli impatti del processo produttivo del cemento. I benefici, comunque, non sono molto elevati, in quanto le differenze dovute all uso di gesso naturale o riciclato sulle varie categorie di impatto non sono ingenti (meno del 2%). Probabilmente ciò è dovuto al fatto che per produrre cemento si usano percentuali basse di gesso (la quantità massima di gesso aggiunta al clinker per il cemento Portland tipo CEM I 42.5 N a cui si riferisce questo articolo è 5%, in accordo con UNE-EN 197-1:2011). Quindi, anche se il gesso riciclato rispetto al gesso naturale ha dei vantaggi ambientali, questi risultano poco evidenti se si considera l intero processo di produzione cemento. 76

77 Figura Produzione di cemento Portland (OPC) usando gesso riciclato (RG) o naturale (NG) (Suàrez et al., 2016) Conclusioni e osservazioni Dal primo esempio di studio di letteratura riportato emerge che il riciclo dei rifiuti a base di gesso costituisce un beneficio per l ambiente in termini di emissioni di CO2 equivalente, in quanto si riduce lo smaltimento in discarica dei rifiuti in gesso con le conseguenti emissioni in atmosfera e diminuisce l impatto legato all estrazione del gesso naturale. Dal secondo esempio, invece, si nota che l impatto ambientale legato al riciclo dei rifiuti in gesso è considerevolmente inferiore all impatto legato alla produzione del gesso naturale per tutte le categorie di impatto prese in esame. Le pubblicazioni riportate mostrano, inoltre, quanto sia importante reperire e utilizzare dati primari sito-specifici al fine di ottenere un analisi più puntuale e riferita allo specifico caso che si vuole analizzare, in quanto, in base al contesto spaziale, le soluzioni più efficienti possono variare, a causa dei diversi parametri e fattori in gioco. In particolare, facendo riferimento ai rifiuti a base di gesso è importante avere dati primari più puntuali possibili soprattutto per la modellizzazione del tipo di impianti di riciclo e della sua operatività (per poter quantificare la materia prima seconda da poter impiegare negli ambiti elencati al capitolo 1.4), per la stima delle modalità di trasporto e delle relative distanze, sia del materiale vergine che di quello riciclato, e per l estrazione del gesso naturale, sostituito da quello riciclato nelle varie applicazioni. Nel presente lavoro di Tesi, per avere dei risultati più accurati e rigorosi che rappresentino al meglio la situazione oggetto di studio, laddove possibile si è cercato di ottenere un set di dati primari relativi al contesto regionale studiato e di includere tutti i processi e flussi di materia ed 77

78 energia rilevanti ai fini dell analisi LCA. A tal fine, sono stati effettuati sopralluoghi presso gli impianti di riciclo dei rifiuti in cartongesso e le cave di gesso naturale e intervistati i potenziali utilizzatori del gesso riciclato, come descritto in dettaglio nel Capitolo 2. 78

79 2. IMPOSTAZIONE DELL LCA APPLICATA AL SISTEMA DI GESTIONE E RECUPERO DEI RIFIUTI A BASE DI GESSO IN REGIONE LOMBARDIA 2.1 Obiettivi e fasi dello studio Gli obiettivi dello studio di LCA effettuato in questo lavoro di Tesi sono volti alla valutazione del sistema attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso non pericolosi in Regione Lombardia e all individuazione di possibili scenari alternativi che consentano di ridurre gli impatti ambientali complessivi, al fine di fornire indicazioni sulle strategie e sulle azioni che il governo regionale può intraprendere per migliorare il riciclo di tali rifiuti. L impostazione dello studio è avvenuta tramite le seguenti fasi: definizione dello scenario attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso in regione e raccolta dei dati primari necessari alla modellizzazione; individuazione degli scenari futuri alternativi di gestione e raccolta dei dati necessari per la loro valutazione tramite LCA; selezione dei metodi di quantificazione degli impatti. 2.2 Scenario attuale di gestione In questo lavoro di Tesi si è assunto innanzitutto che i rifiuti a base di gesso su cui è stata sviluppata l analisi di LCA siano costituiti essenzialmente da cartongesso. Infatti, dal paragrafo si può notare che il cartongesso rappresenta il 97% dei rifiuti a base di gesso prodotti in Italia nel Come già accennato nel paragrafo 1.3, il problema maggiore riscontrato da chi opera nel settore del recupero di questo flusso di rifiuti è l assenza di un trattamento di riciclo dedicato. Sebbene l analisi dei dati MUD degli impianti regionali (cfr. paragrafo 1.2.3) abbia evidenziato un elevata percentuale di riciclo (84,8%), è stato necessario capire in che misura tale riciclo è avvenuto mediante operazioni di miscelazione con gli altri rifiuti inerti C&D per produrre aggregati riciclati misti e quanto è stato, invece, il trattamento specifico finalizzato all ottenimento di gesso riciclato come materia prima secondaria. Per avere un quadro rappresentativo della reale situazione in regione è stata quindi svolta un indagine telefonica rivolta a tutti i gestori degli impianti che, nel 2014, hanno effettuato recupero dei rifiuti in gesso. A tal fine, dai dati MUD 2014 si è dapprima ricavato l elenco degli impianti operativi in Regione Lombardia che hanno effettuato operazioni di recupero R5 sui rifiuti non pericolosi a base di gesso con codice CER In totale, sono risultati 65 gli impianti operativi nel 2014: questi hanno ricevuto tonnellate di rifiuto. Di questi, sono stati considerati e contattati i 27 maggiori 79

80 impianti presenti nell elenco (ordinato in ordine decrescente sulla base della potenzialità di trattamento dichiarata) che, insieme, hanno trattato il 90,2% del totale avviato a recupero nel 2014 e dunque sono stati assunti come rappresentativi dell intero contesto regionale. A seguito dell indagine telefonica svolta per questi 27 impianti, si è potuto verificare che in Lombardia i rifiuti a base di gesso vengono perlopiù miscelati agli altri rifiuti misti C&D conferiti negli impianti di riciclo; si sottolinea che la miscelazione avviene in misura tale da rispettare i requisiti imposti dagli Allegati della Circolare 5205/2005 (vedere AllegatoA4) per i diversi destini degli aggregati. Il motivo per il quale questa pratica di miscelazione dei rifiuti è così diffusa in regione potrebbe essere la mancanza di un mercato per il gesso riciclato per cui, ad oggi, risulterebbe economicamente poco conveniente una soluzione di riciclo che implementi un trattamento più articolato e quindi più dispendioso. Infatti, dall indagine telefonica è emerso che, nel 2014, era operativo in regione un solo impianto in grado di effettuare un trattamento di recupero ad hoc per questo flusso di rifiuti (senza cioè miscelarlo agli altri rifiuti C&D). Sulla base dell esiguo quantitativo di rifiuti in gesso conferito a tale impianto (i.e. 97 tonnellate), risulta che solo lo 0,5% dei rifiuti in gesso gestiti in regione è stato effettivamente recuperato con un trattamento specifico effettuato in impianto dedicato, mentre il restante 99,5% è stato miscelato agli altri rifiuti C&D. Sulla base dei risultati ottenuti dall indagine telefonica è stato, quindi, ricostruito lo scenario attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso in regione ( tonnellate, di cui inviate a recupero), che rappresenta il punto di partenza del presente lavoro di Tesi: esso è riportato in Figura 2.1. Figura 2. 1 Scenario attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso in regione Tale scenario prevede due distinti percorsi di gestione per i rifiuti a base di gesso (routes): da un lato (route #1) la loro miscelazione con gli altri rifiuti inerti (CER 17 01, e ) negli impianti di riciclo C&D, ai quali viene avviato il flusso maggiore (99,5% della quantità inviata a recupero), dall altro il loro recupero specifico, considerando che solo lo 0,5% del flusso dei rifiuti in gesso subisca tale trattamento (route #2). Nella seconda route si assume che l unico impianto in regione che ricicla il gesso venda la propria MPS a un altro impianto che tratta i fanghi da depurazione al fine di produrre gessi di defecazione: 80

81 quindi, nello scenario attuale, si considera che il 100% della MPS prodotta abbia questo unico destino. L assunzione deriva dal fatto che l impianto di riciclo dei rifiuti in gesso ha avuto accordi commerciali per la fornitura di polvere di gesso riciclata con l impianto di fanghi presente in provincia di Pavia. Per questa applicazione la materia prima vergine sostituita è il gesso naturale (cfr. par 1.4.4). La valutazione di LCA è stata strutturata, quindi, nel modo seguente: - per la quantificazione degli impatti relativi al trattamento dei rifiuti a base di gesso in miscelazione agli altri rifiuti misti C&D (route #1) sono stati considerati i risultati del lavoro di Borghi (2017), che ha analizzato la gestione in Regione Lombardia dei rifiuti C&D misti, al cui interno sono stati miscelati i rifiuti in gesso (vedi Tabella 2.1); - per la valutazione dei potenziali impatti associati al trattamento di riciclo dei soli rifiuti in gesso, a cui nel 2014 sono stata avviate 97 tonnellate (route #2), si sono raccolti i dati primari dell unico impianto in funzione in regione, modellizzando il sistema sulla base del processo di recupero e del bilancio di massa rappresentativo di tale impianto. Il risultato complessivo dell analisi di LCA riferita allo scenario attuale sarà composto dai risultati degli impatti relativi a ciascuna route, pesandoli per i relativi flussi Route #1: Trattamento dei rifiuti di gesso in miscelazione ai C&D Nel lavoro di Borghi (2017) sopra menzionato è stato presentato lo studio di LCA applicato al sistema di gestione e recupero dei rifiuti inerti C&D in Lombardia, dal cui trattamento si ottengono aggregati riciclati misti. I quantitativi presi in esame, suddivisi per singoli codici CER e per tipologia di trattamento, sono riportati nella Tabella 2.1 e derivano dalle elaborazioni effettuate sulla banca dati MUD condotte dal DICA. Le percentuali della composizione della miscela in esame, calcolate a partire dai quantitativi riportati in Tabella 2.1, sono le seguenti: - 10,9% di cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche (CER 1701); - 8,4% di miscele bituminose non pericolose (CER ); - 0,3% di rifiuti a base di gesso (CER ); - 80,4% di rifiuti misti da attività di costruzione e demolizione (CER ). Si sottolinea che nella ricostruzione dei flussi avviati a recupero (presentati in Tabella 2.1), e quindi nella stima degli impatti, non sono stati considerati, all interno della miscela C&D in esame, le quantità di rifiuti bituminosi ( t tonnellate) e di rifiuti in gesso (97 t) che invece sono state sottoposte a un trattamento specifico di recupero in impianti che producono altri tipi di prodotti o materie prime secondarie (i.e. nuovi conglomerati bituminosi e polvere di gesso). 81

82 Tabella Quantità di rifiuti C&D gestita nel sistema impiantistico regionale nel 2014 per le diverse modalità di trattamento. Altro Codice CER Gestito (t) Stoccaggio (t) Recupero (t) 1 smaltimento (t) Discarica (t) Totale I rifiuti a recupero comprendono solo i flussi inviati ad impianti che producono aggregati riciclati misti; si escludono le quantità di miscele bituminose ( tonnellate) e i rifiuti a base di gesso (97 tonnellate) destinati ad impianti specifici (informazioni ricavate dalle schede MUD) L unità funzionale utilizzata per l analisi LCA dello studio di Borghi 2017 è rappresentata da una tonnellata di miscela di rifiuto C&D non pericoloso gestito in regione avente la composizione sopra riportata. Facendo riferimento ad 1 tonnellata di miscela di rifiuto C&D non pericoloso gestito, il 90,7% è stato inviato a recupero, il 6% a stoccaggio, lo 0,1 % ad altro smaltimento ed il 3,2% smaltito in discarica. I confini del sistema includono tutti i processi di trattamento da quando i rifiuti entrano nel sistema di gestione fino alla loro fuoriuscita dal sistema come emissione (solida, liquida o gassosa) o come materia prima secondaria. Sono state incluse nell analisi anche le produzioni di materie prime evitate grazie al recupero e all utilizzo delle risorse secondarie. I processi inclusi nel sistema sono: lo stoccaggio (operazione R13); il recupero di materia in impianti di riciclo (operazione R5) per la produzione di aggregati riciclati; al contempo si considera anche la quantità di metalli ferrosi separati e inviati alla rispettiva filiera di recupero; lo smaltimento in discarica, che include anche il quantitativo indicato come "altro smaltimento", poiché questo rappresenta un operazione propedeutica al successivo invio a discarica; l evitata produzione di aggregati naturali e di metalli ferrosi; i trasporti, che comprendono quelli associati al conferimento dei rifiuti agli impianti (flussi diretti e secondari) e i trasporti per la commercializzazione degli aggregati riciclati e di quelli naturali. I risultati dell analisi LCA ottenuti da questo studio, in termini di impatti per tonnellata di miscela C&D in cui i rifiuti a base di gesso rappresentano lo 0,3% in massa, sono riportati nel capitolo 3. Facendo un allocazione degli impatti sulla base di un criterio di massa e ipotizzando che i consumi del trattamento (da cui dipendono gli impatti) non variano se si considera la miscela come tale o ogni suo singolo rifiuto costituente, sono stati assunti gli stessi impatti specifici per tonnellata di rifiuto/miscela avviata a trattamento presentati nel lavoro di Borghi (2017) e assegnati a una tonnellata di rifiuti a base di gesso trattati in miscelazione agli altri C&D. 82

83 2.2.2 Route #2: Trattamento di recupero specifico dei rifiuti a base di gesso Nella seconda route che compone il sistema attuale di gestione dei rifiuti a base di gesso in regione, che ha interessato solo 97 tonnellate nel 2014, è stato modellizzato il trattamento specifico di tali rifiuti. L unità funzionale adottata in questo scenario è una tonnellata di rifiuti a base di gesso sottoposti ad un trattamento di recupero ad hoc, da cui si ottengono in uscita la polvere di gesso riciclato (come materia prima secondaria) e le frazioni di carta/cartone e metalli (come rifiuti), da inviare alle rispettive filiere di recupero. Il sistema di gestione in esame include tutti i processi dal momento in cui i rifiuti sono immessi nel sistema, ovvero dal momento della loro produzione nei cantieri, fino alla loro uscita dal sistema in termini di materia prima secondaria o di emissione. Per risolvere il problema della multifunzionalità associata alle operazioni di riciclo, i confini del sistema sono stati espansi e sono stati inclusi anche gli impatti evitati per la produzione dei prodotti primari, sostituiti dall impiego delle materie prime secondarie. I processi compresi nel sistema sono quindi i seguenti: - recupero di materia negli impianti di riciclo, che comprende sia i consumi associati al trattamento sia le quantità di gesso riciclato prodotto e i relativi destini di impiego. Sono inoltre incluse le efficienze di separazione della frazione cellulosica e dei metalli ferrosi, entrambi inviati a recupero nelle rispettive filiere; - la produzione evitata di gesso naturale per produrre gessi di defecazione; - la produzione evitata di pasta vergine e di acciaio primario; - il trasporto dovuto al conferimento diretto dei rifiuti dai cantieri all impianto di recupero e i trasporti di commercializzazione del gesso naturale e riciclato destinati agli impianti di trattamento dei fanghi con produzione di gessi di defecazione. Le assunzioni principali della modellizzazione LCA della route #2 nello scenario attuale sono le seguenti: - per la polvere di gesso riciclata si è assunto come unico destino l utilizzo nella produzione di gessi di defecazione. In tal caso, come già descritto nel paragrafo 1.4.4, il gesso riciclato viene aggiunto come additivo ai fanghi, insieme agli altri reagenti, per produrre i gessi da defecazione, in sostituzione del gesso naturale. Per valutare i dosaggi, i requisiti richiesti e gli eventuali limiti tecnici dell utilizzo del gesso riciclato in questa applicazione, è stato contattato direttamente l impianto di Pavia, dove i fanghi da depurazione vengono stabilizzati mediante l aggiunta di gesso riciclato. Il gestore ha fornito le percentuali dei componenti della loro miscela da cui producono gessi di defecazione e su cui ci si è basati in questo lavoro per la modellizzazione dello scenario. Le percentuali dei reagenti assunti validi per l analisi LCA (riferita sia allo scenario attuale che futuro) sono mostrate nella Tabella 2.2. Il gestore dell impianto di gessi di 83

84 defecazione ha fornito anche il range del tenore di secco dei fanghi in entrata all impianto, pari a %, e quello del gesso di defecazione in uscita, pari a 30%. Tabella 2. 2 Componenti della miscela per produrre gessi di defecazione Componenti della miscela Quantità u.m. Gesso riciclato 0,15 t gesso/t gesso defecazione CaO 0,02 t calce/t gesso defecazione H 2SO 4 0,015 t acido/t gesso defecazione Fango da depurazione 0,815 t fango/t gesso defecazione Per quantificare il rapporto di sostituzione in questo scenario si è considerato il diverso dosaggio del gesso riciclato rispetto a quello naturale nella miscela usata dall impianto in Provincia di Pavia. Come riferito dal gestore tramite colloquio telefonico, nel caso in cui si usasse gesso riciclato il dosaggio di gesso rispetto a 1 tonnellata di gesso di defecazione prodotto sarebbe del 15%, mentre nel caso in cui si utilizzasse gesso naturale, grazie alle minori impurità, il dosaggio medio sarebbe del 13,5%. Dal rapporto tra il dosaggio del gesso naturale ed il dosaggio del gesso riciclato nella miscela si ottiene un rapporto di sostituzione pari a 0,9; - per la carta separata durante il trattamento, si è assunto che venga inviata alla cartiera più vicina all impianto di riciclo dei rifiuti in gesso, dove andrà a sostituire la pasta vergine, in misura dipendente dalla qualità del flusso; - per i metalli ferrosi si è ipotizzato che vengano destinati direttamente alle acciaierie, senza uno step intermedio di selezione, per produrre acciaio secondario che andrà a sostituire acciaio primario. Nella modellizzazione dei trasporti dei flussi diretti si è calcolata la distanza media di trasporto tra i soggetti conferitori dei rifiuti e l impianto di riciclo esistente in regione. Dai dati MUD dell unico impianto di recupero operativo in regione si è ricavata la distanza media, ottenuta pesando i quantitativi di rifiuti conferiti da ogni produttore. Tale distanza è risultata pari a 31 km. Per valutare il tipo di mezzi di conferimento (piccola, media e grande taglia), sono stati analizzati in dettaglio le schede MUD dell impianto di recupero e si sono elaborate le percentuali di conferimento di rifiuti con mezzi di grandi dimensioni (>32 tonnellate), medie dimensioni (16-32 tonnellate) e piccole dimensioni (3,5-7,5 tonnellate). Le relative percentuali, espresse rispetto al rifiuto totale conferito all impianto, sono riportate in Tabella

85 Tabella Percentuale del tipo di mezzi di conferimento diretto dei rifiuti % del tipo dei mezzi di conferimento diretto Piccole dimensioni (3,5-7,5t) 7% Medie dimensioni (16-32 t) 37% Grandi dimensioni (>32 t) 56% Si è assunto, non avendo disponibili informazioni sulla classe dei camion, che i mezzi di conferimento siano composti per un terzo da camion Euro 3, per un terzo da Euro 4 e per un terzo da Euro 5 per ciascuna taglia considerata. Sul software SimaPro si sono scelti i seguenti processi presenti all interno del database di ecoinvent 3.3: - transport, freight, lorry metric ton, EURO3 (RER), e stesso processo per quelli EURO4 ed EURO 5; - transport, freight, lorry metric ton, EURO3 (RER), e stesso processo per quelli EURO4 ed EURO 5; - transport, freight, lorry >32 metric ton, EURO3 (RER), e stesso processo per quelli EURO4 ed EURO Inventario relativo all impianto di riciclo dei rifiuti a base di gesso Per effettuare la modellizzazione del processo di recupero dei rifiuti e quantificare gli impatti ambientali sia indotti sia evitati grazie al riciclo, è stata eseguita la raccolta dei dati di inventario mediante visita tecnica presso l unico impianto di trattamento dei rifiuti a base di gesso operativo in Regione Lombardia nel Attraverso il sopralluogo tecnico è stato possibile raccogliere le informazioni sull effettiva modalità di trattamento applicata ai rifiuti e ricavare dati sito-specifici riguardo il processo di riciclo ed i destini, attuali e potenziali, della polvere di gesso riciclata. La raccolta di dati primari è molto importante ai fini dell LCA, poiché permette di cogliere le specificità territoriali in modo da avere risultati che siano realmente rappresentativi del contesto di riferimento. L impianto di riciclo visitato è un impianto fisso, alimentato ad energia elettrica. È autorizzato al recupero di rifiuti speciali non pericolosi (R5) a base di gesso e nel 2014 l impianto di trattamento era in fase sperimentale al fine di ottenere l autorizzazione come impianto innovativo. I rifiuti in ingresso comprendono gli scarti di manufatti in gesso provenienti da stabilimenti di produzione di manufatti e ceramiche e il cartongesso derivante da attività di costruzione e demolizione. Durante la fase sperimentale sono state testate diverse tipologie di rifiuti a base di gesso e le prove sperimentali hanno mostrato che il trattamento è stato efficace con i rifiuti in cartongesso nel Per questo motivo l impianto riceve prevalentemente cartongesso, che, in seguito al trattamento nella linea di impianto dedicata, dà come materia prima secondaria in output il gesso riciclato in polvere. Il lay-out riassuntivo del tipo di trattamento è il seguente: alimentazione mediante tramoggia di carico e prima frantumazione con mulino a coltelli; seconda frantumazione con mulino a rulli; 85

86 primo vaglio vibrante, con scarico della frazione fine di gesso; terza frantumazione con mulino a rulli (di dimensioni minori del secondo); secondo vaglio rotante, che separa la polvere di gesso dai residui di cartone. I grumi di gesso più grossolani che vengono trattenuti dall ultimo vaglio sono ricircolati in testa al terzo frantumatore. Dal trattamento si ottiene polvere di gesso con una distribuzione granulometrica che va dagli 8 mm alle dimensioni del filler (0,063 mm). A valle della separazione l impianto può prevedere un ulteriore vagliatura dimensionale nel caso di specifiche richieste di mercato. Sulla base dei dati registrati durante le due campagne sperimentali (vedi Allegato A6), è stato determinato il bilancio di massa complessivo per l impianto di riciclo in esame, che risulta il seguente: - l 83,9% è la materia prima secondaria, gesso in polvere; - il 15,2% sono i rifiuti cellulosici derivanti dalla separazione del cartone; - lo 0,02% è rappresentato dai metalli ferrosi presenti nel rifiuto conferito all impianto e recuperati a fine processo; - lo 0,88% sono le perdite di processo, dovute ad esempio alla polvere aspirata e trattenuta nei filtri, oppure a quella depositata sui macchinari o a delle variazioni del contenuto di umidità dei rifiuti. Le percentuali si riferiscono ad una tonnellata di rifiuti non pericolosi a base di gesso in ingresso all impianto e sottoposte al trattamento. Nella Tabella 2.4 vengono riportate le caratteristiche medie ottenute dalle analisi condotte sui sette lotti di gesso riciclato in uscita dal trattamento di recupero durante le campagne sperimentali e fornite dal gestore dell impianto. Questi valori, insieme ai dati di consumo specifico, verranno usati in questo lavoro di Tesi sia in riferimento allo scenario attuale di gestione, sia a quelli alternativi futuri. Tabella 2. 4 Granulometria e principali parametri del gesso riciclato in uscita dall impianto di recupero in regione; valori medi delle analisi chimico-fisiche condotte sui sette lotti e deviazioni standard Parametri Valori medi Dev. Standard Granulometria 100%(da 0-20 mm) / Tg 1 (CaSO4*2H2O) 79,5% 5,9 Contenuto di CaO (% su s.s. 2 ) 37% 4,9 Acqua libera (umidità a 40 C) 49% 0,54 1 Titolo di gesso biidrato 2 Sostanza secca I dati relativi ai consumi di energia elettrica e di gasolio dovuti al trattamento di riciclo sono stati ricavati attraverso un elaborazione del conto economico di massima dell impianto, fornito dal 86

87 gestore durante la visita tecnica. Non si è ottenuto, infatti, il dato misurato per le 97 tonnellate trattate nel 2014 ma è stato fornito un computo basato sulla capacità annua dell impianto, pari a tonnellate/anno. I consumi specifici, riportati in Tabella 2.5, sono stati calcolati rispetto a questo quantitativo di rifiuti trattati in un anno. Il consumo di energia elettrica indicato dal gestore è di kwh/anno, corrispondente ad un consumo specifico di 6,1 kwh/t. Invece, il consumo specifico di carburante è stato calcolato a partire dal costo annuale per la fornitura di carburante (pari a /anno), tenendo conto del prezzo medio del gasolio per l anno 2014, pari a 1,61 /l (ottenuto dal sito web del Ministero dello Sviluppo Economico) e della produttività annuale dell impianto, ottenendo un consumo specifico di 0,44 l/t. Tabella 2. 5 Consumi specifici dell impianto di recupero in regione per tonnellata di rifiuto trattata Consumo di energia elettrica 6,11 kwh/t Consumo di gasolio 0,44 l/t Per modellizzare il consumo di gasolio e di energia elettrica in SimaPro 8.3 si sono usati due processi presenti nel database ecoinvent 3.3, rispettivamente Diesel, burned in building machine (GLO) market for per il gasolio e Electricity, medium voltage (IT) market for per l energia elettrica. Per i dettagli sul lay-out, sulle emissioni, sulle caratteristiche della materia prima secondaria e sui suoi possibili utilizzi si rimanda al Report in Allegato A6. La distanza di trasporto del gesso riciclato è stata ricavata calcolando la distanza dall impianto di riciclo, in provincia di Cremona, all impianto di gessi di defecazione con cui l impianto di riciclo ha avuto contatti e accordi commerciali per la commercializzazione della polvere, ed è pari a 97 km. Si è assunto che il trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato avvenga con camion di grandi dimensioni (>32 tonnellate), di cui un terzo Euro 3, un terzo Euro 4, un terzo Euro 5, simulati in SimaPro con i processi di ecoinvent 3.3 già precedentemente mostrati Inventario dei prodotti evitati Oltre alla raccolta dei dati di inventario per la modellizzazione del trattamento di riciclo specifico dei rifiuti a base di gesso, è stato necessario raccogliere dati primari anche in relazione alla materia prima vergine evitata grazie all uso del gesso riciclato. Nello scenario attuale, avendo assunto la produzione dei gessi di defecazione quale unico destino di impiego del gesso riciclato, la risorsa evitata è il gesso naturale. Quindi, al fine di quantificare gli impatti evitati, è stata caratterizzata l attività di estrazione e lavorazione del gesso naturale in Regione Lombardia, mediante sopralluoghi tecnici effettuati presso siti estrattivi, così da poter tener conto delle specifiche caratteristiche geologiche del contesto territoriale di riferimento. 87

88 Inoltre, poiché dal trattamento di riciclo dei rifiuti in cartongesso analizzato in regione si recuperano anche carta e metalli ferrosi, di seguito viene anche spiegata la metodologia di calcolo adottata per modellizzare i processi di riciclo di questi due materiali. Si sottolinea che per questi due processi le assunzioni saranno identiche sia nello scenario di gestione attuale che in quelli futuri alternativi. L unico dato che si farà variare, a seconda dello scenario in esame, sarà la distanza di conferimento dei rifiuti in carta alla cartiera Estrazione e lavorazione del gesso naturale in regione Per reperire i dati sito-specifici del gesso naturale, è stato innanzitutto consultato il sito web delle cave attive in Lombardia, in cui sono presenti i dati identificativi delle cave, in esercizio e cessate, presenti nel Catasto regionale. Qui, per ogni cava, vengono fornite le informazioni relative al materiale estratto, al tipo e all età della cava, ai vincoli presenti ed al tipo di recupero previsto, come mostrato in Tabella 2.6. Consultando tali fonti è emerso che in Lombardia risulta attiva un unica cava di gesso naturale, situata in provincia di Bergamo, avente le caratteristiche mostrate nella Tabella 2.6. Tabella 2. 6 Dati relativi alla cava attiva in Lombardia situata in Provincia di Bergamo (BG) Provincia Settore merceologico Materiale estratto Tipo cava Inizio Vincoli Tipo di recupero previsto Bergamo Calcari e dolomite Gesso A cielo aperto Dal 1982 Idrogeologico, paesaggistico, ambientale Insediativo, naturalistico È stato quindi effettuato un sopralluogo presso il sito per reperire i dati primari necessari alla successiva fase di modellizzazione del processo nel software di LCA. Come affermato dal gestore della cava, si tratta di un giacimento molto puro e quindi gli scarti di estrazione, rappresentati da materiali non utilizzabili (come marne o argille), sono minimi. L estrazione di gesso avviene nelle forme di gesso biidrato e anidrite (quest ultima in minori percentuali), mediante l uso di una macchina escavatrice a martello, essendo l utilizzo di esplosivi vietato in Regione Lombardia ormai da diversi anni. I macchinari presenti nella cava sono due escavatori a martello, che estraggono rompendo direttamente dalla parete, e due pale meccaniche, con cui si carica la materia prima estratta sui camion per il successivo trasporto all impianto di lavorazione. Nel sito estrattivo si seleziona la frazione meno pura che ha come destino le industrie cementiere mentre la restante parte viene trasportata all impianto di lavorazione. Nella cava vengono estratte circa 300 t/d di materiale, di cui circa 10 t/d sono inviate nei cementifici; la parte restante della materia prima estratta (290 t/d) viene lavorata nel sito produttivo in Provincia di Brescia (BS), situato a circa 7 km dal sito estrattivo, e lì viene macinata e cotta per la produzione di diversi intonaci e prodotti a base di gesso. 88

89 Il gestore della cava ha fornito il consumo orario dell escavatore a martello (15 l/h) e il suo numero di ore di funzionamento (3 h/d), da cui si è determinato il consumo specifico del macchinario, risultato pari a 0,15 l/t. Per la pala meccanica, invece, non sono stati forniti i dati sui consumi orari di gasolio. Si sono pertanto utilizzate le schede tecniche del macchinario e si è calcolato il consumo medio della pala meccanica, pari a 0,19 l/t. Tali consumi, riportati nella Tabella 2.7, sono stati convertiti in MJ/t, assumendo una densità del gasolio di 0,8 kg/l e un potere calorifico inferiore (PCI) pari a 42,7 MJ/kg. I consumi degli escavatori e della pala meccanica sono stati simulati su SimaPro 8.3 usando il processo di ecoinvent 3.3 diesel, burned in building machine (GLO) market for. Per i dettagli riferiti alla fase di estrazione in regione si rimanda al Report in Allegato A6. Tabella 2. 7 Consumi specifici dei macchinari presenti nella cava di gesso naturale (BG) Consumi specifici dei macchinari l/t MJ/t Escavatori a martello 0,15 5,12 Pale meccaniche 0,19 6,49 È stato effettuato anche il sopralluogo dell impianto in Provincia di Brescia, per poter comprendere come avvenga il processo di lavorazione del gesso naturale e quali sono i consumi associati. Il gesso estratto dalla cava è scaricato dai camion e sottoposto ad una prima macinazione in un frantoio a ginocchiera, dove viene ridotto in blocchi grossolani delle dimensioni di circa 10 cm. Viene in seguito fatto confluire ad un mulino a martelli, in cui è macinato una seconda volta e ridotto in polvere grossolana. La polvere così ottenuta è inviata a due diverse linee di trattamento, a seconda degli ambiti a cui si vuole destinare il materiale prodotto: una parte di gesso biidrato viene macinata molto finemente con mulini micronizzatori senza subire alcuna cottura, mentre la restante parte di gesso biidrato viene immessa nel forno di cottura a metano. Dopo la fase di cottura si effettua una terza macinazione attraverso l uso di un mulino di raffinazione e una divisione della frazione più fine da quella grossolana attraverso un separatore a pale. Il gesso in uscita dall ultimo mulino può avere quindi diverse dimensioni: la parte più grossolana è in genere utilizzata per produrre manufatti a base di gesso, mentre il gesso più fine viene usato per la produzione di intonaci o malte. Per i dettagli riferiti alle diverse fasi di trattamento della lavorazione e del bilancio di massa del processo si rimanda al Report in Allegato A6. Si sottolinea che i gestori dell impianto non hanno fornito i dati dei consumi specifici di energia elettrica riferiti ai vari macchinari, né il consumo di metano nel forno necessario per la fase di cottura e macinazione del gesso, né le efficienze del trattamento complessivo. Per la modellizzazione del processo di lavorazione, quindi, sono stati utilizzati i dati ottenuti dalle schede tecniche dei diversi macchinari (frantumatore primario, mulino a martelli secondario e terziario). 89

90 Inoltre, per capire quali processi includere nella lavorazione del gesso naturale, è stato necessario, come primo step, capire le caratteristiche che deve possedere il gesso naturale/riciclato affinché si possa impiegare nel destino preso in esame nell analisi LCA dello scenario attuale. Tramite un colloquio con il gestore dell impianto di produzione di gessi di defecazione in Provincia di Pavia si è ricavata la pezzatura che il gesso, naturale o riciclato, deve soddisfare per essere utilizzato in questo settore: questa è risultata pari a 0-3 mm. Dalle dimensioni e dalla natura del gesso è stato possibile capire quali fasi di lavorazione debbano essere incluse nel processo di lavorazione della materia vergine, per conoscere così gli impatti della lavorazione evitati grazie al recupero dei rifiuti e all utilizzo della polvere di gesso riciclata. A tal proposito si ricorda che il gesso riciclato ha una dimensione che va dagli 8 mm alle dimensioni del filler (0,063 mm), essendo sottoposto a più step di macinazione, mentre il gesso estratto dalla cava ha dimensioni di circa cm e deve quindi essere necessariamente sottoposto a macinazione. Nella modellizzazione del prodotto evitato, poiché il settore considerato richiede gesso crudo, non viene inclusa la cottura, mentre vengono considerate la frantumazione primaria e secondaria ed anche la micronizzazione (frantumazione terziaria), in quanto la pezzatura richiesta in questo settore è molto fine. Non avendo dati primari disponibili forniti dall impianto di lavorazione in regione, si sono utilizzate le schede tecniche dei macchinari, sia per il frantoio a ginocchiera primario, sia per il mulino a martelli secondario, sia per quello terziario, prendendo in considerazione la potenza e la portata in alimentazione, da cui poi si è potuto ricavare il consumo specifico (kwh/t), riportato in Tabella 2.8 per i diversi macchinari. Nel software le tre fasi sono state simulate con il processo presente all interno di ecoinvent 3.3 riferito al consumo di energia elettrica electricity, medium voltage (IT) market for. Tabella 2. 8 Valori medi di consumo specifico (kwh/t) per i macchinari considerati nel processo di lavorazione del gesso naturale estratto dalla cava in Provincia di Bergamo (BG) Valore medio dei macchinari considerati Frantoio a ginocchiera primario Potenza (KW) Produzione (t/h) Mulino a martelli secondario Mulino terziario Consumo specifico (kwh/t) 0,5 1,93 3,0 Nello scenario attuale il gesso naturale impiegato per produrre i gessi di defecazione sarebbe quello proveniente dalla cava attiva in Provincia di Bergamo. Quindi, la distanza del trasporto evitato e associato alla commercializzazione della materia prima è stata ricavata calcolando la distanza della cava di BG dall impianto di gessi di defecazione di PV, ed è pari a 157 km. Si è ipotizzato anche in questo caso che il trasporto di commercializzazione del 90

91 gesso naturale avvenga con camion di grandi dimensioni (>32 tonnellate), di cui un terzo Euro 3, un terzo Euro 4, un terzo Euro Carta/cartone e metalli ferrosi Le analisi condotte dall impianto di recupero dei rifiuti a base di gesso in regione sui flussi in uscita ottenuti dal trattamento hanno riguardato anche la frazione di carta/cartone per verificarne la qualità e l idoneità per l impiego nelle cartiere e/o nei sistemi di recupero energetico. Avendo scelto di simulare, come destino finale dei rifiuti in carta, l utilizzo nelle cartiere, il parametro più significativo è rappresentato dal contenuto medio effettivo di carta e cartone, che esprime la purezza del materiale separato durante il recupero; il valore medio misurato nelle analisi è risultato pari a 98,7% (in peso) con una deviazione standard di 0,45. Per il riciclo della carta si è assunto che la materia prima sostituita sia la pasta ottenuta da un processo termomeccanico (nel database di ecoinvent 3.3 si è usato il processo thermo-mechanical pulp (GLO) market for), poiché tra i processi di produzione dei vari tipi di pasta questo rappresenta quello con minori impatti ambientali. In questo modo, se il riciclo dei rifiuti risulterà comunque vantaggioso rispetto a questo processo di produzione, significherà che i benefici saranno ancora maggiori se si sostituiranno altri processi di produzione con maggiore impatto ambientale. Per il calcolo del rapporto di sostituzione, si è tenuto conto della purezza della carta in uscita dal processo di recupero (pari a 0,987) e di un coefficiente di sostituzione tra pulp secondario e pulp primario (pari a 0,833), ricavato in un precedente studio condotto dal DICA del Politecnico di Milano. Il rapporto di sostituzione finale, ottenuto come prodotto dei due fattori sopra descritti, è pari a 0,822. Gli impatti considerati sono dovuti al trasporto dei rifiuti di carta dall impianto di riciclo alla cartiera, che è stato assunto con camion di grandi dimensioni (>32t). Avendo informazioni circa la taglia ma non la classe dei mezzi impiegati, è stato ipotizzato che questi siano per un terzo EURO3, per un terzo EURO4 e per un terzo EURO5. La modellizzazione del trasporto all interno del software è stata fatta combinando i seguenti processi presenti in ecoinvent 3.3: transport, freight, lorry >32 metric ton, EURO3 (RER), transport, freight, lorry >32 metric ton, EURO4 (RER), transport, freight, lorry >32 metric ton, EURO5 (RER). Per questo processo valgono le stesse assunzioni sia per lo scenario attuale che per quelli alternativi futuri. L unico dato che varia è la distanza di trasporto dei rifiuti di carta inviati a successivo recupero, poiché variano le cartiere considerate. Nello scenario attuale, infatti, viene considerata solo la cartiera più vicina all unico impianto di riciclo presente in regione, distante 19 km. I processi simulati sul software per il trasporto della carta sono gli stessi del trasporto del gesso riciclato e naturale. Il riciclo dei metalli è stato simulato attraverso un processo costruito ad hoc sulla base del lavoro di Borghi (2017), in cui si è ipotizzato che i rifiuti metallici vengano inviati direttamente agli impianti 91

92 di riciclo, senza che vi sia un trattamento di selezione a monte. Il trasporto è stato simulato con camion di grossa taglia (>32 t), di cui la metà EURO 3 e la metà EURO 4. La distanza di trasporto dei metalli agli impianti di riciclo è stata assunta pari a 50 km. Per il calcolo del rapporto di sostituzione si è assunto che i metalli separati dal trattamento di riciclo abbiano 100% di purezza (perciò nessuno scarto di lavorazione), e che l efficienza dell impianto di riciclo sia pari all 88,1%. Il rapporto tra acciaio secondario e primario è assunto pari a 1:1 perché si considera che l acciaio secondario abbia caratteristiche identiche a quello primario. Da 1 tonnellata di rifiuti si ottengono quindi 881 kg di acciaio secondario, che sostituiscono 881 kg di acciaio primario Tabelle riassuntive: scenario attuale Nelle Tabelle vengono riassunti i processi implementati nel software SimaPro 8.3 per poter costruire lo scenario attuale di gestione dell analisi LCA riferito al flusso di rifiuti a base di gesso che subiscono un trattamento di recupero specifico, senza che siano miscelati agli altri rifiuti C&D. L unità funzionale di questo sistema è una tonnellata di rifiuti a base di gesso gestiti in regione. 92

93 Tabella 2. 9 Processi del database di ecoinvent 3.3 e processi costruiti ad hoc per la modellizzazione LCA dello scenario attuale di gestione di una tonnellata di rifiuti a base di gesso in sistema di trattamento dedicato (GN: gesso naturale, GR: gesso riciclato) Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario attuale Trasporto Flussi diretti conferimento 1 t * 31 km rifiuti agli impianti Piccoli conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 7% Medi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 37% Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 56% Riciclo gesso - attuale ad hoc 1 t Consumo gasolio ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 15,1 MJ/t Consumo EE ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 6,1 kwh/t Gesso Riciclato 83,9% Metalli ferrosi ad hoc Recupero metalli ferrosi (Tabella 2.12) 0,02% Carta/cartone ad hoc Recupero carta (Tabella 2.11) 15,2% Perdite di processo 0,88% Prodotto evitato ad hoc Gesso naturale (Tabella 2.10) (destino: produzione di gessi da defecazione) 0,755 1 Trasporto GR 81 t*km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 100% EURO4, 1/3 EURO5(RER) 1 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dall impianto di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione tra GR e GN per i gessi di defecazione, pari a 0,9 2 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dall impianto di riciclo (0,839 t) e la distanza di trasporto all impianto di riutilizzo del GR per produrre gessi di defecazione (97 km) 93

94 Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione della produzione di una tonnellata di gesso naturale (GN) commercializzato in regione nello scenario attuale di gestione (la destinazione è l impianto di produzione di gessi di defecazione in regione) Modulo Produzione gesso naturale-attuale Descrizione Tipo processo ad hoc Nome processo Valore scenario attuale Estrazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo gasolio (escavatore) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 5,12 MJ/t Consumo gasolio (pala ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 6,48 MJ/t meccanica) Lavorazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo EE (frantoio a ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 0,5 kwh/t ginocchiera) Consumo EE (mulino a martello ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 1,9 kwh/t secondario) Consumo EE (mulino terziario) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 3 kwh/t Trasporto GN Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 1 t * 157 km 100% 94

95 Tabella Processo costruito per la modellizzazione del riciclo di una tonnellata di carta separata nell impianto di recupero dei rifiuti a base di gesso Modulo Recupero carta - attuale Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario attuale Prodotto evitato ecoinvent 3.3 thermo-mechanical pulp (GLO) market for 0,822 t (1) Trasporto alla cartiera 1 t*19 km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 100% 1 calcolato come prodotto tra purezza effettiva carta post-trattamento (98,65%) e coefficiente di sostituzione ricavato dal precedente lavoro del DICA (83,3%) 2 19 km è la distanza di trasporto alla cartiera più vicina Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione del riciclo di una tonnellata di metalli ferrosi separati nell impianto di recupero dei rifiuti a base di gesso e inviati a recupero in acciaieria Modulo Recupero metalli ferrosi Descrizione Tipo processo ad hoc Nome processo Valore scenario attuale Trasporto Me ferrosi a riciclo ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 50% EURO3 e 50% EURO4 (RER) Riciclo 1 t*50 km Prod. acciaio secondario ad hoc Steel, electric, un and low allowed, at plant /RER 88,1% 1 Sost. acciaio primario ad hoc Steel, converter, unalloyed, at plant/rer 881 kg 1 si assume che i metalli separati dal trattamento di riciclo abbiano 100% di purezza (quindi nessuno scarto di lavorazione), da cui si ottiene 88,1% di acciaio secondario mentre il rapporto tra acciaio secondario e primario è assunto pari a 1:1 perché si considera che l acciaio secondario abbia caratteristiche identiche a quello primario. 95

96 2.3 Scenari alternativi di gestione Tenendo conto delle criticità di gestione presenti per i rifiuti a base di gesso, confermate dall indagine telefonica diretta agli impianti di recupero operativi in regione, in questo lavoro di Tesi è stato scelto di valutare tramite un analisi LCA alcuni scenari futuri alternativi. Tali scenari sono stati costruiti ipotizzando che il gesso riciclato, ottenuto dal recupero di tutti i rifiuti in gesso prodotti in regione (i.e tonnellate, cfr. paragrafo 1.2.3), posto il rispetto di determinate condizioni di qualità, possa essere destinato a più ambiti di applicazione, che sono, oltre all utilizzo nella produzione di gessi di defecazione incluso già nello scenario attuale, anche l uso nei cementifici, nella produzione di pannelli in cartongesso e in agricoltura. Si ipotizza quindi che, in futuro, vengano promossi nuovi canali di utilizzo ed esistano mercati locali per il gesso riciclato, per quei settori in cui l impiego è tecnicamente possibile. Ciò servirebbe anche da incentivo per gli stessi riciclatori, che, a fronte di una domanda forte del gesso riciclato, avrebbero maggior interesse a sviluppare un trattamento ad hoc per questi rifiuti. Per ciascuno dei quattro campi di applicazione modellizzati negli scenari futuri, è stata valutata la potenziale richiesta di gesso riciclato, così da capire quale potrebbe essere il rapporto tra domanda e offerta in Regione Lombardia per i destini di utilizzo considerati. Nei diversi scenari alternativi si è deciso di aumentare la capacità di trattamento dei rifiuti in gesso rispetto allo scenario attuale, dove opera un unico impianto con potenzialità annua di circa tonnellate, ipotizzando di realizzare nuovi impianti di recupero in modo tale da coprire l intera produzione dei rifiuti a base di gesso in regione (pari a t nel 2014). Si è quindi ipotizzato di aggiungere due impianti di riciclo dei rifiuti a base di gesso, aventi entrambi la stessa linea di trattamento ed efficienza analoga a quello già presente in regione nel 2014, preso come riferimento. Al fine di valutare come variano i trasporti, sia per il conferimento dei rifiuti ai tre impianti di riciclo, sia per la commercializzazione del gesso riciclato e dei prodotti evitati, è stato necessario stabilire dove localizzare i due nuovi impianti, oltre a quello già esistente e presente nella provincia di Cremona. Per farlo si sono innanzitutto considerate le quantità di rifiuti in gesso prodotte nelle singole province nel 2014, immaginando che tale produzione si mantenga stabile anche negli anni futuri: dalle dichiarazioni MUD degli impianti è stato calcolato il quantitativo di rifiuti, in tonnellate, che ogni provincia ha prodotto ed il relativo peso percentuale associato ad ogni provincia rispetto al totale di rifiuti prodotti in regione. Ciò ha permesso di capire come accorpare tra loro le diverse province, al fine di suddividere il territorio regionale in tre macro-aree aventi analogo peso in termini di rifiuto prodotto, ciascuna delle quali rappresenta il potenziale bacino di utenza di ciascun impianto di riciclo previsto. I risultati ottenuti dalle elaborazioni sono riportati in Tabella Si nota il contributo notevole nella produzione di rifiuti della provincia di Milano (61%), seguita da quella di Bergamo (9,3%) e 96

97 Monza Brianza (7,1%). Si è deciso di trascurare, ai fini dell individuazione delle tre macro-aree e la successiva ubicazione degli impianti di riciclo, le province di Mantova e Sondrio, in quanto il loro contributo alla produzione totale risulta molto basso, pari rispettivamente a 219 e 54 tonnellate. Si sottolinea inoltre che i dati mostrati in Tabella 2.13 sono diversi da quanto riportato nella Figura 1.7 del paragrafo 1.2.3, dove il gestito totale dei rifiuti in gesso in regione è di t, in quanto sono inclusi anche i flussi secondari da impianto a impianto associati alle fasi intermedie di gestione. Infine, è giusto menzionare che i dati in Tabella 2.13 si riferiscono alla situazione nell anno 2014; tuttavia si suppone che il modello rappresentativo della produzione dei rifiuti a base di gesso in regione mantenga un trend simile anche negli anni futuri simulati negli scenari alternativi, immaginando che Milano sia la provincia dove si concentra più del 60% della produzione, seguita da BG, MB e BS. Tabella Quantità di rifiuti prodotti da ogni provincia (t) e relativo peso percentuale sulla produzione totale di rifiuti in regione (in % ) Sigle province Quantità di rifiuti prodotti (t) % di produzione di rifiuti BG ,3% BS ,8% CO ,0% CR ,1% LC 619 1,0% LO 289 0,5% MB ,1% MI ,0% PV 894 1,5% VA ,7% TOTALE * 100% *la produzione totale e le percentuali delle singole province sono calcolate escludendo la quantità di rifiuti delle province di Mantova (219 t) e Sondrio (54 t). Sulla base delle precedenti assunzioni si sono individuate tre macro-aree rettangolari all interno della regione, riportate in Figura 2.2, al cui interno sono stati posizionati gli impianti di riciclo previsti negli scenari alternativi. Si precisa che è stato stabilito di lasciare inalterata la posizione dell impianto di riciclo già presente in regione, ubicato in Provincia di Cremona e dunque a servizio della macro-area 3, mentre l Impianto 2 e l Impianto 3 di nuova realizzazione sono stati situati indicativamente nel baricentro pesato (in funzione di dove si producono più rifiuti) delle altre due macro-aree, in modo da poter ottimizzare i trasporti per il conferimento dei rifiuti provenienti dalle varie province. Per valutare le potenzialità di trattamento richieste per gli impianti futuri e le possibili distanze medie di conferimento dei rifiuti dai produttori in regione agli impianti di riciclo, è stato ipotizzato che il conferimento avvenga secondo le percentuali riportate in Tabella 2.14, che rappresentano indicativamente in quale impianto di recupero verrà inviato il quantitativo di rifiuti prodotto in ogni provincia. Per le province il cui territorio cade in due o più aree, come Milano, Brescia e Pavia, 97

98 si è scelto di proporzionare il flusso inviato al trattamento nei 3 impianti di riciclo, in base alla percentuale di territorio della provincia rientrante in ciascuna macro-area e alla produzione dei rifiuti. Le percentuali che sono state assunte per gli scenari futuri, riportate in Tabella 2.14, mostrano il bacino di affluenza di ciascun impianto di riciclo futuro. Tabella Ipotesi sul bacino di affluenza dei tre impianti di riciclo presenti negli scenari futuri. Sigle province IMPIANTO 1 IMPIANTO 2 IMPIANTO 3 BG 0% 0% 100% BS 50% 0% 50% CO 0% 100% 0% CR 100% 0% 0% LC 0% 0% 100% LO 100% 0% 0% MB 0% 0% 100% MI 25% 50% 25% PV 50% 50% 0% VA 0% 100% 0% Figura 2. 2 Divisione della Regione Lombardia in tre macro-aree e posizionamento indicativo degli impianti di riciclo assunti nella modellazione degli scenari futuri alternativi Si è ipotizzato che i tre impianti siano del tutto analoghi sia in termini di layout, sia di consumi ed efficienze del processo di trattamento, prendendo a riferimento quelle dell Impianto 1 esistente (cfr. paragrafo ). L unità funzionale e i confini del sistema nei quattro scenari alternativi restano invariati rispetto allo scenario attuale di gestione definito nel precedente paragrafo. 98

99 Le assunzioni di base in termini di destini dei rifiuti ferrosi e carta sono le stesse dello scenario base (cfr. paragrafo 2.2.2), mentre per il destino del gesso riciclato sono stati analizzati diversi scenari di utilizzo: - Scenario SA1: uso del gesso riciclato per la produzione di pannelli in cartongesso (in sostituzione del gesso naturale); - Scenario SA2: uso del gesso riciclato nei cementifici in regione (al posto del gesso naturale); - Scenario SA3: utilizzo del gesso riciclato negli impianti di produzione di gessi di defecazione in regione (sostituendo il gesso naturale); - Scenario SA4: spandimento del gesso riciclato in agricoltura come correttivo per i terreni a ph acidi, in sostituzione della calce o dei prodotti correttivi del terreno a base di calce, essendo la calce ed i correttivi a base di calce dei prodotti più facilmente reperibili in commercio e a costi più contenuti rispetto al gesso naturale. Si ipotizza, inoltre, che tutto il rifiuto gestito in regione nel 2014 ( t) sia stato trattato nei tre impianti di riciclo, senza che via sia alcuno smaltimento in discarica. Si specifica che, per ogni scenario considerato, si sono assunte le stesse modalità di trattamento di riciclo (ovvero quelle dell unico impianto in regione che attualmente opera un trattamento specifico sui rifiuti a base di gesso), e quindi gli stessi consumi di energia elettrica e gasolio e le stesse rese di trattamento per polvere di gesso, carta e metalli ferrosi separati, già presentati nel paragrafo Cambia, tuttavia, il quantitativo di prodotto evitato, che dipende dal rapporto di sostituzione (ovvero il rapporto tra gesso riciclato e prodotto sostituito), calcolato in modo diverso per ogni destino in esame, e i sotto-processi all interno della produzione della materia prima evitata, poiché il trasporto della materia prima è differente in base al destino che si considera per la materia vergine e perché le fasi di lavorazione del gesso di cava sono diversi a seconda dell uso del gesso. Prima di descrivere in dettaglio i 4 scenari futuri alternativi si riporta la modellizzazione dei trasporti di conferimento diretti e il trasporto dei rifiuti di carta e cartone alle cartiere, considerati all interno del sistema e comuni a tutti e 4 gli scenari alternativi. Invece, i trasporti associati alla commercializzazione della polvere di gesso riciclata e quelli evitati riferiti al trasporto del prodotto sostituito sono differenti in base all ambito di utilizzo della materia prima secondaria Modellizzazione dei trasporti Flussi diretti Nella modellizzazione dei trasporti di conferimento dei rifiuti in tutti gli scenari alternativi (SA1- SA4), la distanza media di trasporto dei rifiuti agli impianti è stata calcolata nel modo seguente: - dalle schede MUD, i dati relativi al conferimento dei rifiuti registrati nel 2014, che comprendono sia i flussi diretti che quelli secondari, sono stati raggruppati per provincia di origine ed 99

100 assegnati ai bacini di utenza relativi a ciascuno dei 3 impianti di riciclo, secondo i criteri già esposti in questo paragrafo e con le percentuali riportate in Tabella 2.13 e 2.14; - si sono assegnate le distanze medie tra ciascun conferitore e l impianto di riciclo ricevente, prendendo a riferimento il centro del comune di provincia del soggetto conferitore ed il comune dove è localizzato l impianto di riciclo; - la distanza media complessiva è stata ottenuta pesando ciascuna provincia di origine per il quantitativo di rifiuto prodotto, ed è risultata pari a 37 km. Tuttavia, poiché per questo scenario le incertezze sui dati sono maggiori rispetto a quelli dello scenario attuale, si è scelto di condurre un analisi di sensitività in merito alla distanza di conferimento ai nuovi impianti facendola variare di circa +25 km. Per valutare il tipo di mezzi di conferimento (piccola, media e grande taglia), come per lo scenario attuale, si sono analizzati in dettaglio dalle schede MUD i dati degli impianti di recupero e si sono elaborate le percentuali di conferimento di rifiuti con mezzi di grandi dimensioni (>32 tonnellate), medie dimensioni (16-32 tonnellate) e piccole dimensioni (3,5-7,5 tonnellate). Le relative percentuali, sono riportate in Tabella Tabella Percentuale del tipo di mezzi di conferimento dei rifiuti % del tipo dei mezzi di conferimento diretto (scenario futuro) Piccole dimensioni (3,5-7,5t) 7% Medie dimensioni (16-32 t) 8% Grandi dimensioni (>32 t) 85% Si è assunto, non avendo disponibili informazioni sulla classe dei camion, che i mezzi di conferimento siano composti per un terzo da camion Euro 3, per un terzo da Euro 4 e per un terzo da Euro 5 per ciascuna taglia considerata, simulati sul software con gli stessi processi dello scenario attuale. Trasporto dei rifiuti di carta e cartone alle cartiere Per questo processo valgono le stesse assunzioni dello scenario attuale (vedi par ). Il dato che cambia è la distanza di trasporto dei rifiuti di carta/cartone inviati a successivo recupero, poiché variano le cartiere considerate. Negli scenari futuri alternativi, infatti, vengono considerate le tre cartiere rispettivamente più vicine ai tre impianti di riciclo, da cui si ottiene una distanza media pari a 9 km. La media non è stata pesata rispetto al quantitativo di carta riciclata prodotto da ogni impianto poiché si è assunta la stessa produttività per i tre impianti futuri. I processi simulati sul software per il trasporto della carta sono gli stessi indicati al paragrafo

101 2.3.2 Uso della polvere di gesso riciclato negli stabilimenti di produzione di pannelli in cartongesso (scenario SA1) Nello scenario SA1 è stato ipotizzato che il 100% dei rifiuti in gesso gestiti in regione sia inviato ai 3 impianti di riciclo ipotizzati al paragrafo 2.3, ognuno con le caratteristiche e le efficienze già descritte per l impianto di riciclo dello scenario attuale (paragrafo ), e che la polvere di gesso riciclata sia interamente utilizzata nel processo di produzione dei pannelli in cartongesso, in sostituzione del gesso naturale, come descritto in Figura 2.3. Figura 2. 3 Scenario alternativo SA1 Come per lo scenario attuale, anche nello scenario SA1 per capire quali processi includere nella lavorazione del gesso naturale è stato necessario innanzitutto capire le caratteristiche che deve possedere il gesso naturale/riciclato affinché si possa usare nella produzione di pannelli. Prendendo a riferimento i dati riportati nel report GtoG di Eurogypsum, si è ricavata la pezzatura che il gesso, naturale o riciclato, deve soddisfare per essere cotto nel forno: 0-15 mm. Quindi, la materia prima sostituita è gesso naturale con pezzatura < 15 mm. Siccome il gesso riciclato ha già la pezzatura idonea, si assume che sia inserito direttamente nel forno di cottura, che diventa il punto di sostituzione con il gesso naturale (infatti, sia il gesso naturale che quello riciclato, essendo bi-idrati, devono essere cotti). Quindi, le fasi di lavorazione che vengono evitate con il riciclo sono le due macinazioni (primaria e secondaria) da cui si ottiene gesso con pezzatura < 15 mm. Non avendo dati primari disponibili, per la modellizzazione del processo di lavorazione del gesso naturale sono stati usati i dati ottenuti dalle schede tecniche dei diversi macchinari (frantumatore primario, mulino a martelli secondario), riportati in Tabella 2.16, considerando la potenza e la portata in alimentazione, da cui si è ricavato il consumo specifico (kwh/t). Nel software entrambe le fasi sono state simulate con il processo presente all interno di ecoinvent 3.3 riferito al consumo di energia elettrica electricity, medium voltage (IT) market for. 101

102 Tabella Valori medi di consumo specifico (kwh/t) per i macchinari considerati nel processo di lavorazione del gesso naturale estratto dalla cava in Provincia di Bergamo (BG) Valore medio dei macchinari considerati Frantoio a ginocchiera primario Potenza (kw) Produzione (t/h) Mulino a martelli secondario Consumo specifico (kwh/t) 0,5 1,93 Per calcolare il rapporto di sostituzione tra il gesso riciclato ed il gesso vergine di cava per la produzione di pannelli in cartongesso si è tenuto in considerazione il tenore di CaSO 4 presente nel gesso riciclato e nel gesso naturale. Il parametro che più influenza le caratteristiche tecnicheprestazionali della produzione del pannello è, difatti, la purezza del gesso, intesa come titolo di solfato di calcio. Il tenore medio di CaSO 4 nel gesso naturale è stato ricavato dalle analisi chimiche di laboratorio svolte durante il progetto GtoG e riportate nel report dc2 di Eurogypsum. Il tenore medio calcolato sui campioni di gesso naturale analizzato durante le campagne di sperimentazione è di 90,2%, con una deviazione standard di 0,9. In Tabella 2.17 sono riportate le purezze di ogni campione di gesso naturale analizzato nell ambito del progetto europeo. Tabella Tenori di solfato di calcio misurati nei campioni di gesso naturale (fonte: Eurogypsum, report Dc2, 2015) Gesso naturale MEDIA CaSO 4*2H 2O 89,59% 89,01% 90,67% 91,42% 90,2% Il tenore di solfato di calcio presente nel gesso riciclato, invece, è stato ricavato dalle analisi effettuate sui lotti di gesso riciclato dall impianto visitato in regione. Il valore medio, riportato in Tabella 2.18, è pari a 79,5% sul secco (con deviazione standard di 5,9), valore inferiore rispetto al gesso naturale a causa delle impurità presenti nel gesso riciclato. Sono 4 i campioni con purezza > 80% e che quindi rispondono ai criteri qualitativi fissati da Eurogypsum. Tabella Tenore di solfato di calcio sui campioni di gesso riciclato analizzato dall impianto di riciclo Lotti di gesso riciclato MEDIA CaSO 4*2H 2O 85,5 83, ,1 75,5 72,6 70,7 79,5% Il rapporto di sostituzione tra gesso riciclato e naturale è stato calcolato come rapporto tra la purezza media del gesso riciclato e quella del gesso naturale ed è risultato pari a 0,88. Data la variabilità misurata per il tenore di solfato di calcio nel gesso riciclato, si è deciso di condurre un analisi di sensitività per il rapporto di sostituzione, facendo variare la purezza del gesso riciclato tra il valore minimo (70,7%) e quello massimo (85,5%) registrati nel corso delle 102

103 analisi sul gesso riciclato. Il range ottenuto per il rapporto di sostituzione varia quindi tra un valore minimo pari a 0,78 e uno massimo pari a 0,95. Per valutare se questo ambito di applicazione è in grado di soddisfare la potenziale offerta di gesso riciclato in regione, è stata stimata la quantità di polvere di gesso necessaria per la produzione di pannelli in cartongesso sul territorio italiano, pari a tonnellate (dati Eurostat 2014). Facendo riferimento alla composizione media del pannello presentata nel paragrafo 1.6.2, sono state riportate nella Tabella 2.19 le percentuali dei costituenti del pannello ed i quantitativi dei componenti stimati per garantire la produzione italiana nel Tabella Costituenti in percentuale del pannello in cartongesso secondo il report di Rivero et al. (2016) e quantitativi stimati per la produzione di pannelli in Italia nel 2014 Componenti del pannello Costituenti pannello (%) Quantità richiesta per Italia (t) Polvere di gesso Carta Additivi Rifiuti pre-consumo (scarti)* Pannello prodotto *i rifiuti pre-consumo sono da sottrarre alla quantità di pannelli prodotti La percentuale di gesso impiegato è pari al 99% che, moltiplicata per la produzione di pannelli in cartongesso, permette di ottenere il quantitativo di polvere di gesso richiesto dagli stabilimenti italiani, pari a t. A seguito di un colloquio telefonico con Assogesso, l Associazione dei Produttori italiani di Gesso, si è ricavato che gli stabilimenti di produzione dei pannelli in cartongesso in Italia risultano 6 (Tabella 2.20). Tabella Società con stabilimenti di produzione di cartongesso in Italia e ubicazione degli impianti Società produttrici Knauf Fibran Fassa Bortolo Saint-Gobain Siniat Luoghi impianti Castellina Marittima (PI) Roccastrada (GR) Calliano (AT) Termoli (CB) Casola Valsenio (RA) Corfinio (AQ) Assumendo la medesima produttività per ogni stabilimento, si è considerata una produttività media di t di pannelli in cartongesso per ogni impianto. Questo implica che ciascun sito di produzione dei pannelli richiede, in un anno, circa t di polvere di gesso. Anche considerando che venga rifornito un unico impianto, ipoteticamente quello in Piemonte che risulta più vicino, la domanda sarebbe molto superiore rispetto alla produzione totale di rifiuti in 103

104 cartongesso in regione ( t). Se si immagina di inviare tutto il gesso riciclato producibile in regione (i.e. 83,9% di t = t) in un unico impianto di produzione di pannelli, si avrebbe un impiego del gesso riciclato del 22,4% all interno del processo produttivo. Come mostrato nel report di Eurogypsum (da1), un impiego fino al 30% di riciclato si ritiene accettabile, in quanto è stato mostrato che non variano le caratteristiche tecniche e qualitative dei pannelli prodotti (rispetto al processo tradizionale in cui si usa solo gesso naturale). Questo mostra che l ipotesi di inviare il 100% del gesso riciclato ottenibile da tutti i rifiuti prodotti in regione in impianti per la produzione di cartongesso è tecnicamente fattibile Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA1) Sia per il gesso naturale che per quello riciclato si è assunto che il trasporto per la commercializzazione avvenga con camion di grandi dimensioni (>32 tonnellate), di cui un terzo Euro 3, un terzo Euro 4, un terzo Euro 5, simulati in Simapro con i processi di ecoinvent 3.3, già mostrati nello scenario attuale. Queste assunzioni sono le stesse presenti anche negli scenari SA2 e SA3. Gesso riciclato La distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato si è calcolata nel seguente modo: - si sono calcolate le distanze di trasporto del gesso riciclato uscente da ogni impianto di riciclo per ogni specifico stabilimento di cartongesso considerato, ad esempio la distanza tra l impianto di riciclo 1 e lo stabilimento 1 in provincia di Pisa, tra l impianto di riciclo 2 e lo stabilimento 1 e tra l impianto di riciclo 3 e lo stabilimento 1 (stesso procedimento per gli altri cinque stabilimenti). La distanza finale relativa a ogni impianto di produzione di pannelli è una media aritmetica delle distanze tra i tre impianti di riciclo considerati e lo specifico impianto di produzione di pannelli, avendo assunto la stessa potenzialità per i tre impianti di riciclo in Lombardia; - la distanza finale di trasporto del gesso riciclato è la media aritmetica delle distanze finali relative a ogni impianto di produzione di pannelli in cartongesso. Sono stati considerati 3 casi: - nello scenario base SA1_base il gesso riciclato dai tre impianti di riciclo è inviato ai tre stabilimenti più vicini in provincia di Asti, Ravenna e Pisa. In questo caso la distanza è pari a 253 km; - nello scenario peggiorativo SA1_worst le destinazioni sono tutti gli stabilimenti presenti in Italia e in questo caso la distanza aumenterebbe a 416 km; - nello scenario ottimale SA1_best si considera solo l impianto di Asti, con una distanza diminuita a 158 km. I tre scenari di trasporto verranno confrontati tramite LCA per valutare l incidenza del trasporto del gesso riciclato sugli impatti finali. 104

105 Tabella Trasporto del gesso riciclato nello scenario SA1 Siti di produzione dei pannelli in cartongesso Distanze tra impianto di riciclo e stabilimento di cartongesso Impianto 1- stabilimenti (km) Impianto 2- stabilimenti (km) Impianto 3- stabilimenti (km) Media Impiantistabilimenti (km) Castellina Marittima (PI) Roccastrada (GR) Calliano (AT) Termoli (CB) Casola Valsenio (RA) Corfinio (AQ) Gesso naturale Per calcolare la distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso naturale si è assunto come punto di partenza la cava in provincia di BG da cui viene estratto il gesso naturale, inviato poi nel sito di lavorazione di Brescia (distante 8 km circa dalla cava) e da lì agli stabilimenti di cartongesso considerati. Anche in questo caso, la distanza finale di trasporto è una distanza mediata e variabile in base agli impianti di produzione di pannelli considerati, in analogia a quanto già mostrato per il gesso riciclato. I dati relativi al trasporto del gesso naturale sono riportati in Tabella La distanza media finale di trasporto del gesso naturale è stata variata come di seguito indicato: - nello scenario base il gesso riciclato dalla cava è inviato agli stabilimenti più vicini in provincia di Asti, Ravenna e Pisa. In questo caso la distanza è pari a 283 km; - nello scenario peggiore le destinazioni sono tutti gli stabilimenti presenti in Italia e in questo caso la distanza dalla cava ai 6 stabilimenti aumenterebbe a 439 km; - nello scenario ottimale si ipotizza come destino solo l impianto di Asti, con una distanza finale diminuita a 250 km. Tabella Trasporto del gesso naturale nello scenario SA1 Siti di produzione dei pannelli in cartongesso Distanza tra l impianto di lavorazione del gesso naturale e gli stabilimenti di cartongesso (km) Castellina Marittima (PI) 316 Roccastrada (GR) 435 Calliano (AT) 241 Termoli (CB) 700 Casola Valsenio (RA) 291 Corfinio (AQ)

106 2.3.3 Uso della polvere di gesso riciclato nei cementifici (scenario SA2) Nello scenario SA2 è stato ipotizzato che il 100% dei rifiuti in gesso gestiti in regione sia inviato ai 3 impianti di riciclo ipotizzati al paragrafo 2.3, ognuno con le caratteristiche e le efficienze già descritte per l impianto di riciclo dello scenario attuale (paragrafo ), e che la polvere di gesso riciclata sia interamente utilizzata come additivo per la produzione di cemento nei cementifici in regione, come descritto in Figura 2.4. Figura 2. 4 Scenario alternativo SA2 Anche in questo caso, per valutare quali processi includere nella lavorazione del gesso naturale è stato necessario capire le caratteristiche a cui deve essere conforme il gesso naturale/riciclato per essere impiegato nei cementifici, in modo da conoscere gli impatti della lavorazione evitati con il recupero dei rifiuti e l uso della polvere di gesso riciclata. Tramite un colloquio telefonico diretto al cementificio che riceve il gesso dalla cava in Provincia di Bergamo, si è ricavata la pezzatura che il gesso, naturale o riciclato, deve soddisfare per essere utilizzato nei cementifici: 0-30 mm. Quindi, poiché tale settore richiede gesso crudo, non viene inclusa la cottura del gesso naturale e viene considerata solo la frantumazione primaria e secondaria per avere gesso con dimensioni < 30 mm. Anche nello scenario SA2, non avendo i dati primari disponibili, sono stati usati i dati ottenuti dalle schede tecniche del frantumatore primario e del mulino a martelli secondario, proprio come per lo scenario SA1. Per il valore dei consumi specifici dei macchinari e il tipo di processo implementato sul software si rimanda al precedente paragrafo (2.3.2, Tabella 2.16). Nel caso in cui il gesso riciclato sia utilizzato nelle industrie cementiere in sostituzione di quello naturale il principale problema tecnico è rappresentato dal contenuto residuo di carta rimasta adesa alla polvere di gesso dopo il trattamento di recupero, che può inficiare negativamente sulla presa e quindi sulle caratteristiche finali del cemento prodotto, come confermato dall azienda Colacem operante nel settore che è stata contattata nel corso dell indagine. Per tale ragione, in questo scenario il rapporto di sostituzione tra gesso riciclato e naturale è stato determinato prendendo a riferimento la purezza del gesso in termini di assenza di impurità a base di carbonio organico. 106

107 Nello specifico, per stimare la quantità di gesso naturale evitato, si è considerato il contenuto di COT (Carbonio Organico Totale) nel gesso riciclato, misurato durante le campagne di analisi condotte nel progetto GtoG, e si è determinata la purezza come valore complementare al tenore di COT. Il rapporto di sostituzione è stato stimato come rapporto tra la purezza del gesso riciclato così ricavata e quella del gesso naturale, assunta pari al 100%, in quanto nel gesso di cava non vi è presenza di carta (per cui si può assumere COT =0 e purezza =1). Come mostrato in Tabella 2.23, il rapporto di sostituzione (RS) derivante risulta variabile all interno dell intervallo 0,969 0,998. Tabella Contenuto di COT nel gesso riciclato (da progetto GtoG), purezza del gesso riciclato e rapporto di sostituzione tra gesso riciclato e gesso naturale Contenuto COT Purezza GR Rapporto di sostituzione: GR/GN Medio 0,851% 99,15% 0,991 Minimo 3,13% 96,87% 0,969 Massimo 0,19% 99,81% 0,9981 Nello scenario SA2 si è impiegato il contenuto di COT medio, ma è stata poi condotta un analisi di sensitività utilizzando il valore minimo ed il valore massimo del rapporto di sostituzione. Anche in questo caso, come nel precedente ambito di applicazione, è stata stimata la potenziale domanda di gesso dei cementifici operanti in Lombardia. Innanzitutto è stato necessario calcolare il dosaggio di gesso richiesto per la produzione del cemento in regione, prendendo a riferimento l anno 2014 ed i dati pubblicati nel report di AITEC (2014). Come mostrato dalla Tabella 13 nel capitolo 1.4.2, i tipi di cemento più comuni in Italia sono il Portland (CEM I), il Portland di miscela (CEM II/A e CEM II/B) e il cemento pozzolanico (CEM IV/A e IV/B). Insieme rappresentano il 93,5% di tutta la produzione di cemento in Italia nell anno 2014 (fonte: AITEC, 2014). Si è deciso di considerare nell analisi solo questi tipi di cemento, riproporzionando ogni percentuale di utilizzo, come riportato in Tabella Tabella Tipi di cemento considerati per la stima della domanda di gesso nell industria cementiera lombarda e rispettive percentuali di produzione Tipo di cemento % di produzione I 14,30 II/A 48,57 II/B 23,59 IV A 8,88 IV B 4,67 Totale 100 In seguito, si è assunto come dosaggio di gesso rispetto al clinker il valore medio di letteratura (Holcim, 2017) di 0,053 kg gesso/kg clinker (valore analogo a quello presente nei processi di 107

108 default del database ecoinvent 3.3). Poiché il dosaggio del gesso dipende dalla percentuale di clinker presente nel tipo di cemento, si sono ricavati da letteratura i range delle percentuali di clinker per ogni tipo di cemento considerato. Si è quindi calcolato il valore medio del range ed il rispettivo dosaggio di gesso. (Allegato A5). I valori di clinker così ottenuti sono stati confrontati con quelli presenti in ecoinvent 3.3 per ogni tipo di cemento: nel caso in cui i valori di ecoinvent risultassero in linea con i range di letteratura, si è usata la percentuale di clinker presente nel database di ecoinvent 3.3 ed il relativo contenuto di gesso (5,3% sul clinker); in caso negativo, si è utilizzata la percentuale di clinker come valore medio dei dati di letteratura e si è calcolato il dosaggio di gesso rispetto a tale percentuale, assumendo lo stesso rapporto del 5,3%. In Allegato A5 sono riportati i valori dei dati di ecoinvent 3.3. Nella Tabella 2.25 sono riportati i valori finali usati per la modellizzazione del dosaggio di gesso, in base alle assunzioni appena riportate. Tabella Range di percentuale di clinker presente in ogni tipo di cemento considerato e valore medio assunto per il calcolo della domanda di gesso dell industria cementiera (Fonte: Holcim, ecoinvent 3.3) CEM I clinker: 95% clinker (medio) >95% (da letteratura) gesso 5% CEM IIA range clinker: 80-94% clinker (medio) 83 (da ecoinvent 3.3) gesso 4% CEM IIB range clinker: 65-79% clinker (medio) 68% (da ecoinvent 3.3) gesso 4% CEM IV/A range clinker: 65-89% clinker (medio) 69% (da ecoinvent 3.3) gesso 4% CEM IV B range clinker: 45-64% clinker (medio) 54% (da letteratura) gesso 3% Il dosaggio totale di gesso si è calcolato come somma dei vari dosaggi relativi ad ogni tipo di cemento, ognuno moltiplicato (pesato) per la rispettiva percentuale di uso (vedi Tabella 2.24). È stato ricavato un dosaggio specifico medio di 0,04 tonnellate di gesso per tonnellata di cemento prodotta, cui corrisponde, assumendo che la produzione di cemento in Lombardia sia pari a 4,17 milioni di tonnellate (fonte AITEC,2014), una richiesta totale di gesso in regione pari a t. Parte di questa domanda è già soddisfatta dall uso di gesso chimico da desolforazione (FGD); infatti, come riportato nel report di AITEC (2014), il gesso chimico usato a livello nazionale per la produzione di cemento è stato di t (Tabella 2.26), a fronte di un quantitativo totale di cemento prodotto pari a circa 21,5 milioni di tonnellate (i.e. 0,9% del cemento prodotto). 108

109 Applicando la medesima percentuale è stato quindi stimato l uso del gesso chimico nei cementifici della Lombardia, risultato pari a t. L effettiva domanda di gesso naturale/riciclato dei cementifici della regione è quindi data dalla differenza tra il dosaggio di gesso totale calcolato in precedenza ( t) e quello chimico, ed è risultata pari a t. A questo punto, se si ipotizza di usare il 5% del gesso riciclato in miscelazione a quello naturale, cosa che avviene attualmente in regione, si avrebbe una richiesta di gesso riciclato di t (Tabella 2.26). Tabella Dati relativi alla richiesta di gesso per la produzione di cemento in Lombardia da AITEC (2014) Produzione nazionale italiana di cemento t Produzione di cemento in Lombardia t Gesso chimico usato in Italia t Gesso chimico usato in Lombardia* t Gesso (naturale e riciclato) richiesto dalla Lombardia* t Gesso riciclato richiesto dalla Lombardia* t Gesso naturale richiesto dalla Lombardia* t *da stime Per calcolare il gesso riciclato disponibile in regione sono stati ipotizzati due casi: - il primo in cui l offerta di gesso riciclato in regione è calcolata sulla base del quantitativo di rifiuti a base di gesso attualmente inviati a recupero (i.e t); - il secondo, rappresentativo di uno scenario ottimale, in cui l offerta di gesso riciclato in regione è stimata sulla base del quantitativo totale di rifiuti a base di gesso prodotti in Lombardia (i.e t). La stima dell offerta di gesso riciclato, in entrambi i casi, è stata effettuata assumendo un efficienza del trattamento di recupero dei rifiuti pari all 83,9%; come riportato in Tabella 2.27 le tonnellate di gesso riciclato potenzialmente disponibili in Lombardia risultano pari a t e t nel primo e secondo caso, rispettivamente. La domanda di gesso riciclato, quindi, in base alle assunzioni appena riportate, è inferiore alla disponibilità di gesso in regione. Se si vuole ipotizzare che in uno scenario ipotetico futuro il 100% del gesso riciclato prodotto in Lombardia trovi impiego nel settore del cemento, è necessario raggiungere una percentuale minima di utilizzo che dipende dal quantitativo di gesso recuperato e quindi disponibile in regione (i.e t e t). Rispetto al gesso totale richiesto dall industria del cemento in regione (i.e t), tali quantitativi corrispondono a percentuali di impiego comprese tra l 8,7% e il 15,4%. 109

110 Tabella Stima dell offerta di gesso riciclato in regione e relative percentuali di impiego nei cementifici Rifiuti a base di gesso Input a Polvere di gesso % gesso riciclato sul (170802) trattamento (t) riciclata (t) gesso totale richiesto* Rifiuti recuperati in Regione ,7 Rifiuti prodotti in Regione ,4 *Assumendo che il gesso riciclato sia usato solo nei cementifici Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA2) Gesso riciclato La distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato è stata calcolata nel seguente modo: - utilizzando la mappa dei cementifici presenti in Italia, tratta dal report di AITEC 2014, sono stati localizzati gli stabilimenti operativi in Lombardia: essi sono cinque e sono riportati nella Tabella 2.28; - si sono calcolate le distanze di trasporto del gesso riciclato uscente da ogni impianto di riciclo per ogni specifico cementificio considerato. La distanza finale relativa ad ogni cementificio è una media aritmetica delle distanze tra i tre impianti di riciclo considerati e lo specifico cementificio, poiché è stata assunta la stessa produttività per i tre possibili futuri impianti di riciclo in Lombardia; - la distanza finale di trasporto del gesso riciclato è la media aritmetica delle distanze finali relative a ogni cementificio presente in regione, ed è pari a 82 km. Tabella Distanza (km) di trasporto del gesso riciclato nello scenario SA2 Impianto 1 Impianto 2 Impianto 3 Media distanza Cementifici in regione (km) (km) (km) impianti riciclo Caravate Ternate Calusco D'Adda Rezzato Tavernola Bergamasca Distanza media finale (km) 82 Gesso naturale Riguardo la provenienza del gesso naturale utilizzato nei cementifici della Lombardia, si è considerato che in parte provenga dall unica cava presente in regione in provincia di Bergamo e in parte dalla cava di Asti, come emerso durante l indagine. Per stimare la quota proveniente dalla cava di Asti, si è partiti dai rifiuti in cartongesso trattati nell impianto di recupero adiacente alla cava, pari a circa t, da cui, assumendo un rendimento dell 88% (come riportato dal gestore dell impianto) si sono ottenute circa t di gesso riciclato. Sapendo che questo gesso è stato 110

111 miscelato al 5% con quello naturale, si è ricavata la quantità di miscela di gesso che è stata interamente venduta ai cementifici della Lombardia, pari a t. Dividendo tale valore per la richiesta di gesso nei cementifici lombardi ( t), è stato stimato che circa il 65,87% del gesso impiegato in tale settore provenga dalla cava di Asti mentre la restate parte (34,13%) dalla cava di Bergamo. Queste percentuali sono state utilizzate per stimare le distanze medie di trasporto del gesso naturale ai cementifici della Lombardia. Tabella Stima delle % di provenienza del gesso naturale utilizzato nei cementifici della Regione, considerando le cave di Bergamo e Asti Rifiuti in gesso trattati nella cava di Asti nel t Gesso riciclato venduto in Lombardia nel t Miscela di gesso naturale e gesso riciclato venduta in Lombardia nel t Gesso naturale venduto in Lombardia nel t % di gesso naturale venduto in Lombardia da cava di Asti sul totale di gesso naturale venduto % di gesso naturale venduto in Lombardia da cava di Bergamo sul totale di gesso naturale venduto 65,87 % 34,13 % Si sono utilizzate le due percentuali trovate per pesare le relative distanze delle due cave dai cementifici considerati. La distanza media finale per il trasporto del gesso naturale risulta essere pari a 152 km (Tabella 2.30). Tabella Distanza (km) stimata del trasporto del gesso naturale nello scenario SA2 Cementifici in regione Cava BG (km) Cava AT (km) Caravate Ternate Calusco D'Adda Rezzato Tavernola Bergamasca Distanza media 93,4 183 Distanza media pesata Uso della polvere di gesso riciclato negli impianti di produzione di gessi di defecazione (scenario SA3) Nello scenario SA3 è stato ipotizzato che il 100% dei rifiuti in gesso gestiti in regione sia inviato ai 3 impianti di riciclo ipotizzati al paragrafo 2.3, ognuno con le caratteristiche e le efficienze già descritte per l impianto di riciclo dello scenario attuale (paragrafo ), e che la polvere di gesso riciclata sia interamente utilizzata come additivo per la produzione di gessi di defecazione negli impianti in regione, come descritto in Figura

112 Figura 2. 5 Scenario alternativo SA3 Per la modellizzazione del processo di lavorazione del gesso naturale e gli impatti evitati con il riciclo e con l uso della MPS si rimanda al paragrafo , poiché l implementazione è identica a quella dello scenario attuale. Tramite i dati MUD dell anno 2010 si è ricavato l elenco delle aziende in Lombardia che trattano i fanghi da depurazione per lo spandimento agricolo. Attraverso un indagine telefonica si sono selezionati, all interno di questo elenco, gli impianti che trattano i fanghi da depurazione ricevuti per produrre gessi di defecazione destinati allo spandimento in agricoltura. Queste aziende sono pari a 5 rispetto alle 14 totali nell elenco e sono riportate nella Tabella 2.31, insieme al quantitativo di fanghi trattato nel Tabella Impianti produttori di gessi di defecazione e quantità di fanghi trattati nel 2010 (t) Impianti Fanghi trattati nel 2010 (t) Impianto 1 (PV) Impianto 2 (PV) Impianto 3 (PV) Impianto 4 (PV) Impianto 5 (BS) Per la stima della potenziale domanda regionale di gesso riciclato in questa applicazione si è assunto che tutti gli impianti di trattamento fanghi applichino in futuro la stessa miscela e dosaggi dell impianto 4 in Provincia di Pavia. Per le 5 aziende si è calcolato, grazie alle percentuali dei componenti della miscela (Tabella 2.2), sia la quantità di gessi di defecazione prodotta da ogni azienda, sia la quantità di gesso riciclato richiesto per soddisfare la specifica produzione di ogni azienda. I risultati sono riportati nella Tabella Il gesso riciclato richiesto dalle aziende, quindi, è molto maggiore rispetto all offerta di gesso a disposizione in regione. 112

113 Tabella Quantità di gessi di defecazione prodotti e di gesso riciclato richiesto in regione Gessi di defecazione Gesso riciclato Aziende prodotti (t) richiesto (t) Azienda Azienda Azienda Azienda Azienda Totale Trasporto del gesso riciclato e del gesso naturale (scenario SA3) Gesso riciclato La distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato è stata calcolata in tal modo: - si sono calcolate le distanze di trasporto del gesso riciclato uscente da ogni impianto di riciclo per ogni specifico impianto di gessi di defecazione considerato. La distanza finale relativa ad ogni impianto è una media aritmetica delle distanze tra i tre impianti di riciclo considerati e lo specifico impianto di produzione; - la distanza finale di trasporto del gesso riciclato è la media pesata (rispetto al quantitativo di gesso riciclato richiesto e riportato in Tabella 2.32) delle distanze finali relative ad ogni impianto presente in regione, ed è pari a 87 km. I dati sono riportati in Tabella Tabella Stima della distanza di trasporto del gesso riciclato (scenario SA3) Impianti di gessi di Impianto 1 Impianto 2 Impianto 3 Media impianti riciclo defecazione in regione (km) (km) (km) (km) Azienda Azienda Azienda Azienda Azienda Distanza media pesata 87 Gesso naturale Per calcolare la distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso naturale si è assunto come punto di partenza la cava di BG da cui viene estratto il gesso naturale, che viene da lì inviato agli impianti di produzione di gessi di defecazione considerati. Anche in questo caso, la distanza finale di trasporto è una distanza mediata in base al quantitativo di gesso richiesto da ogni impianto di gessi di defecazione (vedi Tabella 2.32). La distanza media pesata finale risulta pari a 142 km. I dati relativi al trasporto del gesso naturale sono riportati in Tabella

114 Tabella Stima della distanza di trasporto del gesso naturale agli impianti di gessi di defecazione Impianti di gessi di Cava di Bergamo defecazione (km) Azienda Azienda Azienda Azienda Azienda 5 76 Distanza media pesata Uso della polvere di gesso riciclato in agricoltura come ammendante e correttivo del ph (scenario SA4) Nello scenario SA4 è stato ipotizzato che il 100% dei rifiuti in gesso gestiti in regione sia inviato ai 3 impianti di riciclo ipotizzati al paragrafo 2.3, ognuno con le caratteristiche e le efficienze già descritte per l impianto di riciclo dello scenario attuale (paragrafo ), e che la polvere di gesso riciclata sia interamente utilizzata come correttivo del ph nei terreni in regione. Figura 2. 6 Scenario alternativo SA4 In questo scenario si è assunto che il gesso riciclato abbia principalmente la funzione di correttivo dei terreni con ph acidi. Poiché in commercio non si usa un solo prodotto che abbia questa funzione e data l incertezza sulle informazioni disponibili, si è deciso di applicare un analisi di sensitività per la modellizzazione del prodotto evitato in questo scenario: - nel primo caso (Scenario SA4a) si assume che il gesso riciclato sostituisca la calce, uno dei prodotti agricoli più disponibili in commercio e largamente utilizzato per correggere il ph dei suoli acidi grazie al basso costo. Non avendo ottenuto dati primari sulla produzione di calce in regione si è utilizzato il processo di ecoinvent 3.3 lime production, milled, loose(glo); - nel secondo caso (Scenario SA4b) si è assunto come prodotto sostituito un insieme di correttivi commerciali a base di carbonato di calcio CaCO 3, utilizzando il processo di ecoinvent 3.3 soil ph raising agent, as CaCO3 (GLO), lime to generic market for soil ph raising agent. 114

115 Per il calcolo del rapporto di sostituzione, poiché in questo ambito di utilizzo il gesso riciclato ha la funzione di correggere il ph acido di un terreno, si è considerato come parametro di riferimento il potere basico del gesso riciclato a confronto con quello dei correttivi ad oggi più in uso. Il potere basico esprime la capacità di rilascio degli ioni OH - per unità di peso di sostanza usata. Si è quindi calcolato il potere basico sia della calce (scenario SA4a) sia del carbonato di calcio (Scenario SA4b), facendo riferimento alle reazioni chimiche che avvengono nel terreno a seguito dell aggiunta di tali sostanze, che sono di seguito riportate: Calce: CaO + H 2O + 2CO 2 --> Ca(HCO 3) 2 Ca(HCO 3) 2 --> Ca HCO 3 - HCO H 2O --> H 2CO 3 + OH - Carbonato di calcio: CaCO 3 + H 2O + CO 2 --> Ca(HCO 3) 2 Ca(HCO 3) 2 --> Ca++ + 2HCO 3- HCO 3- + H 2O --> H 2CO 3 + OH - Attraverso i rapporti stechiometrici e i pesi molecolari dei prodotti e dei reagenti nelle tre reazioni chimiche si è ricavato il potere basico per l ossido di calcio, inteso come goh - /gcao e pari a 0,61, e il potere basico del carbonato di calcio, pari a 0,34 goh - /gcaco 3. Il potere basico del gesso riciclato dipende dal tenore di CaO in esso presente; il contenuto medio di CaO è stato ricavato dalle analisi sul gesso riciclato condotte dall impianto di riciclo presente in regione ed è pari al 37% (vedi Tabella 2.4, paragrafo ). Ciò ha permesso di stimare il potere basico del gesso riciclato, ottenuto moltiplicando il potere basico della calce per il tenore di CaO nel gesso riciclato, risultato pari a 0,22 goh - /gcaso 4 (Tabella 2.35). Tabella Potere basico della calce, del carbonato di calcio e del gesso riciclato Sostanze Potere basico (goh-/gsostanza) goh /gcao 0,61 goh gcaco3 0,34 goh /gcaso4 0,22 Nello scenario alternativo SA 4a il prodotto sostituito dall uso del gesso riciclato è la calce viva. I prodotti presenti sul mercato (es. Unicalce) hanno titoli di CaO differenti in base all uso. È stato preso a riferimento il prodotto in commercio con titolo massimo, pari al 92% di CaO ( Agrical plus di Unicalce ). Dividendo il potere basico del gesso riciclato per quello della calce (con titolo al 92%), si ottiene un rapporto di sostituzione pari a 0,4 gcao/gcaso4. 115

116 Nello scenario SA4b, invece, il gesso riciclato sostituisce i correttivi a base di CaCO3 (che possono raggiungere una purezza superiore al 99%) e dunque il rapporto di sostituzione risulta in questo caso pari a 0,66 gcaco3/gcaso4. Si sono ricavati dalle schede tecniche della calce i dosaggi annuali di calcitazione e di mantenimento relativi a una unità di ph correttivo. Essi cambiano in base al tipo di terreno considerato e sono riportati in Tabella Tabella Dosaggi per calcitazione e mantenimento Tipo di terreno Calcitazione (t/ha) Mantenimento (t/ha) Sabbioso 1,5 0,75 Limoso 2,5 1,25 Argilloso 3,5 1,75 Media 2,5 1,25 Gli interventi di mantenimento sono meno intensi e infatti hanno i dosaggi dimezzati rispetto ai dosaggi di calcitazione per ogni tipo di terreno in esame. Sono però interventi più diffusi e interessano superfici maggiori (anche debolmente acide). Vengono spesso attuati prima o dopo le colture, soprattutto per quelle che determinano un rapido impoverimento del terreno. I dati relativi al dosaggio dei prodotti correttivi a base di CaCO3 e del gesso riciclato sono stati stimati partendo dai dosaggi di calce (Tabella 2.36) e applicando il rapporto di sostituzione nel primo caso tra calce e CaCO3 e nel secondo caso tra calce e gesso riciclato, come riportato in Tabella Tabella Dosaggi di gesso riciclato e di correttivi a base di CaCO 3 Tipo di terreno Prodotti correttivi (CaCO3) (t/ha) CaCO3 Mantenimento (t/ha) Gesso (t/ha) Gesso mantenimento (t/ha) Sabbioso 2,46 1,23 3,76 1,88 Limoso 4,11 2,05 6,27 3,13 Argilloso 5,75 2,87 8,78 4,39 Media 4,11 2,05 6,27 3,13 Dalla banca dati geografica DUSAF (Destinazione d Uso dei Suoli Agricoli e forestali), realizzata dall Ente Regionale per i Servizi all Agricoltura e alle Foreste (ERSAF) con la collaborazione di ARPA, si è potuta ricavare la divisione della Lombardia nelle aree antropizzate, agricole, territori boscati e ambienti semi-naturali, aree umide e dei corpi idrici, come riportato in Figura

117 Figura 2. 7 Carta schematica di uso del suolo della Regione Lombardia (DUSAF anno 2010) Dal Report DUSAF-2010 si sono anche ottenute le estensioni delle aree agricole (in ettari) relative all anno 2010 per ogni provincia lombarda e la relativa percentuale rispetto alla superficie agricola totale della Lombardia. In seguito ad un indagine telefonica, si sono individuate le province con i terreni a ph acido in regione (evidenziati in Tabella 2.38 in azzurro), ovvero le province in cui potrebbero essere richiesti interventi correttivi con calce e dove si potrebbe quindi usare, in sostituzione, il gesso riciclato. Queste province sono: Varese, Como, Milano e Pavia. Tabella Estensione delle aree agricole divise per province e percentuale dell estensione provinciale rispetto al totale in Lombardia Aree agricole Estensione (ha) % aree agricole sul totale regionale Varese ,75 Como ,86 Sondrio ,36 Milano ,90 Monza-Brianza ,37 Bergamo ,47 Brescia ,04 Pavia ,07 Cremona ,51 Mantova ,42 Lecco ,24 Lodi ,02 Totale Lombardia

118 Nella Figura 2.8, riferita solo alle aree agricole in regione, sono evidenziate in rosso le zone acide e in giallo le zone subacide: in tal modo si può avere qualitativamente un idea della porzione di terreno agricolo in cui è richiesto l intervento. Si ricorda la classificazione dei terreni in relazione al ph, riportata in Tabella Sono state conferite delle percentuali a queste porzioni di terreno per le 4 province a ph acido/subacido (considerando la percentuale di terreno sottoposta a interventi di correzione del ph) e, moltiplicandole per l estensione agricola della provincia in Tabella 2.38, si è ottenuta la porzione di terreno per ogni provincia su cui può essere necessario intervenire con la calcitazione. Tabella Classificazione dei terreni in base al ph Tipo di terreno Valore di ph Fortemente acido < 5.5 Acido 5,5-6 Subacido 6-6,8 Neutro 6,8-7,3 Sub- basico 7,3-8 Basico 8-8,5 Molto alcalino >8,5 Figura 2. 8 Suoli agricoli acidi, subacidi, neutri, alcalini e molto alcalini in regione La richiesta di calce è stata stimata a partire dai dosaggi di calce (Tabella 2.36) e dalle porzioni di terreno soggette a calcitazione (ricavate dalla Figura 2.7): si ottiene così una domanda indicativa di calce pari a t. Si ricorda che è una stima di massima e che ad oggi in regione la richiesta futura di calce è affetta da grandi incertezze. Non è stato possibile stimare la richiesta di correttivi a base di CaCO 3 poiché non si sono ricavati dati disponibili delle aree in regione in cui ci possa essere bisogno di interventi con questi correttivi Trasporto del gesso riciclato e della calce (Scenario SA4a) Si è cercato, infine, di fare una stima di massima anche della distanza di trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato e della calce in regione. 118

119 Sono state calcolate 4 distanze medie tra gli impianti di riciclo in regione e i 4 centri delle province con terreni a ph acidi. La distanza finale di commercializzazione del gesso riciclato è stata ottenuta dalla media delle 4 distanze, pesate rispettivamente per la domanda di gesso riciclato presente in ogni provincia. Questa distanza, pari a 48 km, è stata maggiorata del 30% e si è ottenuta così la distanza di commercializzazione della calce, pari a 63 km. Si è assunto che, affinché il gesso riciclato possa competere sul mercato, debba anche essere economicamente conveniente rispetto al prodotto naturale, ovvero debba avere un prezzo inferiore. Quindi, poiché spesso i costi di un prodotto dipendono anche dal trasporto, si è deciso di usare una distanza inferiore per il gesso riciclato rispetto a quella della calce Tabelle riassuntive: scenari futuri alternativi Nella Tabella 2.40 viene riassunto, per ogni scenario alternativo, la risorsa primaria sostituita, il valore e su che basi è stato calcolato il rapporto di sostituzione e la richiesta di mercato presente per il prodotto evitato in ogni scenario. Tabella Prodotto evitato, calcolo e valore del rapporto di sostituzione (RS) e richiesta di mercato per ogni scenario futuro alternativo Scenari alternativi SA1 SA2 SA3 Prodotto evitato Calcolo RS Valore RS Richiesta di mercato Gesso naturale Purezza media GR 1 Purezza media GN 0, t Gesso naturale Purezza media GR 2 Purezza media GN 0, t Gesso naturale Dosaggio GN Dosaggio GR 0, t SA4a SA4b Calce Correttivi a base di CaCO3 Potere basico GR Potere basico calce Potere basico GR Potere basico correttivi 1 Purezza in termini di tenore di solfato di calcio (CaSO4 *2H2O) 2 Purezza in termini di composizione cioè assenza di impurità quali carta 3 Richiesta di calce in regione 0, t 3 0,66 / Nelle Tabelle vengono riassunti i processi implementati nel software SimaPro 8.3 per poter costruire gli scenari futuri alternativi di gestione dell analisi LCA riferita al flusso di rifiuti a base di gesso in Regione Lombardia. L unità funzionale di questo sistema è una tonnellata di rifiuti a base di gesso gestiti in regione. 119

120 SCENARIO A1 PANNELLO IN CARTONGESSO Tabella Processi del database di ecoinvent 3.3 e processi costruiti ad hoc per la modellizzazione LCA del sistema di gestione di una tonnellata di rifiuti a base di gesso nello scenario futuro alternativo SA1 in cui il destino del gesso riciclato è rappresentato da gli impianti di produzione dei pannelli in cartongesso (GN: gesso naturale, GR: gesso riciclato) Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario futuro Trasporto conferimento rifiuti agli impianti Riciclo gesso pannelli Flussi diretti Piccoli conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Medi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) ad hoc t * 37 km Consumo gasolio ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 15,1 MJ/t Consumo EE ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 6,1 kwh/t Gesso riciclato 83,9% Metalli ferrosi ad hoc Recupero metalli ferrosi (Tabella 2.49) 0,02% Carta/cartone ad hoc Recupero carta (Tabella 2.48) 15,2% Perdite di processo 0,88% Prodotto evitato ad hoc Gesso naturale scenario base 3 (Tabella 2.42) (destino: impianti di produzione di pannelli in 0,74 1 cartongesso) Trasporto GR 213 t*km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 100% EURO4, 1/3 EURO5(RER) 1 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione medio tra GR e GN per l uso negli impianti di cartongesso pari a 0,882 2 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo trasportata (0,839 t) e la distanza media di trasporto dagli impianti di riciclo agli impianti di cartongesso per il riutilizzo del GR nello scenario base in cui si considerano gli impianti di Asti, Ravenna e Pisa (253 km) 7% 8% 85%

121 3 si assume nello scenario base un rapporto di sostituzione medio tra GR e GN (ossia ricavato partendo dalla purezza media del GR) pari a 0,991, che viene moltiplicato per l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) per ottenere il valore finale del prodotto evitato. Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione della produzione di una tonnellata di gesso naturale commercializzato in regione nello scenario futuro alternativo di gestione SA1, in cui la destinazione del GR sono gli impianti di produzione di cartongesso Modulo Produzione gesso naturale-futura Descrizione Tipo processo ad hoc Nome processo Valore scenario futuro Estrazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo gasolio (escavatore) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 5,12 MJ/t Consumo gasolio (pala meccanica) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 6,48 MJ/t Trasporto GN 1 t*8 km (1) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 100% 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Lavorazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo EE (frantoio a ginocchiera) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 0,5 kwh/t Consumo EE (mulino a martelli) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 1,9 kwh/t Trasporto GN 1 t*283 km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 100% 1 calcolato come prodotto tra il GN in uscita dalla cava di BG trasportato e la distanza di trasporto dalla cava di BG all impianto di lavorazione del GN in Provincia di Brescia (8 km) (2) calcolato come prodotto tra il GN in uscita dall impianto di BS trasportato e la distanza media di trasporto dall impianto di BS agli impianti di cartongesso per il riutilizzo del GR nello scenario base, in cui si considerano gli impianti di Asti, Ravenna e Pisa (283 km) 121

122 SCENARIO A2 -CEMENTIFICI Tabella Processi del database di ecoinvent 3.3 e processi costruiti ad hoc per la modellizzazione LCA del sistema di gestione di una tonnellata di rifiuti a base di gesso nello scenario futuro alternativo SA2 in cui il destino del gesso riciclato è rappresentato dai cementifici in regione (GN: gesso naturale, GR: gesso riciclato) Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario futuro Trasporto Flussi diretti conferimento rifiuti agli impianti Piccoli conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Medi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Riciclo gesso cementifici ad hoc t * 37 km Consumo gasolio ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 15,1 MJ/t Consumo EE ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 6,1 kwh/t Gesso riciclato 83,9% Metalli ferrosi ad hoc Recupero metalli ferrosi (Tabella 2.49) 0,02% Carta/cartone ad hoc Recupero carta (Tabella 2.48) 15,2% Perdite di processo 0,88% Prodotto evitato ad hoc Gesso naturale scenario base 3 (Tabella 2.44) (destino: cementifici in regione) 0,832 1 Trasporto GR 68 t*km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 100% EURO4, 1/3 EURO5(RER) 1 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione medio tra GR e GN per l uso nei cementifici pari a 0,991 2 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839 t) e la distanza media di trasporto dagli impianti di riciclo ai cementifici per il riutilizzo del GR (82 km) 3 si assume nello scenario base un rapporto di sostituzione medio (ossia ricavato partendo dal contenuto medio di TOC nel GR) pari a 0,991 7% 8% 85%

123 Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione della produzione di una tonnellata di gesso naturale commercializzato in regione nello scenario futuro alternativo di gestione SA2, in cui la destinazione del GR sono i cementifici in regione Modulo Produzione gesso naturale-futura Descrizione Tipo processo ad hoc Nome processo Valore scenario futuro Estrazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo gasolio (escavatore) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 5,12 MJ/t Consumo gasolio (pala meccanica) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 6,48 MJ/t Lavorazione gesso naturale ad hoc 0,34 t 1 Consumo EE (frantoio a ginocchiera) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 0,5 kwh/t Consumo EE (mulino a martelli) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 1,9 kwh/t Trasporto GN 1 t * 152 km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 100% 1 Si è ipotizzato che solo la percentuale di gesso proveniente dalla cava di BG (34,1%) necessita di essere macinata perché di dimensioni grossolane, mentre quella proveniente dalla cava di AT (65.9%) è già di pezzatura idonea all uso nei cementifici senza dover subire nessuna ulteriore lavorazione dopo la fase di estrazione (2) calcolato come prodotto tra il GN in uscita dalla cava di BG e di AT e la relativa distanza di trasporto ai cementifici pesata in base ai flussi di provenienza del gesso dalle due cave (152 km) 123

124 SCENARIO A3 GESSI DI DEFECAZIONE Tabella Processi del database di ecoinvent 3.3 e processi costruiti ad hoc per la modellizzazione LCA del sistema di gestione di una tonnellata di rifiuti a base di gesso nello scenario futuro alternativo SA3 in cui il destino del gesso riciclato è rappresentato dagli impianti di produzione di gessi di defecazione (GN: gesso naturale, GR: gesso riciclato) Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario futuro Trasporto Flussi diretti conferimento rifiuti agli impianti Piccoli conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Medi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Riciclo gesso gessi defecazione ad hoc t * 37 km Consumo gasolio ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 15,1 MJ/t Consumo EE ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 6,1 kwh/t Gesso riciclato 83,9% Metalli ferrosi ad hoc Recupero metalli ferrosi (Tabella 2.49) 0,02% Carta/cartone ad hoc Recupero carta (Tabella 2.48) 15,2% Perdite di processo 0,88% Prodotto evitato ad hoc Gesso naturale (Tabella 2.46) (destino: gessi di defecazione) 0,755 1 Trasporto GR 73 t*km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 100% EURO4, 1/3 EURO5(RER) 1 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione medio tra GR e GN per l uso nei gessi di defecazione pari a 0,9 2 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839 t) e la distanza media di trasporto del GR dagli impianti di riciclo agli impianti di gessi di defecazione (87 km) 7% 8% 85%

125 Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione della produzione di una tonnellata di gesso naturale commercializzato in regione nello scenario futuro alternativo di gestione SA3, in cui la destinazione del GR sono gli impianti di produzione di gessi di defecazione Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Produzione gesso naturale - futura ad hoc Valore scenario futuro Estrazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo gasolio (escavatore) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 5,12 MJ/t Consumo gasolio (pala meccanica) ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 6,48 MJ/t Lavorazione gesso naturale ad hoc 1 t Consumo EE (frantoio a ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 0,5 kwh/t ginocchiera) Consumo EE (mulino a martelli) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 1,9 kwh/t Consumo EE (mulino terziario) ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 3 kwh/t Trasporto GN 1 t * 142 km 1 Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 100% 1 calcolato come prodotto tra il GN in uscita dalla cava di BG e la distanza di trasporto (media pesata) dalla cava agli impianti di gessi di defecazione (142 km) 125

126 SCENARIO SA4a AGRICOLTURA (CALCE)/ SCENARIO SA4b AGRICOLTURA (CORRETTIVI A BASE DI CaCO3) Tabella Processi del database di ecoinvent 3.3 e processi costruiti ad hoc per la modellizzazione LCA del sistema di gestione di una tonnellata di rifiuti a base di gesso nello scenario futuro alternativo SA4a in cui il destino del gesso riciclato è lo spandimento agricolo come ammendante/correttivo dei terreni acidi (GN: gesso naturale, GR: gesso riciclato) e SA4b in cui il destino del gesso riciclato è lo spandimento agricolo come ammendante/correttivo dei terreni acidi Modulo Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario futuro Trasporto conferimento rifiuti agli impianti Riciclo gesso Flussi diretti Piccoli conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Medi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) ad hoc 1 t * 37 km Consumo gasolio ecoinvent 3.3 Diesel, burned in building machine (GLO) market for 15,1 MJ/t Consumo EE ecoinvent 3.3 Electricity, medium voltage (IT) market for 6,1 kwh/t Gesso riciclato 83,9% Metalli ferrosi ad hoc Recupero metalli ferrosi (Tabella 2.49) 0,02% Carta/cartone ad hoc Recupero carta (Tabella 2.48) 15,2% Perdite di processo 0,88% Prodotto evitato ecoinvent 3.3 lime production, milled, loose_(glo) (SA4a) 0,335 1 ecoinvent 3.3 Soil ph raising agent, as CaCO3 (GLO), lime to generic 0,55 2 market for soil ph raising agent (SA4b) 1 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione tra GN e calce per l uso come correttivo in agricoltura, pari a 0,4 2 calcolato come prodotto tra l MPS in uscita dagli impianti di riciclo (0,839) e il rapporto di sostituzione medio tra GN e CaCO3 per l uso come correttivo in agricoltura, pari a 0,655 7% 8% 85% 126

127 RICICLO CARTA E METALLI FERROSI Tabella Processo costruito per la modellizzazione del riciclo di una tonnellata di carta separata negli impianti di recupero dei rifiuti a base di gesso Modulo Recupero carta - futuro Descrizione Tipo processo Nome processo Valore scenario futuro Prodotto evitato ecoinvent 3.3 thermo-mechanical pulp (GLO) market for 0,822 t 1 Trasporto alla cartiera 1t*9 km (2) Grandi conferitori ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 1/3EURO3, 1/3 EURO4, 1/3 EURO5(RER) 100% 1 calcolato come prodotto tra purezza effettiva carta post-trattamento (98,65%) e coefficiente di sostituzione ricavato dal precedente lavoro del DICA (83,3%) 2 La distanza media di trasporto alle cartiere più vicine è di 9 km Tabella Processo costruito ad hoc per la modellizzazione del riciclo di una tonnellata di metalli ferrosi separati negli impianti di recupero dei rifiuti a base di gesso e inviati a recupero in acciaieria Modulo Recupero metalli ferrosi Descrizione Tipo processo ad hoc Nome processo Valore scenario futuro Trasporto met. ferrosi a riciclo ecoinvent 3.3 Transport, freight, lorry >32 metric ton, 50% EURO3 e 50% EURO4 (RER) Riciclo 1 t*50km Prod. acciaio secondario ad hoc Steel, electric, un and low allowed, at plant /RER 88,1% 1 Sost. acciaio primario ad hoc Steel, converter, unalloyed, at plant/rer 881 kg 1 si assume che i metalli separati dal trattamento di riciclo abbiano 100% di purezza (quindi nessuno scarto di lavorazione), da cui si ottiene 88,1% di acciaio secondario mentre il rapporto tra acciaio secondario e primario è assunto 1:1 perché si considera che l acciaio secondario abbia caratteristiche identiche a quello primario. 127

128 2.4 Metodi di quantificazione degli impatti Per svolgere l analisi LCA si è usato il software SimaPro 8.3 e il database ecoinvent 3.3. I metodi di caratterizzazione di seguito descritti sono quelli utilizzati nel presente lavoro di Tesi e presenti all interno del software: il primo metodo è relativo alla valutazione degli impatti ambientali (ILCD 2011), il secondo metodo alla stima del consumo energetico del sistema (CED) e il terzo alla stima del consumo di risorsa naturale, in particolare di gesso naturale. Il metodo ILCD 2011 Il metodo ILCD 2011 è un metodo di caratterizzazione ed è il risultato di un progetto condotto dal JRC (Joint Research Centre) della Commissione Europea. Esso comprende molteplici categorie di impatto ambientale con i relativi fattori di caratterizzazione, stabilendo per ogni categoria di impatto considerata il modello di caratterizzazione degli impatti più idoneo, come spiegato nel documento ILCD recommendations for LCIA in the European context (EC-JRC, 2011). In Tabella 2.49 sono riportate le categorie di impatto considerate in questo studio, con i rispettivi indicatori di categoria e modelli di caratterizzazione. Le categorie di impatto sono descritte in dettaglio nella guida Characterization factors of the ILCD Recommended Life Cycle Impact Assessment methods (JRC, 2012). Le categorie di impatto relative alle radiazioni ionizzanti e all uso del suolo non sono state incluse in quanto non si sono potuti raccogliere dati primari per quantificare tali impatti. 128

129 Tabella Categorie di impatto, indicatori di categoria e modelli di caratterizzazione del metodo ILCD Categoria di impatto Cambiamento climatico Riduzione dello strato d ozono Tossicità per l uomo (effetti cancerogeni) Tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) Assunzione di materiale particolato Radiazioni ionizzanti (salute umana) Radiazioni ionizzanti (sugli ecosistemi) Formazione fotochimica di ozono Acidificazione Eutrofizzazione terrestre Eutrofizzazione (acqua dolce) Eutrofizzazione marina Ecotossicità (acqua dolce) Uso del suolo Impoverimento delle risorse idriche Impoverimento delle risorse minerali e fossili 1 Comparative Toxic Unit for human. 2 Comparative Toxic Unit for ecosystem. 3 Composti Organici Volatili Non Metanici. 4 Soil Organic Matter. Indicatore di categoria Incremento della forzante radioattiva infrarossa (kg CO2,eq) Incremento dell assottigliamento dello strato di ozono stratosferico (ODP) Unità tossica comparativa per gli esseri umani (CTUh 1 ) Unità tossica comparativa per gli esseri umani (CTUh 1 ) Frazione di particolato fine inalata (kg PM2.5 eq) Incremento della radiazione ionizzante (kg U235 eq) Unità tossica comparativa per gli ecosistemi (CTUe 2 ) Incremento della concentrazione in troposfera di ozono (kg COVNMeq 3 ) Superamento accumulato del carico critico (moli Neq) Superamento accumulato del carico critico (moli Neq) Frazione di nutrienti che raggiunge il compartimento finale acque dolci (kg Peq) Frazione di nutrienti che raggiunge il compartimento finale acque marine (kg Neq) Unità tossica comparativa per gli ecosistemi (CTUe 2 ) Deficit di carbonio organico nel terreno (kg SOM 4 ) Consumo di acqua equivalente (m 3 acqua,eq) Impoverimento delle risorse abiotiche (kg Sbeq) 129 Modello di caratterizzazione IPCC,2007 WMO, 1999 Modello USEtox Modello USEtox Rabl and Spadaro, 2004 Greco et al., 2007 Frischknecht et al, 2000 Garner-Laplace et al., 2008 Van Zelm et al., 2008 Seppala et al., 2006 Posch et al., 2008 Seppala et al., 2006 Posch et al., 2008 Metodo ReCiPe versione 1.5 Metodo ReCiPe Versione 1.5 USEtox Mila i Canals et al., 2007 Swiss Ecoscarcity, 2006 Van Oers et al., 2002

130 Il metodo CED per la stima del consumo energetico Il metodo di caratterizzazione CED (Cumulative Energy Demand) consente di effettuare la valutazione energetica del sistema analizzato, individuando le fasi più energivore e facendo un bilancio energetico volto a quantificare l impiego complessivo di energia associato all intero ciclo di vita del processo/servizio studiato. Sono considerati in questo metodo sia gli usi diretti di energia dovuti al trattamento dei rifiuti in questione, sia quelli indiretti dovuti, ad esempio, all uso di materiali da costruzione o allo sfruttamento di materie prime, sia il consumo di energia evitato grazie al recupero della materia prima. Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) In aggiunta agli indicatori di impatto considerati nei metodi ILCD e CED, si è creato e inserito un indicatore che consente di stimare il consumo di risorsa minerale naturale (non rinnovabile), espresso in kg di gesso naturale consumati o risparmiati per tonnellata di rifiuto a base di gesso gestito in regione. I valori di questo indicatore si sono ottenuti tramite l analisi di inventario disponibile nei risultati del software SimaPro. 130

131 3.RISULTATI DELL ANALISI LCA 3.1 Scenario attuale In questo paragrafo vengono descritti i risultati dell analisi LCA del sistema di gestione dei rifiuti C&D a base di gesso non pericolosi in Regione Lombardia nel I metodi di caratterizzazione usati sono quelli illustrati nel paragrafo 2.4 del Capitolo 2 e considerano gli indicatori di impatto ambientale del metodo ILCD, di impatto energetico CED e l indicatore con cui si può stimare il consumo di gesso naturale, espresso in kg di gesso consumato o risparmiato per tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione. Come riportato nel paragrafo 2.2, si ricorda che gli impatti complessivi dell analisi LCA riferita allo scenario attuale sono costituiti dalla somma degli impatti relativi alla route#1 e alla route#2 (descritte nei paragrafi e 2.2.2), pesati per i relativi flussi Impatti specifici associati alla route#1 In Tabella 3.1 sono riportati i valori assunti dagli indicatori di impatto della route #1 riferiti a 1 tonnellata di rifiuti C&D gestiti in regione, ottenuti dal lavoro di Borghi (2017). Oltre all impatto totale del sistema in esame, sono messi in evidenza anche i contributi che derivano dalle diverse fasi della gestione, comprendenti il trasporto per il conferimento dei rifiuti agli impianti (sia quello diretto che secondario), lo stoccaggio, le operazioni di riciclo e lo smaltimento in discarica. Ad eccezione degli indicatori di impatto dell eutrofizzazione in acqua dolce (-1,38E-03 kg Peq) e del consumo di risorsa minerale naturale (-611,4 kg sabbia e ghiaia), tutti i restanti indicatori di impatto ambientale hanno segno positivo: ciò significa che nella route #1 il beneficio associato al prodotto evitato (mistone naturale) grazie al riciclo e all utilizzo degli aggregati riciclati non riesce a compensare gli impatti ambientali associati alle altre fasi di gestione e trattamento, derivanti principalmente dal trasporto dei rifiuti agli impianti. Dai risultati emerge che i benefici legati al riciclo dei rifiuti C&D sono presenti solo nelle categorie di impatto legate al riscaldamento globale, all eutrofizzazione in acqua dolce, all impatto energetico, al consumo di risorsa minerale naturale (sabbia e ghiaia) e all impoverimento delle risorse minerali e fossili: tuttavia, questi vantaggi ambientali sono molto ridotti se confrontati al carico ambientale complessivo del sistema. I trasporti dei rifiuti agli impianti, in particolare, hanno un peso decisivo per quasi tutte le categorie di impatto e incidono in modo considerevole, sebbene le distanze di conferimento dei rifiuti siano contenute (27,5 km), in virtù di una distribuzione degli impianti in regione piuttosto capillare. 131

132 Tabella 3. 1 Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto C&D in regione secondo la route #1 (Fonte: Borghi, 2017) Unità di Trasporto Trasporto Categoria di impatto Totale Riciclo Stoccaggio Discarica misura diretto secondario Riscaldamento globale Kg CO2 eq 3,40 3,77 0,39-1,06 0,05 0,25 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 9,3E-07 7,1E-07 7,8E-08 4,8E-08 8,9E-09 7,9E-08 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 7,3E-06 9,4E-07 9,5E-08 1,9E-07 2,5E-09 6,1E-06 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 5,00E-06 1,3E-07 1,0E-08 4,7E-06 1,3E-09 1,1E-07 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 2,9E-03 2,0E-03 2,2E-04 4,3E-04 6,4E-05 2,4E-04 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,03 1,8E-02 1,7E-03 6,6E-03 6,6E-04 2,0E-03 Acidificazione moli H+ eq 0,02 1,8E-02 1,6E-03 2,8E-03 5,2E-04 2,2E-03 Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,10 5,9E-02 5,4E-03 2,9E-02 2,4E-03 6,8E-03 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -1,4E-03 3,1E-04 2,4E-05-1,8E-03 2,2E-06 9,1E-05 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 0,01 5,4E-03 4,9E-04 2,6E-03 2,2E-04 6,3E-04 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 226,07 24,66 2,50 66,62 0,06 132,23 Impoverimento delle risorse idriche m 3 water eq 0,02 4,3E-04 7,7E-05 0,02 1,4E-06 1,4E-03 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq 2,8E-04 3,3E-04 1,9E-05-8,1E-05 1,6E-07 8,1E-06 Impatto energetico (CED) MJ Consumo di risorsa naturale (sabbia e ghiaia) kg ,

133 3.1.2 Impatti specifici associati alla route#2 Nella Tabella 3.2 sono riportati i valori che gli indicatori di impatto assumono nella route#2, riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso inviati a trattamento in impianto dedicato. Si sono evidenziati, anche in questo caso, i contributi derivanti dalle fasi della gestione prese in considerazione, ossia il trasporto diretto per il conferimento dei rifiuti all impianto di recupero, il riciclo dei rifiuti in gesso, il riciclo dei metalli ferrosi e di carta e cartone separati durante il trattamento. Dalla Tabella 3.2 si evince che gli indicatori di impatto ambientale hanno tutti segno negativo, ad eccezione dell impoverimento delle risorse idriche (0,22 m 3 water eq): nella route #2, quindi, grazie al trattamento dedicato dei rifiuti in gesso si riescono a compensare quasi tutti gli impatti sull ambiente associati alle altre fasi di gestione e trattamento. È evidente che il beneficio ottenuto in quasi tutte le categorie di impatto è dovuto essenzialmente agli impatti evitati grazie al riciclo della carta e cartone, ad eccezione del consumo/risparmio di gesso naturale, in cui il vantaggio è dovuto alla produzione di gesso riciclato e dal suo utilizzo in sostituzione del gesso vergine. In Figura 3.1 sono riportati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione rispetto agli impatti dell intero sistema di gestione nella route #2: da questo grafico si nota che, per quasi tutte le categorie di impatto, il riciclo di carta e cartone incide sul saving per oltre il 90% ed, in particolare, conferisce un beneficio pari al 98,5% nella categoria di impatto associata all assunzione di materiale particolato e al 99,5% in quella relativa all eutrofizzazione in acqua dolce. Il riciclo di carta e cartone ha impatti in segno positivo solo nell impoverimento delle risorse idriche (per oltre il 90%), mentre non dà alcun contributo al risparmio/consumo di gesso naturale. La mancata produzione di gesso naturale porta dei vantaggi ambientali in quasi tutte le categorie di impatto, ad esclusione di quelle associate all eutrofizzazione dell acqua dolce (9,56E-05 kg P eq), poiché la produzione di energia elettrica durante il riciclo genera un emissione di fosfati in acqua, e all impoverimento delle risorse idriche (0,01 m 3 water eq); tuttavia i benefici indotti dal riciclo del gesso incidono in maniera molto più limitata rispetto a quelli generati dal riciclo della carta. Quindi, è evidente che la route #2 garantisce prestazioni ambientali migliori rispetto alla route #1, grazie al contributo decisivo del riciclo della carta. 133

134 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso prodotto in regione e trattato secondo la route #2 Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categoria di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -158,49 4,47-1,53-0,19-161,24 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,4E-05 8,5E-07-4,2E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,0E-05 1,1E-06-6,4E-07 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,0E-05 1,4E-07-3,8E-08 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,21 2,4E-03-7,7E-04-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,73 0,03-0,01-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,42 0,02-0,01-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,73 0,09-0,03-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,12 3,47E-04 9,56E-05-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,28 0,01-2,84E-03-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1330, Impoverimento delle risorse idriche m 3 water eq 0,22 5,47E-04 0,01 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq -4,3E-03 3,7E-04-1,5E-04-4,80E-06-4,52E-03 Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg -755,14 1,96E

135 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto -80% -100% Figura Contributi percentuali delle diverse fasi di gestione dei rifiuti sugli impatti del sistema per la route #2. 135

136 Attraverso l analisi dei contributi si è potuto capire quali sono i processi che incidono maggiormente sul risultato finale, sia in termini di impatto che di beneficio, per ogni categoria di impatto ambientale: l impatto legato al cambiamento climatico ha un beneficio derivante dalle azioni di recupero di carta, gesso e metalli ferrosi. È, in particolare, il riciclo della carta che ha incidenza maggiore nel beneficio. Il contributo al saving è dovuto principalmente all evitata emissione di CO2 fossile grazie al mancato consumo di energia elettrica per produrre pasta termomeccanica: infatti, il consumo associato alla produzione di pasta termomeccanica vergine, evitata attraverso il riciclo degli scarti cellulosici separati durante il trattamento dei rifiuti in gesso, è di un ordine di grandezza maggiore (2,16 kwh/kg) rispetto al consumo associato al riciclo (6,11 kwh/t). Di conseguenza, anche se la quantità di carta separata dal trattamento non è elevata, gli impatti evitati sono tali da rendere il contributo di questo processo determinante sulle prestazioni complessive del sistema; nella categoria di impatto riferita all impoverimento delle risorse idriche il riciclo genera impatti molto elevati e ciò è essenzialmente dovuto alla produzione di energia elettrica necessaria per trattare, separare e recuperare i diversi flussi di rifiuti e materiali: infatti, per la modellizzazione si è usato il processo rappresentativo del mix energetico italiano ( Electricity, medium voltage (IT), market for), che include una quota del 14% di idroelettrico cui viene assegnato un consumo di risorsa idrica; nella categoria di impatto inerente la tossicità umana (effetti cancerogeni), se si escludesse il contributo in segno negativo del riciclo della carta, si avrebbe nel complesso un indicatore in segno positivo, poiché il beneficio del riciclo dei rifiuti in gesso è minore sia dell impatto derivante dal trasporto, sia, in modo più evidente, dalla produzione di acciaio secondario; questo processo, infatti, dà luogo a scarti che sono smaltiti in discarica e che rilasciano nell ambiente Cromo esavalente attraverso la lisciviazione nel percolato; la fase del trasporto diretto contribuisce in misura simile all interno delle categorie di impatto inerenti l eutrofizzazione terrestre e marina, l acidificazione e la formazione fotochimica d ozono. Il fatto che questo contributo abbia segno positivo, e che quindi rappresenti un impatto sul sistema, è legato all emissione degli ossidi di azoto dovuti alla combustione di diesel. In Figura 3.2 e Figura 3.3 vengono riportati gli impatti ambientali (metodo di caratterizzazione ILCD) più rappresentativi per il sistema studiato, l impatto energetico (metodo di caratterizzazione CED) ed il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti ad una tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione secondo la route #2. 136

137 CTUh moli N eq kg CO2 eq kg CFC-11 eq 20,00 0,00-20,00-40,00-60,00-80,00-100,00-120,00-140,00 Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale 2,0E-06 0,0E+00-2,0E-06-4,0E-06-6,0E-06-8,0E-06-1,0E-05-1,2E-05 Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale -160,00-1,4E ,00-1,6E-05 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 2,0E-06 0,5 0,0E+00 0,0-2,0E-06-4,0E-06-6,0E-06-8,0E-06 Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale -0,5-1,0-1,5-2,0 Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale -1,0E-05-2,5-1,2E-05-3,0 (c) Tossicità per l'uomo (effetti cancerogeni) (d) Eutrofizzazione terrestre Figura Impatti ambientali associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso secondo la route #2: analisi dei contributi 137

138 MJ kg CTUe m3 water eq 200 2,5E Riciclo carta 2,0E-01 Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto 1,5E-01 1,0E-01 Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale 5,0E-02 Totale ,0E+00 (a) Ecotossicità (acqua dolce) (b) Impoverimento delle risorse idriche Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale Riciclo carta Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Totale (c) Impatto energetico (CED) (d) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) Figura Impatti ambientali, impatto energetico e consumo di risorsa naturale (gesso) associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso secondo la route #2: analisi dei contributi 138

139 Dato l elevata incidenza del processo di riciclo della carta sui risultati finali dell analisi LCA, si è voluto analizzare come cambia il profilo ambientale del sistema ponendo l attenzione esclusivamente sul gesso riciclato che rappresenta la principale materia prima secondaria ottenuta attraverso il trattamento specifico dei rifiuti a base di gesso. Nella Tabella 3.3 sono riportati i valori che gli indicatori di impatto assumono nella route#2, riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti, nel caso in cui si trascuri il contributo dovuto al riciclo di carta e cartone. Inoltre, in Figura 3.4 sono riportati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione rispetto agli impatti complessivi del sistema della route #2, sempre nel caso in cui non venga considerato il processo di riciclo di carta e cartone. Dalla Tabella 3.3 si nota come, in questo caso, gli indicatori di impatto ambientale hanno tutti segno positivo, ad eccezione del consumo di gesso naturale che si mantiene invariato. Senza il saving generato dal riciclo della carta, i benefici associati al recupero del gesso e dei metalli non sono sufficienti a compensare gli impatti provocati dai trasporti, che hanno un peso determinante sul sistema. Dal grafico di Figura 3.4 si nota che il riciclo del gesso porta sempre benefici, se non per l eutrofizzazione in acqua dolce e l impoverimento delle risorse idriche; il contributo maggiore è riferito al consumo evitato di gesso naturale, mentre per quasi tutte le altre categorie di impatto contribuisce con un beneficio del 20-30% sul totale della categoria di impatto. Il contributo del trasporto agli impatti complessivi del sistema è rilevante ed è maggiore del 60-70% per la maggior parte delle categorie di impatto, ad esclusione di tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), eutrofizzazione in acqua dolce, ecotossicità in acqua dolce e impoverimento delle risorse idriche. Infine, il riciclo dei metalli genera per la maggior parte dei benefici, eccetto per la tossicità umana, l ecotossicità in acqua dolce e il consumo delle risorse idriche. Anche per la route #2 quindi il beneficio che si ha dal riciclo dei rifiuti in gesso finalizzato al recupero ed utilizzo della sola polvere di gesso riciclato non comporta benefici perché l impatto evitato è minore di quello indotto dai trasporti, come accade per la route #1. Tuttavia, confrontando questi risultati con quelli della route #1 in Tabella 3.1, si può vedere che per quasi tutte le categorie di impatto gli impatti della route #2 sono significativamente minori di quelli associati alla route #1. Ad esempio, la tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) si riduce del 94% nella route #2, portandosi ad un valore di 4,5E-07 CTUh, contro 7,3E-06 CTUh della route #1,; per l ecotossicità in acqua nella route #2 si hanno 22,6 CTUe rispetto ai 226,1 della route #1, con una variazione del 90%. Si notano anche variazioni percentuali del 52% nella riduzione dello strato di ozono e del 109% per l eutrofizzazione terrestre. Alla luce dei risultati ottenuti si può concludere che: - nel riciclo dei rifiuti in gesso conviene focalizzarsi maggiormente sul recupero della carta, da cui derivano benefici ambientali molto più consistenti rispetto alla polvere di gesso riciclato; il trattamento dei rifiuti in cartongesso dovrebbe quindi essere finalizzato ad ottenere rifiuti in carta di buona qualità da inviare nelle cartiere; 139

140 - essendo gli impatti della route #2 minori di quelli della route #1, per migliorare le prestazioni del sistema è necessario indirizzare il flusso di rifiuti in gesso verso la route #2, ossia si deve evitare laddove possibile la miscelazione con gli altri rifiuti C&D. Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nella route #2, trascurando il beneficio del riciclo di carta e cartone; differenza percentuale calcolata rispetto alla Categoria di impatto route#1 Unità di misura Route #2 (no Carta) Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 4,5E-07 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) Tossicità per l'uomo (effetti canc.) Assunzione di materiale particolato Formazione fotochimica di ozono CTUh CTUh kg PM2.5 eq 4,5E-07 7,9E-07 1,6E-03 kg NMVOC eq 0,02 Acidificazione moli H+ eq 0,02 Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,06 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,2E-04 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 5,2E-03 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 22,60 Impoverimento delle risorse idriche Impoverimento delle risorse minerali e fossili m3 water eq 0,01 kg Sb eq 2,2E-04 Impatto energetico CED MJ 44 Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route #1 kg -755 Route #1 Differenza (%) 1 3, ,3E ,3E ,00E ,9E , , , ,4E , , , ,8E

141 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali delle diverse fasi di gestione sugli impatti complessivi del sistema nella route #2, nel caso in cui non sia considerato il processo di riciclo di carta e cartone Impatti del sistema attuale di gestione Nella Tabella 3.4 vengono mostrati gli impatti specifici dello scenario attuale di gestione nel 2014, ottenuti sommando i risultati delle due routes di trattamento dei rifiuti in gesso, e pesando i due contributi per i relativi flussi. Nello specifico, i valori della route #2 in Tabella 3.2 sono stati pesati per la percentuale di rifiuti in gesso inviati a trattamento specifico nel 2014 (pari allo 0,5%) mentre agli impatti della route #1 è stato assegnato un peso del 99,5%. Dalla Tabella 3.4 si nota che, essendo la route #1 la modalità di gestione e trattamento prevalente, gli impatti del sistema complessivo risultano molto simili a quelli associati alla sola route #1. Si osserva anche però che, sebbene la parte dei rifiuti in gesso che è stata inviata a trattamento dedicato (route #2) è molto ridotta, questa opzione consente di ottenere un miglioramento delle prestazioni totali del sistema (se paragonate alla sola route #1). Questo è particolarmente evidente per le seguenti categorie di impatto: cambiamento climatico (con variazione percentuale pari a - 24%), assunzione di materiale particolato (-34%), eutrofizzazione in acqua dolce (-43%) e impatto energetico (-30%). 141

142 Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di sabbia, ghiaia e gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nel 2014; differenza percentuale calcolata rispetto alla Categoria di impatto Unità di misura route#1 route #1 route #2 Totale Differenza (%) 1 Riscaldamento globale Kg CO2 eq 3,40-0,79 2,60-24 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 9,2E-07-7,2E-08 8,5E-07-8 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 7,3E-06-2,5E-07 7,0E-06-4 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 5,0E-06-5,2E-08 4,9E-06-2 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 2,9E-03-1,1E-03 1,9E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,03-3,6E-03 2,5E Acidificazione moli H+ eq 0,02-7,1E-03 1,8E Eutrofizzazione terrestre moli N eq 1,0E-01-1,4E-02 8,9E Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -1,4E-03-6,0E-04-2,0E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 9,4E-03-1,4E-03 8,0E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 224,94-6,65 218,29-3 Impoverimento delle risorse idriche Impoverimento delle risorse minerali e fossili m3 water eq 2,1E-02 1,1E-03 2,2E-02 5 kg Sb eq 2,8E-04-2,2E-05 2,6E-04-7 Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (sabbia e ghiaia) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route #1 kg kg Considerando che, in Regione Lombardia sono state gestite tonnellate di rifiuti a base di gesso non pericolosi nel 2014, è possibile determinare gli impatti complessivi associati all intera gestione per le categorie di impatto ambientale, energetico e di consumo di gesso naturale prese in esame in questo studio, che sono mostrati in Tabella 3.5. Il sistema regionale, così come ha funzionato nel 2014, ha generato un emissione di 54.5 tonnellate di CO2,eq, un consumo energetico di 953 TJ, consentendo però un risparmio di sabbia e ghiaia pari a tonnellate, dovuto alla produzione di aggregati riciclati che vengono utilizzati nel settore delle costruzioni, e di 79 tonnellate di gesso naturale grazie all impiego del gesso riciclato. 142

143 Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di sabbia, ghiaia e gesso associati al sistema di gestione regionale dei rifiuti a base di gesso nel Categoria di impatto Unità di misura Totale Riscaldamento globale kg CO2 eq Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 0,02 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 0,15 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 0,10 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 39 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 527 Acidificazione moli H+ eq 368 Eutrofizzazione terrestre moli N eq Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -41 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 167 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 454 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq 5,42 Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (sabbia e ghiaia) kg Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg Scenari alternativi futuri In questo paragrafo sono descritti i risultati dell analisi LCA degli scenari futuri alternativi al sistema di gestione dei rifiuti C&D a base di gesso non pericolosi attualmente implementato in Regione Lombardia. Anche per questi scenari i metodi di caratterizzazione usati sono quelli illustrati nel paragrafo 2.4 del Capitolo 2. I contributi che derivano dalle diverse fasi della gestione sono, per ogni scenario in esame, gli stessi messi in evidenza per quello attuale riferito alla route #2 (cfr. par 3.1.2) Scenario SA1 Nella Tabella 3.6 sono riportati i valori assunti dagli indicatori di impatto riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione nello scenario di utilizzo del gesso riciclato negli impianti che producono pannelli in cartongesso (SA1). Gli indicatori risultano in segno negativo (ad eccezione dell impoverimento delle risorse idriche), grazie soprattutto al beneficio derivante dal riciclo della carta. Se si considera però solo il processo di riciclo del gesso, in questo scenario, a differenza della route#2, si hanno impatti netti associati alle operazioni di recupero ed il risparmio di gesso naturale è inferiore (pari a 740 kg), poiché il prodotto evitato con il reinserimento del gesso riciclato nei nuovi pannelli in cartongesso è inferiore rispetto a quello associato all uso del gesso 143

144 nella miscela per produrre gessi di defecazione. Gli impatti associati al riciclo del gesso in tale scenario quindi non sono compensati dai benefici derivanti dall evitata estrazione e lavorazione del gesso naturale e ciò è essenzialmente dovuto al peso notevole che hanno i trasporti di commercializzazione del gesso riciclato. Si ricorda, infatti, che nello scenario SA1 di base si è scelto di considerare come destini finali del gesso riciclato gli impianti di produzione del cartongesso in Provincia di Asti, Ravenna e Pisa; da questa assunzione deriva una distanza media di trasporto di 253 km per il gesso riciclato e 283 km per il gesso naturale. In termini assoluti, il riciclo del gesso, considerando una tonnellata di rifiuto trattata, genera, ad esempio, un emissione di 2,7 kg CO2 eq per la categoria inerente il riscaldamento globale, un consumo energetico di 44,8 MJ, un impatto di 0,04 moli N eq per la categoria relativa all eutrofizzazione terrestre e di 9,71 CTUe per quella riferita all ecotossicità dell acqua dolce (Tabella 3.6). Questa è una differenza considerevole rispetto alla route #2 (vedi Tabella 3.2), in cui al riciclo del gesso sono associati benefici per quasi tutte le categorie di impatto. In questo scenario gli altri due processi che variano rispetto alla route#2 sono il trasporto diretto, con una distanza assunta di 37 km invece di 31 km della route#2, e la distanza di trasporto dei rifiuti di carta alle cartiere, che aumenta da 9 km a 19 km negli scenari alternativi. Tali distanze risultano invece le stesse per gli scenari alternativi SA2, SA3, SA4a, SA4b. 144

145 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario SA1 (destino del gesso riciclato: produzione di nuovi pannelli in cartongesso) Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -154,34 4,52 2,70-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,4E-05 8,7E-07 3,2E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -4,9E-05 1,1E-06 2,1E-07 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,0E-05 1,4E-07 7,1E-08 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,21 2,5E-03 1,5E-03-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,71 0,03 0,01-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,39 0,02 0,02-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,66 0,09 0,04-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,12 3,4E-04 5,88E-04-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,27 0,01 3,72E-03-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1305,40 29,02 9,71 9, Impoverimento delle risorse idriche m 3 water eq 0,24 6,1E-04 0,02 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -4,2E-03 3,5E-04 1,9E-07-4,8E-06-4,5E-03 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg

146 In Figura 3.5 sono riportati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione rispetto agli impatti complessivi dell intero sistema di gestione nello scenario SA1, trascurando il peso del riciclo della carta. Dal grafico si vede che i trasporti di conferimento dei rifiuti pesano più del 60% in tutte le categorie di impatto, se non in quelle associate alla tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), all eutrofizzazione in acqua dolce e all impoverimento delle risorse idriche. Anche il riciclo del gesso in questo scenario ha un peso notevole in termini, però, di impatto: le operazioni di riciclo contribuiscono per oltre il 40% nelle categorie di impatto riferite al riscaldamento globale, al consumo energetico, all acidificazione, all eutrofizzazione in acqua dolce e all impoverimento delle risorse idriche. Il riciclo dei metalli porta benefici ambientali, seppur molto limitati, in quasi tutte le categorie, eccetto per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), per l ecotossicità in acqua dolce e per l impoverimento delle risorse idriche (come nella route#2). Il profilo del sistema di gestione e recupero dei rifiuti nello scenario SA1 è quindi molto diverso da quello mostrato in Figura 3.4 relativo alla route #2 e mostra un generale peggioramento delle prestazioni ambientali. 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali delle diverse fasi di gestione sugli impatti complessivi del sistema nello scenario SA1, nel caso in cui non sia considerato il processo di riciclo di carta e cartone. Nella Tabella 3.7 si mette a confronto lo scenario SA1 con la route #2 dello scenario attuale, per poter comprendere nel dettaglio le differenze, sia in termini di impatti che di benefici, derivanti dal diverso destino di utilizzo della polvere di gesso riciclata, i.e. gli impianti di produzione di nuovi pannelli in cartongesso (SA1) vs impianti di produzione di gessi di defecazione (route #2). Per 146

147 rendere più apprezzabile il confronto tra i due scenari in esame, si è scelto di escludere, nel computo degli impatti, il contributo derivante dal riciclo di carta/cartone (in entrambi gli scenari); tale assunzione sarà ripetuta anche per l analisi degli altri scenari futuri. Questo è stato necessario perché i benefici del riciclo della carta sono talmente maggiori rispetto a quelli derivanti dal riciclo del gesso e dei metalli da oscurare completamente tutti gli altri contributi. Dal confronto mostrato in Tabella 3.7, si nota come, rispetto alla route#2, ci sia un notevole peggioramento di quasi tutte le categorie di impatto nello scenario SA1, soprattutto nella riduzione dello strato di ozono (1,2E-06 kg CFC-11 eq rispetto ai 4,5E-07 kg CFC-11 eq), nella tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni), che aumenta più del doppio portandosi a 1,3E-06 CTUh invece di 4,5E-07 CTUh nella route#2; l incremento dell impatto è ancora più considerevole per l eutrofizzazione in acqua dolce che raggiunge 6,1E-04 kg P eq rispetto ai 1,2E-04 kg P eq dello scenario attuale. Anche l impatto energetico dello scenario alternativo SA1 risulta molto maggiore rispetto a quello attuale (120 MJ invece di 44 MJ), a causa del consumo maggiore di gasolio nella fase di trasporto per la commercializzazione del gesso riciclato e naturale, essendo i siti di produzione dei pannelli in cartongesso fuori dalla regione Lombardia. Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nella route #2 e nello scenario SA1 (escludendo il riciclo della carta); differenza percentuale calcolata rispetto alla route#2 Unità di route #2 SA1 Differenza Categorie di impatto misura (No Carta) (No Carta) (%) 1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75 7, Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 4,5E-07 1,2E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 4,5E-07 1,3E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,9E-07 9,0E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,6E-03 3,9E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,02 0, Acidificazione moli H+ eq 0,02 0, Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,06 0, Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,2E-04 6,1E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 5,2E-03 1,2E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 22,60 48, Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 1,3E-02 2,5E Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq 2,2E-04 3,5E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route #2 kg -755,14-740,

148 Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Come già accennato nel paragrafo 2.3.2, si è scelto di effettuare un analisi di sensitività relativa al rapporto di sostituzione tra gesso naturale e gesso riciclato per lo scenario SA1. Considerando la purezza massima della polvere di gesso riciclato, misurata sul flusso in uscita dall impianto in regione, si ottiene il rapporto di sostituzione massimo pari a 0,95 (scenario SA1 max); nel caso, invece, di purezza minima del gesso riciclato si considera il rapporto di sostituzione minimo, pari a 0,78 (scenario SA1 min). Si specifica che il rapporto di sostituzione usato per lo scenario SA1 è pari a 0,882, corrispondente al valore medio delle analisi. Le variazioni percentuali di questo parametro sono quindi pari a +8% e -11%, rispettivamente per lo scenario SA1 max e SA1 min. Nella Tabella 3.8 sono riportati i risultati degli impatti ottenuti nei due casi analizzati e le rispettive variazioni percentuali rispetto ai valori ottenuti nello scenario SA1. Si è tenuto in considerazione, in questa analisi di sensitività, solo il processo di riciclo del gesso, poiché le altre fasi di gestione non sono influenzate dalla variazione del rapporto di sostituzione. Dalla tabella si nota che, considerando il rapporto di sostituzione massimo si ha un miglioramento in tutte le categorie di impatto, ottenendo, in particolare, un valore in segno negativo dell impatto nella tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) e nell impoverimento delle risorse minerali e fossili, oltre ad una diminuzione significativa degli impatti nelle restanti categorie di impatto, con variazioni dei valori degli indicatori comprese tra il 50% e il 100%. Se si considera invece lo scenario SA1 min, le prestazioni del sistema peggiorano rispetto allo scenario base SA1; ad esempio, le emissioni di gas serra aumentano a 4,9 kgco2eq, così come il consumo energetico che raddoppia portandosi a 85 MJ e si ha anche un risparmio minore di gesso naturale, pari a 658 kg. Gli incrementi percentuali maggiori sono relativi alla tossicità per l uomo (248%) e alla riduzione dello strato di ozono (139%). Ad ogni modo dai risultati mostrati si evince che, anche massimizzando i benefici del riciclo del gesso nello scenario SA1 max, la maggior parte degli indicatori continua a presentare un valore positivo in segno in quanto gli impatti evitati attraverso l utilizzo del gesso riciclato non riescono a compensare i carichi ambientali dovuti principalmente al trasporto del gesso riciclato agli impianti di cartongesso. Infine, questa analisi di sensitività dimostra quanto il rapporto di sostituzione sia un parametro determinante per il sistema studiato, poiché sue piccole variazioni (di circa il 10%) comportano invece enormi variazioni sugli impatti e sui benefici del riciclo del gesso (con differenze percentuali anche maggiori del 100%). 148

149 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA1, SA1 max, SA1 min; differenza percentuale calcolata Categorie di impatto Unità di misura rispetto allo scenario SA1 SA1 SA1 max Differenza (%) 1 SA1 max -SA1 SA1 min Differenza (%) 1 SA1 min -SA1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,70 1, ,97 84 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 3,2E-07 2,0E ,63E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 2,1E-07-1,4E ,2E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,1E-08 3,1E ,3E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,5E-03 5,3E ,9E Formazione kg NMVOC fotochimica di ozono eq 0,01 0, , Acidificazione moli H+ eq 0,02 0, ,03 77 Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,04 0, , Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 5,9E-04 4,8E ,5E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 3,7E-03 7,1E ,2E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 9,71 0, , Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,02 0,02-4 0,02 7 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq 1,9E-07-6,8E ,0E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) kg Calcolata rispetto allo scenario SA1 In Figura 3.6 vengono riportati gli impatti ambientali più rappresentativi per il sistema in esame, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso secondo lo scenario SA1, SA1 max, SA1 min a confronto con quello simulato nella route #2. Si sono selezionate, sia per questo scenario che per i successivi alternativi futuri, le categorie che presentano la maggiore variazione percentuale degli impatti al cambiare delle ipotesi e dei valori di input. I grafici evidenziano che, anche tenendo conto dell incertezza nella stima del rapporto di sostituzione, lo scenario SA1 in cui il gesso riciclato viene riutilizzato nella produzione di nuovi pannelli in cartongesso non garantisce alcun miglioramento delle prestazioni ambientali ed energetiche del sistema rispetto alla situazione attuale (riciclo della route #2), a causa della lontananza dei siti di produzione rispetto al luogo dove viene recuperato il gesso (assenza di impianti di pannelli in Lombardia). 149

150 kg NMVOC eq moli H+ eq CTuh kg P eq kg CO2 eq kg CFC-11 eq SA1 SA1max SA1min route #2 9,0E-07 7,0E-07 5,0E-07 3,0E-07 1,0E-07-1,0E-07 SA1 SA1max SA1min route #2-1 -3,0E ,0E-07 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 8,0E-07 6,0E-07 4,0E-07 2,0E-07 0,0E+00-2,0E-07-4,0E-07 SA1 SA1max SA1min route #2 8,0E-04 7,0E-04 6,0E-04 5,0E-04 4,0E-04 3,0E-04 2,0E-04 SA1 SA1max SA1min route #2-6,0E-07 1,0E-04-8,0E-07 0,0E+00 (c) Tossicità per l'uomo (effetti non cancerogeni) (d) Eutrofizzazione in acqua dolce 3,0E-02 2,5E-02 2,0E-02 1,5E-02 1,0E-02 5,0E-03 0,0E+00 SA1 SA1max SA1min route #2 3,0E-02 2,5E-02 2,0E-02 1,5E-02 1,0E-02 5,0E-03 0,0E+00 SA1 SA1max SA1min route #2-5,0E-03-5,0E-03-1,0E-02-1,0E-02 (e) Formazione fotochimica di ozono (f) Acidificazione 150

151 MJ kg SA1 SA1max SA1min route # SA1 SA1max SA1min route # (g) Impatto energetico (CED) (h) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) Figura Confronto tra alcuni degli impatti ambientali, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso) associati al riciclo di una tonnellata di rifiuto in gesso nella route #2 e negli scenari SA1, SA1 max, SA1 min Analisi dei trasporti nello scenario SA1 Visto il ruolo determinante della fase di trasporto per il sistema in esame, si è svolta anche un analisi di sensitività riducendo la distanza di commercializzazione del gesso riciclato; nel nuovo scenario si considera l impianto di cartongesso situato in Provincia di Asti, essendo quello più vicino agli impianti di riciclo futuri in Lombardia. La distanza di trasporto del gesso riciclato, assumendo quest unico impianto di destino, è stata ridotta a 158 km (invece di 253 km dello scenario SA1 base); anche la distanza di trasporto del gesso naturale è stata modificata, calcolandola rispetto al solo sito di Asti e risultando pari a 250 km (circa 30 km in meno di quella utilizzata nello scenario SA1). I risultati dell analisi LCA, riferiti alla sola fase di riciclo del gesso (carta e metalli esclusi), sono mostrati nella Tabella 3.9. La riduzione del trasporto comporta una diminuzione degli impatti ambientali in tutte le categorie; i decrementi percentuali più significativi (calcolati rispetto allo scenario base SA1) sono relativi alla riduzione dello strato di ozono (100%), alla tossicità per l uomo da effetti cancerogeni (96%), all ecotossicità in acqua dolce (90%) e all acidificazione (86%). 151

152 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA1 e SA1T min; differenza percentuale calcolata rispetto allo scenario SA1 Categorie di impatto Unità di Differenza (%) SA1 SA1T misura min SA1T min -SA1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,70 0,57-79 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 3,2E-07 4,7E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 2,1E-07 1,7E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,1E-08 3,1E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,5E-03 8,9E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,01 4,9E Acidificazione moli H+ eq 0,02 2,3E Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,04 0,02-39 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 5,9E-04 4,2E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 3,7E-03 1,6E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 9,71 0,94-90 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,02 0,02-2 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq 1,9E-07 1,0E Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) 1 Calcolata rispetto allo scenario SA1 kg Si può notare che, nonostante gli impatti legati al trasporto siano diminuiti, nel nuovo scenario SA1T min gli impatti dovuti al riciclo del gesso risultano sempre maggiori dei benefici derivanti dall impiego del gesso riciclato (al netto del riciclo della carta) confermando che, allo stato attuale, questo scenario non sia conveniente dal punto di vista ambientale ed energetico a causa della mancanza dei siti di produzione di nuovi pannelli in regione. Si è quindi voluto capire quali dovessero essere le condizioni del sistema che garantissero buone prestazioni (valori negativi degli indicatori) nel caso di utilizzo del gesso riciclato nei pannelli, variando congiuntamente la distanza di trasporto del gesso riciclato e naturale. Dalle simulazioni è risultato che il riciclo del gesso potrebbe portare dei benefici solo nel caso in cui ci fosse un impianto di cartongesso a una distanza media dagli impianti di riciclo del gesso entro 50 km, e considerando al contempo una distanza di trasporto del gesso naturale pari ad almeno il doppio (ovvero 100 km). Alla luce di queste considerazioni, nella definizione dello scenario futuro ideale della Lombardia, si è scelto di non considerare tale opzione di utilizzo del gesso riciclato in quanto, al momento, non risulta conveniente dal punto di vista ambientale ed energetico. 152

153 3.2.2 Scenario SA2 Nella Tabella 3.10 sono riportati i valori assunti dagli indicatori di impatto riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione nello scenario di utilizzo del gesso riciclato nei cementifici. Nel complesso, il totale dei contributi ha un segno negativo in quasi tutte le categorie, sia per il beneficio molto elevato associato al riciclo di carta/cartone, sia per il saving generato dal riciclo del gesso e dei metalli, sebbene meno significativo rispetto a quello della carta. In questo scenario, infatti, a differenza del precedente, il riciclo del gesso porta un beneficio ambientale in tutte le categorie di impatto, ad eccezione dell eutrofizzazione in acqua dolce (4,39E-04 kg P eq) e dell impoverimento delle risorse idriche (0,03 m 3 water eq). Si nota, ad esempio, un risparmio di 1,5 kg CO2eq nella categoria di impatto inerente il riscaldamento globale, un risparmio energetico di 30 MJ ed un risparmio di 831 kg di gesso naturale. 153

154 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario SA2 (destino del gesso riciclato: additivo nei cementifici) Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -158,54 4,52-1,50-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,5E-05 8,7E-07-5,8E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,0E-05 1,1E-06-8,8E-07 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,0E-05 1,4E-07-3,7E-08 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,21 2,5E-03-1,3E-03-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,74 0,03-0,02-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,42 0,02-0,01-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,76 0,09-0,06-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,12 3,44E-04 4,39E-04-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,28 0,01-5,43E-03-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe , Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,24 6,14E-04 0,03 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -4,4E-03 3,5E-04-2,3E-04-4,80E-06-4,53E-03 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg

155 In Figura 3.7 sono riportati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione rispetto agli impatti complessivi del sistema di gestione nello scenario SA2, trascurando il processo di riciclo della carta. In questo scenario si nota che i pesi relativi al trasporto diretto dei rifiuti e al riciclo dei metalli restano sostanzialmente invariati rispetto allo scenariosa1, mentre ciò che cambia in modo considerevole è il contributo del riciclo del gesso: in questo caso, infatti, come già detto, il riciclo comporta benefici in quasi tutte le categorie di impatto, con un peso di oltre il 30% nella riduzione dello strato di ozono, nella tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni), nell assunzione di materiale particolato, nella formazione fotochimica di ozono, nell eutrofizzazione terrestre e in acqua marina e nell impoverimento delle risorse minerali e fossili. Nella categoria del riscaldamento globale e per il consumo energetico si ha invece un saving rispettivamente del 24% e del 27%. 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione sugli impatti del sistema (scenario SA2) senza considerare il riciclo di carta e cartone. Nella Tabella 3.11 viene messo a confronto lo scenario SA2 con la route #2 dello scenario attuale, trascurando il riciclo della carta (per i motivi riportati nel par ) e calcolando la differenza percentuale tra i due scenari. Le differenze tra i due scenari sono minori rispetto a quanto emerso per lo scenario del pannello SA1. Nello scenario dei cementifici SA2 è presente un evidente aumento degli impatti nelle categorie di eutrofizzazione in acqua dolce (incremento percentuale pari a 287%) e di 155

156 impoverimento delle risorse idriche (129% di incremento), un lieve aumento delle emissioni di CO2eq ed una riduzione degli impatti in tutte le restanti categorie di impatto, in particolare nella formazione fotochimica di ozono (0,01 kg NMVOC eq rispetto a 0,02 kg NMVOC eq), nell eutrofizzazione terrestre (0,03 moli N eq rispetto a 0,06 moli N eq) e nell eutrofizzazione di acqua marina (2,7E-03 kg N eq rispetto a 5,2E-03 kg N eq). Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nella route #2 e nello scenario SA2 (trascurando il riciclo della carta), differenza percentuale calcolata rispetto alla route#2 Unità di route #2 SA2 Differenza Categorie di impatto misura (No carta) (No carta) (%) 1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75 2,83 3 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 4,5E-07 3,0E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 4,5E-07 2,5E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,9E-07 8,0E-07 0 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,6E-03 1,2E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,02 0,01-50 Acidificazione moli H+ eq 0,02 0,02-5 Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,06 0,03-49 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,2E-04 4,6E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 5,2E-03 2,7E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 22,60 20,88-8 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 1,3E-02 2,9E Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq 2,2E-04 1,2E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route#2 kg Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Anche per questo scenario si è deciso di effettuare un analisi di sensitività per il rapporto di sostituzione tra gesso naturale e gesso riciclato. Si ricorda che il rapporto di sostituzione utilizzato nello scenario SA2 è già piuttosto elevato e pari a 0,991. Se si considera, come illustrato nel paragrafo 2.3.3, il contenuto minimo di COT misurato nel gesso riciclato a cui corrisponde una purezza massima, si ottiene un rapporto di sostituzione pari a 0,998 (Scenario SA2 max); se, invece, si assume il contenuto massimo di COT e quindi una purezza minima del gesso riciclato, si ha un rapporto di sostituzione pari a 0,969 (Scenario SA2 min). Nella Tabella 3.12 sono riportati i risultati degli impatti ottenuti nei due casi analizzati e le rispettive variazioni percentuali calcolate rispetto allo scenario di base SA2. Anche in questo caso, si è tenuto in considerazione solo il processo di riciclo del gesso, in quanto le altre fasi di gestione 156

157 non cambiano facendo variare il rapporto di sostituzione. Dalla tabella si può notare che le variazioni percentuali tra lo scenario SA2 e SA2 max sono inferiori rispetto a quelle presenti tra lo scenario SA2 e SA2 min. Nel primo caso sono infatti tutte inferiori al 10% mentre nel secondo caso superano il 15% nelle categorie di impatto relative al riscaldamento globale, alla tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), all acidificazione e all impatto energetico. In particolare, nello scenario SA2 max si registra una riduzione degli impatti del 7% per l acidificazione e del 6% per il riscaldamento globale e la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni). Invece, nello scenario SA2 min si evidenzia, ad esempio, un incremento degli impatti pari al 22% per l acidificazione, al 19% per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni) e pari al 18% per il riscaldamento globale. È doveroso sottolineare che tali risultati sono stati ottenuti a fronte di una variazione del parametro in input (i.e. rapporto di sostituzione) pari a 0,7% nello scenario SA2 max e a 2,2% nello scenario SA2 min (le percentuali di variazione del rapporto di sostituzione sono calcolate rispetto al valore assegnato nello scenario base SA2). Pertanto, in questo scenario, essendo l incertezza legata al calcolo del rapporto di sostituzione piuttosto ristretta (tra 0,7 e 2,2%) anche i risultati che si ottengono dall analisi LCA sono piuttosto solidi, ovvero l errore che si può commettere è contenuto. Nella Figura 3.8 vengono riportati gli impatti ambientali più rappresentativi per il sistema in esame, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso secondo lo scenario SA2, SA2 max, SA2 min a confronto con la route #2. Dai grafici si vede che lo scenario SA2 è sempre migliore della route #2 per le categorie riduzione dello strato di ozono, tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni), formazione fotochimica di ozono e consumo di risorsa naturale, anche nel caso di rapporto di sostituzione minimo; invece, per le altre categorie di impatto, dipende dal valore assegnato al rapporto di sostituzione. 157

158 kg CO2 eq kg CFC-11 eq Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso legato al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA2, SA2 max, SA2 min; differenza percentuale calcolata Categorie di impatto Unità di misura rispetto allo scenario SA2 SA2 SA2max Differenza (%) 1 SA2max- SA2 SA2min Differenza (%) 1 SA2min- SA2 Riscaldamento globale kg CO2 eq -1,50-1,59 6-1,23-18 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -5,8E-07-6,0E ,3E-07-9 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -8,8E-07-8,9E ,1E-07-7 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -3,7E-08-4,0E ,0E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -1,3E-03-1,3E ,1E Formazione kg NMVOC fotochimica di ozono eq -0,02-0,02 3-0,02-10 Acidificazione moli H+ eq -7,13E-03-7,64E ,55E Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,06-0,06 3-0,05-10 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 4,4E-04 4,3E ,6E-04 4 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -5,4E-03-5,6E ,9E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -17,70-18, ,09-9 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,03 0,03 0 0,03 0 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -2,3E-04-2,3E ,2E-04-5 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg Calcolata rispetto allo scenario SA2 0 0,0E+00-0,2-0,4-0,6-0,8-1 -1,2-1,4 SA2 SA2max SA2min route #2-1,0E-07-2,0E-07-3,0E-07-4,0E-07-5,0E-07 SA2 SA2max SA2min route #2-1,6-6,0E-07 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 158

159 MJ kg kgnmvoc eq moli H+ eq CTUh molc P eq 0,0E+00 5,0E-04-2,0E-07-4,0E-07 SA2 SA2max 4,0E-04 3,0E-04 SA2 SA2max -6,0E-07-8,0E-07 SA2min route #2 2,0E-04 1,0E-04 SA2min route #2-1,0E-06 0,0E+00 (c) Tossicità per l'uomo (effetti non cancerogeni) (d) Eutrofizzazione in acqua dolce 0,0E+00 0,0E+00-5,0E-03 SA2-2,0E-03 SA2-1,0E-02 SA2max SA2min -4,0E-03 SA2max SA2min -1,5E-02 route #2-6,0E-03 route #2-2,0E-02-8,0E-03 (e) Formazione fotochimica di ozono (f) Acidificazione SA2 SA2max SA2 SA2max -20 SA2min -780 SA2min -25 route #2-800 route # (g) Impatto energetico (CED) (h) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) Figura Confronto tra alcuni degli impatti ambientali, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso) associati al riciclo di una tonnellata di rifiuto in gesso nella route #2, e negli scenari SA2, SA2 max, SA2 min. 159

160 Analisi dei trasporti nello scenario SA2 Si è effettuata un analisi di sensitività dei trasporti anche per lo scenario SA2: si è scelto di considerare nel primo caso solo il cementificio più vicino agli impianti di riciclo, ovvero quello situato a Calusco D Adda (SA2T min) e, nel secondo caso, solo il cementificio più lontano dagli impianti di riciclo, ovvero quello presente a Caravate (SA2T max). Con tali assunzioni, nello scenario SA2T min la distanza di trasporto del gesso riciclato è quindi pari a 49 km, mentre quella del gesso naturale è di 140 km. Nello scenario SA2T max, invece, la distanza di commercializzazione del gesso riciclato aumenta a 106 km e quella del gesso naturale diventa di 152 km. Si ricorda che nello scenario SA2 base le distanze di trasporto del gesso riciclato e naturale erano rispettivamente di 82 km e 152 km. I risultati sono mostrati nella Tabella 3.13 e sono relativi alla sola fase di riciclo del gesso, escludendo carta e metalli. Dalla tabella 3.13 si può vedere come all aumentare delle distanze di trasporto di gesso riciclato e naturale aumentino tutti gli impatti (del 134% per l acidificazione, del 120% per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), del 116% per il riscaldamento globale e del 104% per il consumo di energia) ed alcuni indicatori, come il riscaldamento globale e il CED, passano da valori in segno negativo nello scenario base SA2 a valori in segno positivo nel nuovo scenario SA2T max, evidenziando che la valutazione di tali distanze sia determinante per il sistema. Nel caso invece si riducano le distanze di trasporto del gesso riciclato e naturale, il beneficio associato al riciclo risulta maggiore per il sistema, rispetto allo scenario base SA2; nello scenario SA2T min, infatti, gli impatti evitati crescono rispettivamente del 112%, 101%, 97% e 87% per le categorie di impatto acidificazione, tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), riscaldamento globale e CED. 160

161 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA2, SA2Tmax, SA2Tmin; differenza percentuale calcolata rispetto allo scenario SA2 Categorie di impatto Unità di misura SA2 SA2T max 161 Differenza (%) 1 SA2T max SA2 SA2T min Differenza (%) 1 SA2T min SA2 Riscaldamento globale kg CO2 eq -1,50 0, ,96 97 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -5,8E-07-2,3E ,71E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -8,8E-07-4,5E ,2E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -3,7E-08 7,5E ,5E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -1,3E-03-2,2E ,1E Formazione kg NMVOC fotochimica di ozono eq -0,02-0, ,03 50 Acidificazione moli H+ eq -0,01 2,4E , Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,06-0, ,09 51 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 4,4E-04 5,5E ,5E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -5,4E-03-2,1E ,2E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -17,70-6, ,00 53 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,03 0,03 1 0,03-1 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -2,3E-04-1,4E ,0E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) kg Calcolata rispetto allo scenario SA Scenario SA3 Nella Tabella 3.14 sono mostrati i valori assunti dagli indicatori di impatto riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione, nello scenario di impiego del gesso riciclato per produrre gessi di defecazione. Anche in questo scenario, così come per i precedenti riportati, gli impatti complessivi del sistema hanno tutti segno negativo, se non per la categoria relativa all impoverimento delle risorse idriche (0,23 m 3 water eq), soprattutto grazie al saving associato al riciclo di carta/cartone. Ponendo l attenzione solo sul trattamento di riciclo del gesso, che rappresenta l unico contributo che varia in base ai diversi destini di impiego del gesso riciclato, anche nello scenario SA3, così come ottenuto nello scenario SA2, il riciclo comporta benefici in tutte le categorie, se non per l eutrofizzazione in acqua dolce e l impoverimento delle risorse idriche, con degli impatti rispettivamente pari a 1,11E-04 kg P eq e 0,01 m 3 water eq. In particolare, si ha un saving di 1,3 kgco2eq per il riscaldamento globale, 6,2E-04 kg PM2.5 eq per l assunzione di materiale particolato,

162 0,03 moli N eq per l eutrofizzazione terrestre, 13,19 CTUe per l ecotossicità in acqua dolce, un risparmio di 24,5 MJ e di 755 kg di gesso naturale. In Figura 3.9 sono riportati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi di gestione rispetto agli impatti complessivi del sistema nello scenario SA3, senza tenere in conto il processo di riciclo della carta. Così come per i precedenti scenari alternativi, il peso del trasporto diretto ha un incidenza molto elevata: raggiunge valori superiori al 70% per le categorie di impatto relative al riscaldamento globale, all assunzione di particolato, all acidificazione e all eutrofizzazione terrestre e in acqua marina. Il riciclo dei metalli non presenta differenze sostanziali rispetto agli altri scenari presentati, sia in termini di impatti che di benefici. Il riciclo del gesso, come già detto, genera perlopiù benefici sul sistema, ed ha un peso maggiore del 25% per la riduzione dello strato di ozono, per la tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) e per l ecotossicità in acqua dolce. 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi della gestione sugli impatti del sistema (scenario SA3) senza considerare il riciclo di carta e cartone. 162

163 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario SA3 (destino del gesso riciclato: additivo per produrre gessi di defecazione) Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -158,32 4,52-1,28-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,4E-05 8,7E-07-3,7E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,0E-05 1,1E-06-5,7E-07 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,0E-05 1,4E-07-3,2E-08 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,21 2,5E-03-6,2E-04-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,73 0,03-0,01-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,42 0,02-4,6E-03-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,73 0,09-0,03-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,12 3,44E-04 1,11E-04-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,28 0,01-2,35E-03-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1328,31 29,02-13,19 9, Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,23 6,14E-04 0,01 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -4,3E-03 3,5E-04-1,4E-04-4,80E-06-4,53E-03 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg ,96E

164 Nella Tabella 3.15 si mette a confronto lo scenario SA3 con la route #2, trascurando il contributo dovuto al riciclo della carta. Analizzando i contributi dello scenario SA3 emerge che anche in questo caso, non considerando il contributo della carta, i benefici del sistema non compensano gli impatti, come riscontrato anche per la route #2, ma si nota anche un incremento degli impatti rispetto alla route #2 per quasi tutte le categorie di impatto; in particolare la riduzione dello strato di ozono aumenta del 16%, la tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) del 22%, l assunzione di materiale particolato del 17% ed il consumo energetico del 14%, a fronte di una variazione delle distanze di trasporto per il conferimento dei rifiuti del +20% e per la vendita del gesso riciclato del +10% e del gesso naturale del - 9%. Ad ogni modo, i benefici associati allo scenario SA3 sono inferiori rispetto a quelli nella route #2, come mostrato in Tabella 3.15, nonostante il reimpiego del gesso sia lo stesso nei due scenari. Il motivo di questa differenza è dovuto al fatto che nello scenario SA3 la differenza tra la distanza di trasporto del gesso naturale e quella del gesso riciclato è inferiore rispetto a quella assunta per la route #2: ciò genera impatti maggiori nello scenario SA3 rispetto al sistema del Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nella route #2 e nello scenario SA3 (trascurando il riciclo della carta); differenza percentuale calcolata rispetto alla route#2 Unità di route #2 SA3 Differenza Categorie di impatto misura (No carta) (No carta) (%) 1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75 3,05 11 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 4,5E-07 5,2E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 4,5E-07 5,5E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,9E-07 8,0E-07 1 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,6E-03 1,8E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 0,02 0,02 15 Acidificazione moli H+ eq 0,02 0,02 10 Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,06 0,06 12 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,2E-04 1,3E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 5,2E-03 5,8E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 22,60 25,39 12 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 1,3E-02 1,3E-02 1 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq 2,2E-04 2,1E-04-2 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route#2 kg -755,14-755,

165 Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione Si è deciso di effettuare un analisi di sensitività relativa al rapporto di sostituzione tra gesso naturale e gesso riciclato anche per lo scenario SA3. Se si considera il dosaggio massimo di gesso naturale che si potrebbe avere nell impianto produttore di gessi di defecazione in Provincia di Pavia, pari al 14%, si ottiene il rapporto di sostituzione massimo, pari a 0,93 (scenario SA3 max); nel caso si tenga conto del dosaggio minimo del gesso naturale (13%), il rapporto di sostituzione diventa minimo, pari a 0,87 (scenario SA3 min). Si specifica che il rapporto di sostituzione usato per lo scenario SA3 è pari a 0,9, corrispondente al valore medio di dosaggio del gesso naturale (13,5%). Le variazioni percentuali di questo parametro sono quindi pari a 3,7%, in entrambi gli scenari SA3 max e SA3 min. Nella Tabella 3.16 sono riportati i risultati degli impatti ottenuti nei due casi analizzati e le rispettive variazioni percentuali rispetto allo scenario di base SA3. Anche per questa analisi di sensitività si è considerato solo il processo di riciclo del gesso, in quanto le altre fasi di gestione non cambiano al variare del rapporto di sostituzione. Dalla tabella si può vedere che con il rapporto di sostituzione massimo si raggiunge un miglioramento in tutte le categorie di impatto, ottenendo, in particolare, un decremento percentuale degli impatti pari al 57% nell acidificazione, pari al 44% nell assunzione di materiale particolato e al 38% per l eutrofizzazione in acqua dolce. Se si considera invece lo scenario SA3 min, si ha un peggioramento del sistema rispetto allo scenario base SA3 in tutte le categorie di impatto, con un incremento percentuale quasi identico alla variazione tra SA3 max e SA3, dato che la variazione del parametro in input nei due casi estremi è la stessa. 165

166 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA3, SA3 max, SA3 min; differenza percentuale calcolata Categorie di impatto Unità di misura rispetto allo scenario SA3 SA3 SA3 max Differenza (%) 1 SA3 max SA3 SA3 min Differenza (%) 1 SA3 min SA3 Riscaldamento globale kg CO2 eq -1,28-1, ,81-37 Riduzione dello strato kg CFC-11 d'ozono eq -3,7E-07-4,5E ,8E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,7E-07-6,7E ,8E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -3,2E-08-4,4E ,0E Assunzione di kg PM2.5 materiale particolato eq -6,2E-04-8,9E ,4E Formazione kg NMVOC fotochimica di ozono eq -8,19E-03-1,09E ,44E Acidificazione moli H+ eq -4,56E-03-7,15E ,88E Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,03-0, ,02-36 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,1E-04 6,9E ,6E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -2,4E-03-3,2E ,5E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -13,19-15, ,54-20 Impoverimento delle m3 water risorse idriche eq 0,01 0,01-9 0,01 9 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -1,4E-04-1,5E ,2E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) kg Calcolata rispetto allo scenario SA3 In Figura 3.10 vengono riportati gli impatti ambientali più rappresentativi, l impatto energetico e il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso secondo lo scenario SA3, SA3 max, SA3 min a confronto con quello simulato nella route #2. Si nota che lo scenario SA3 max ha benefici sempre maggiori rispetto alla route#2, mentre l SA3 e l SA3 min comportano impatti maggiori per tutte le categorie di impatto raffigurate. 166

167 kg NMVOC eq moli H+ eq CTUh molc P eq kg CO2 eq kg CFC-11 eq 0 0,0E+00-0,2-0,4-0,6-0,8-1 -1,2-1,4-1,6 SA3 SA3max SA3min route #2-5,0E-08-1,0E-07-1,5E-07-2,0E-07-2,5E-07-3,0E-07-3,5E-07-4,0E-07-4,5E-07 SA3 SA3max SA3min route #2-1,8-5,0E-07 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 0 2,0E-04-1E-07-2E-07 SA3 1,5E-04 SA3-3E-07-4E-07 SA3max SA3min 1,0E-04 SA3max SA3min -5E-07-6E-07 route #2 5,0E-05 route #2-7E-07 0,0E+00 (c) Tossicità per l'uomo (effetti non cancerogeni) (d) Eutrofizzazione in acqua dolce 0,0E+00 0,0E+00-2,0E-03-4,0E-03-6,0E-03-8,0E-03-1,0E-02 SA3 SA3max SA3min route #2-1,0E-03-2,0E-03-3,0E-03-4,0E-03-5,0E-03-6,0E-03-7,0E-03 SA3 SA3max SA3min route #2-1,2E-02-8,0E-03 (e) Formazione fotochimica di ozono (f) Acidificazione 167

168 MJ kg SA3 SA3max SA3min route # SA3 SA3max SA3min route #2 (g) Impatto energetico (CED) (h) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) Figura Confronto tra alcuni degli impatti ambientali, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso) associati al riciclo di una tonnellata di rifiuto in gesso nella route #2 e negli scenari SA3, SA3 max, SA3 min Analisi dei trasporti nello scenario SA3 È stata svolta un analisi di sensitività dei trasporti per lo scenario SA3 considerando, nel primo caso, solo l impianto di produzione di gessi di defecazione più vicino agli impianti di riciclo, ovvero quello situato a Bascapé (SA3T min) mentre, nel secondo caso, solo l impianto più lontano dagli impianti di riciclo, ovvero quello di Lonato (SA3T max). Nello scenario SA3T min la distanza di trasporto del gesso riciclato è pari a 54 km, mentre quella del gesso naturale è di 130 km. Nello scenario SA3T max, invece, la distanza di commercializzazione del gesso riciclato è di 96 km e quella del gesso naturale di 76 km. Nello scenario SA3 base le distanze di trasporto del gesso riciclato e naturale erano rispettivamente di 87 km e 142 km. I risultati dell analisi LCA inerenti la sola fase di riciclo del gesso (esclusi carta e metalli) sono riportati nella Tabella La tabella mostra un peggioramento del sistema nel caso in cui si aumenti la distanza di trasporto del gesso riciclato e un miglioramento del sistema nel caso in cui questa venga ridotta, come atteso. Nello specifico, nello scenario SA3T max si ha un aumento degli impatti del 598% per l acidificazione, del 481% per l assunzione di materiale particolato, del 407% per l eutrofizzazione in acqua marina, del 401% per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni) e del 389% per il riscaldamento globale. Nello scenario SA3T min, invece, si hanno decrementi percentuali in queste categorie di impatto rispettivamente pari al 194%, 156%, 132%, 130% e 126%. L incremento degli impatti nello scenario SA3T max è molto più evidente perché in questo caso aumenta la distanza di trasporto del gesso riciclato, che risulta maggiore di quella del gesso naturale. 168

169 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA3, SA3T max, SA3T min; differenza percentuale calcolata Categorie di impatto Unità di misura rispetto allo scenario SA3 SA3 SA3T max Differenza (%) 1 SA3T max SA3 SA3T min Differenza (%) 1 SA3T min SA3 Riscaldamento globale kg CO2 eq -1,28 3, , Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -3,7E-07 6,3E ,89E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,7E-07 6,3E ,6E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -3,2E-08 9,6E ,3E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -6,2E-04 2,4E ,6E Formazione kg NMVOC fotochimica di ozono eq -0,01 0, , Acidificazione moli H+ eq -4,5E-03 0, , Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,03 0, , Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,1E-04 4,2E ,1E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -2,4E-03 7,2E ,5E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -13,19 18, ,46 78 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 9,3E-03 1,0E ,0E-03-3 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -1,4E-04 1,0E ,2E fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) kg Calcolata rispetto allo scenario SA Scenari SA4a e SA4b Nelle Tabelle 3.18 e 3.19 sono riportati i valori assunti dagli indicatori di impatto riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione negli scenari SA4a e SA4b, in cui il destino di riutilizzo del gesso riciclato è lo spandimento su suolo agricolo per correggere il ph; il prodotto evitato è la calce nello scenario SA4a e i correttivi a base di CaCO3 nello scenario SA4b, con rapporti di sostituzione rispettivamente pari a 0,4 e 0,655. In entrambi i casi, così come per gli scenari mostrati in precedenza, gli indicatori risultano tutti con segno negativo, ad eccezione dell impoverimento delle risorse idriche (0,20 m 3 water eq nello scenario SA4a e 0,19 m 3 water eq nello scenario SA4b), per effetto dell evitata produzione di pasta termomeccanica. Ciò che varia maggiormente è il consumo/risparmio di gesso naturale: in entrambi gli scenari, infatti, poiché il prodotto evitato non è il gesso naturale ma la calce (SA4a) e i 169

170 correttivi a base di CaCO3 (SA4b), prodotti a partire da rocce calcaree, il risparmio di gesso naturale dovuto all utilizzo del gesso riciclato è nullo. Il riciclo del gesso migliora le prestazioni ambientali del sistema sia per SA4a che SA4b, in quanto i benefici risultano maggiori degli impatti indotti dal trattamento dei rifiuti per tutte le categorie di impatto, compreso il consumo energetico. Il motivo principale dell aumento notevole dei benefici associati al trattamento di riciclo è dovuto perlopiù all evitato processo di cottura (nei forni alimentati a gas naturale) per la produzione della calce e dei correttivi a base di CaCO3: è infatti questo processo che incide maggiormente sul saving per entrambi gli scenari e che rende questo destino di utilizzo migliore, dal punto di vista ambientale ed energetico, rispetto agli altri scenari futuri alternativi finora analizzati, per i quali gli impatti evitati sono più contenuti, in quanto il prodotto sostituito è il gesso naturale (crudo) al quale non sono associati i consumi della fase di cottura. Inoltre, in questi scenari i trasporti di commercializzazione sono inferiori, quindi anche questo fattore contribuisce al miglioramento delle prestazioni del sistema. In particolare, il saving ottenuto dal solo riciclo del gesso, risulta, rispettivamente per i due scenari, pari a 10,7 e 16,9 kg CO2eq per il riscaldamento globale, a 6,1E-07 e 8,0E-07 CTUh per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), 0,12 e 0,23 moli N eq per l eutrofizzazione terrestre e 224 e 246 MJ per il consumo energetico. 170

171 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario SA4a (destino del gesso riciclato: spandimento agricolo come correttivo del ph in sostituzione della calce) Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -167,75 4,52-10,71-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,4E-05 8,7E-07-2,1E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,3E-05 1,1E-06-3,8E-06 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,1E-05 1,4E-07-6,1E-07 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,23 2,5E-03-1,5E-02-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,75 0,03-0,03-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,49 0,02-0,08-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,83 0,09-0,12-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,12 3,44E-04-4,23E-03-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,29 0,01-1,44E-02-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1383,45 29,02-68,34 9, Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,20 6,14E-04-0,01 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -4,6E-03 3,5E-04-4,4E-04-4,80E-06-4,53E-03 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg

172 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario SA4b (destino del gesso riciclato: spandimento agricolo come correttivo del ph in sostituzione dei correttivi come CaCO3) Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -173,93 4,52-16,89-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,5E-05 8,7E-07-7,9E-07 1,4E-08-1,5E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,2E-05 1,1E-06-2,8E-06 1,3E-08-5,1E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,1E-05 1,4E-07-8,0E-07 6,9E-07-1,1E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0,23 2,5E-03-2,0E-02-7,4E-05-0,21 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,78 0,03-0,06-5,3E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1,54 0,02-0,13-7,5E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2,94 0,09-0,23-1,6E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0,13 3,44E-04-5,35E-03-3,2E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0,29 0,01-1,92E-02-1,5E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1382,81 29,02-67,70 9, Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,19 6,14E-04-0,03 2,9E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -4,4E-03 3,5E-04-1,9E-04-4,80E-06-4,53E-03 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg 0 0 0,

173 Nelle Figure 3.11 e 3.12 sono mostrati, per ciascuna categoria di impatto, i contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi di gestione rispetto agli impatti complessivi dell intero sistema negli scenari SA4a e SA4b, trascurando, per entrambi, il processo di riciclo della carta. Appare evidente come il riciclo del gesso abbia un contributo ben maggiore rispetto agli scenari precedenti (vedi Figure 3.4, 3.5, 3.7 e 3.9), superando in molte categorie di impatto il contributo in segno positivo derivante dal trasporto dei rifiuti. Ad esempio, per l assunzione di materiale particolato, per l eutrofizzazione in acqua dolce e per l impoverimento delle risorse idriche, il riciclo del gesso ha in entrambi gli scenari un peso maggiore dell 80% e raggiunge valori oltre il 70% anche nelle categorie di impatto relative al riscaldamento globale, all acidificazione e al consumo energetico. Il trasporto dei rifiuti assume un peso maggiore del 40% solo nelle categorie di impatto riferite alla riduzione dello strato di ozono (SA4a e SA4b), alla riduzione fotochimica dell ozono (SA4a) e all impoverimento di risorse minerali e fossili (SA4b). 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi di gestione del sistema nello scenario SA4a (prodotto evitato: calce CaO) senza considerare il riciclo di carta e cartone. 173

174 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% Riciclo metalli Riciclo gesso Trasporto diretto Figura Contributi percentuali agli impatti delle diverse fasi di gestione del sistema nello scenario SA4b (prodotto evitato: correttivi come CaCO 3) senza considerare il riciclo di carta e cartone. Nella Tabella 3.20 si mettono a confronto gli scenari SA4a e SA4b con la route #2 dello scenario attuale, trascurando il contributo dovuto al riciclo della carta. Si nota che, in entrambi i casi e a differenza dei 3 scenari precedenti, anche non tenendo conto del beneficio derivante dal riciclo della carta, il sistema riesce a compensare gli impatti indotti dal trasporto generando un saving in tutte le categorie di impatto, compreso l impoverimento delle risorse idriche (sempre di segno positivo negli scenari precedenti); fanno eccezione solo le categorie della riduzione dello strato di ozono (con 9,6E-08 kg CFC-11 eq) e della tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), con un impatto di 2,8E-08 CTUh, che però mostrano valori degli indicatori inferiori di quasi un ordine di grandezza rispetto a quelli ottenuti negli scenari precedentemente illustrati (vedi Tabelle 3.3, 3.7, 3.11 e 3.15). 174

175 Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nella route #2 e negli scenari SA4a e SA4b (trascurando il riciclo della carta); differenza percentuale calcolata rispetto alla route#2 Categorie di impatto route #2 SA4a SA4b Unità di Differenza Differenza (No (No (No misura (%) carta) carta) (%) carta) Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75-6, , Riduzione dello strato kg CFC-11 d'ozono eq 4,5E-07 6,7E ,6E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh 4,5E-07-2,7E ,6E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 7,9E-07 2,2E ,8E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq 1,6E-03-1,3E ,8E Formazione fotochimica di kg NMVOC ozono eq 0,02-0, , Acidificazione moli H+ eq 0,02-0, , Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,06-0, , Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq 1,2E-04-4,2E ,3E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 5,2E-03-6,2E ,1E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 22,60-29, , Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 1,3E-02-1,1E ,6E Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq 2,2E-04-9,2E ,6E Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg -755,14 0, , Calcolata rispetto alla route # Analisi di sensitività: variazione del rapporto di sostituzione nello scenario SA4a Anche per questo scenario si è scelto di effettuare un analisi di sensitività, facendo variare il rapporto di sostituzione tra calce e gesso riciclato. Si ricorda che il rapporto di sostituzione utilizzato nello scenario SA4a è pari a 0,4. Se si considera, come illustrato nel paragrafo 2.3.5, un titolo di calce non del 92% ma del 100% e quindi una purezza massima del prodotto in commercio, si ottiene un rapporto di sostituzione pari a 0,367 (Scenario SA4a min). La variazione percentuale del parametro è, quindi, dell 8%. Nella Tabella 3.21 sono riportati i risultati degli impatti ottenuti nel caso analizzato e la rispettiva variazione percentuale rispetto allo scenario di base SA4a. Anche in questo caso, si è tenuto in considerazione solo il processo di riciclo del gesso, poiché le altre fasi di gestione non sono influenzate dalla variazione del rapporto di sostituzione. Dalla tabella si può notare che i decrementi percentuali dei benefici tra lo scenario SA4a e SA4a min sono pari o maggiori del 20% nelle categorie di impatto riferite alla formazione fotochimica di ozono (20%), alla riduzione dello 175

176 strato di ozono (59%) e all impoverimento delle risorse idriche (25%). Sono rilevanti anche per l eutrofizzazione terrestre (19%) e in acqua marina (16%). Si ricorda che si è assunto nello scenario base un valore del rapporto di sostituzione tendente al valore minimo, in via cautelativa: infatti, in commercio esistono prodotti con diverso tenore di calce e, se si riducesse la purezza del prodotto considerato, essendo questo valore al denominatore per il calcolo del rapporto di sostituzione, aumenterebbe il prodotto evitato e di conseguenza anche i benefici del riciclo. In questa analisi di sensitività, anche prendendo il valore minimo del rapporto di sostituzione, gli indicatori continuano a essere tutti in segno negativo, mostrando che l utilizzo del gesso riciclato come correttivo dei suoli resta, anche in questo caso, il miglior scenario dal punto di vista della prestazione ambientale. Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso legato al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA4a e SA4 min; differenza percentuale calcolata rispetto allo scenario SA4a Categorie di impatto Unità di Differenza (%) SA4a SA4a misura min SA4a min -SA4a 1 Riscaldamento globale kg CO2 eq -10,71-9,19-14 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -2,1E-07-8,6E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -3,8E-06-3,4E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -6,1E-07-5,5E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -1,5E-02-1,3E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,03-0,02-20 Acidificazione moli H+ eq -0,08-0,07-13 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,12-0,10-19 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -4,2E-03-3,8E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -1,4E-02-1,2E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -68,34-59,73-13 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq -0,01-0,01-25 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq -4,4E-04-3,9E Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg Calcolata rispetto allo scenario SA4a Nella Figura 3.13 vengono riportati gli impatti ambientali più rappresentativi per il sistema studiato, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso secondo lo scenario SA4a, SA4b, SA4a min a confronto con la route#2. 176

177 kg NMVOC eq moli H+ eq CTUh molc P eq kg CO2 eq kg CFC-11 eq Dai risultati si nota che l uso del gesso riciclato come correttivo del ph è l impiego che consente di ottenere le prestazioni ambientali migliori, poiché, anche se c è maggiore incertezza sul tipo di prodotto sostituito e sul rapporto di sostituzione rispetto agli scenari precedenti, comunque, i benefici ottenuti in questo scenario di utilizzo sono in ogni caso maggiori, e in modo significativo, di quelli nella route #2 dello scenario attuale, con l unica eccezione della riduzione dello strato di ozono nello scenario SA4a e SA4a min e per la quantità di gesso naturale risparmiato con il riciclo SA4a SA4b SA4min route #2 0,E+00-1,E-07-2,E-07-3,E-07-4,E-07-5,E-07-6,E-07-7,E-07-8,E-07 SA4a SA4b SA4min route #2 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 0,0E+00 1,0E-03-5,0E-07-1,0E-06-1,5E-06-2,0E-06-2,5E-06-3,0E-06-3,5E-06 SA4a SA4b SA4min route #2 0,0E+00-1,0E-03-2,0E-03-3,0E-03-4,0E-03-5,0E-03 SA4a SA4b SA4min route #2-4,0E-06-6,0E-03 (c) Tossicità per l'uomo (effetti non cancerogeni) (d) Eutrofizzazione in acqua dolce 0 0,0E+00-0,01-2,0E-02-0,02-0,03-0,04-0,05 SA4a SA4b SA4min route #2-4,0E-02-6,0E-02-8,0E-02-1,0E-01-1,2E-01 SA4a SA4b SA4min route #2-0,06-1,4E-01 (e) Formazione fotochimica di ozono 177 (f) Acidificazione

178 MJ kg SA4a SA4b SA4min route # SA4a SA4b SA4min route # (g) Impatto energetico (CED) (h) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) Figura Confronto tra alcuni degli impatti ambientali, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso) associati al riciclo di una tonnellata di rifiuto in gesso nella route #2, nello scenario SA4a, SA4b, SA4a min Analisi dei trasporti nello scenario SA4a Si è eseguita un analisi di sensitività dei trasporti anche per lo scenario SA4a: in questo caso si è deciso di aumentare la distanza di commercializzazione del gesso riciclato e naturale (SA4aT max), considerando una distanza di 90 km per il gesso riciclato e di 110 km per quello naturale. Si ricorda che nello scenario base SA4a le distanze di trasporto del gesso riciclato e naturale erano rispettivamente di 48 km e 63 km. I risultati dell analisi LCA relativi alla sola fase di riciclo del gesso (esclusi carta e metalli) sono mostrati nella Tabella Dalla Tabella 3.22 si evince un peggioramento del sistema in tutte le categorie di impatto ambientale, soprattutto per la riduzione dello strato di ozono (in cui da un beneficio di 2,1E-07 kg CFC-11 eq si passa a un impatto di 1,3E-07 kg CFC-11 eq), per la formazione fotochimica di ozono, con una riduzione dei benefici del 34% e per l eutrofizzazione terrestre, in cui il decremento percentuale dei benefici è del 29%. Comunque, anche nel caso peggiorativo in cui le distanze di commercializzazione della materia prima e secondaria raddoppino, i benefici dovuti al riciclo del gesso in questo scenario restano sempre molto più elevati rispetto a quelli degli scenari precedenti, conferendo un margine di sicurezza maggiore per il sistema. 178

179 Tabella Confronto degli impatti ambientali, energetici e del consumo di gesso naturale derivanti dal riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SA4a e SA4aT max; differenza percentuale calcolata rispetto allo scenario SA4a Categorie di impatto Unità di Differenza (%) SA4a SA4aT misura max SA4aT max SA4a Riscaldamento globale kg CO2 eq -10,71-9,02-16 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -2,1E-07 1,3E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -3,8E-06-3,4E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -6,1E-07-5,7E-07-7 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -1,5E-02-1,4E-02-7 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0,03-0,02-34 Acidificazione moli H+ eq -0,08-0,07-12 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -0,12-0,09-29 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -4,2E-03-4,1E-03-2 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -1,4E-02-1,1E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -68,34-57,59-16 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq -0,01-0,01-2 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq -4,4E-04-3,6E Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) 1 Calcolata rispetto allo scenario SA4a 3.3 Scenario suggerito kg L analisi LCA degli scenari futuri alternativi è servita come supporto per la definizione di uno scenario ipotetico di gestione dei rifiuti in gesso che tenga conto dei migliori utilizzi del gesso riciclato e che sia realisticamente applicabile al contesto regionale in esame. Per crearlo si sono considerati congiuntamente quattro aspetti: le prestazioni ambientali ottenute dalle analisi LCA associate ai singoli destini di impiego del gesso riciclato; la qualità e il tipo di dati che sono stati usati per condurre lo studio di LCA (i.e dati primari/secondari e variabilità); le limitazioni tecniche del gesso riciclato associate a ciascun destino di utilizzo; l effettiva richiesta/domanda di mercato stimata di gesso riciclato in Lombardia per ogni settore di applicazione analizzato. Gli scenari alternativi considerati sono stati ordinati, nell ambito di ciascun criterio, in ordine decrescente e sono stati assegnati dei pesi a ogni scenario alternativo. Tenendo conto dei diversi 179

180 pesi che ciascun scenario presenta nei vari ambiti di valutazione, si ottiene lo scenario suggerito di gestione di 1 tonnellata di rifiuti. Di seguito è spiegata in dettaglio la procedura seguita. Innanzitutto si è deciso di escludere, nella definizione dello scenario suggerito, le alternative rappresentate dagli scenari SA1 e SA4b. La scelta di non considerare lo scenario di gestione SA1, che prevede l inserimento della polvere di gesso negli impianti di produzione di pannelli in cartongesso, è stata dettata dal fatto che, a questo scenario, sono associate le prestazioni ambientali peggiori rispetto a tutti i destini analizzati: come mostrato al paragrafo 3.2.1, al netto del riciclo di carta/cartone, in questo caso il trasporto ha un peso decisivo in termini di impatti ambientali rendendo questa opzione molto svantaggiosa rispetto agli altri scenari. È importante sottolineare che questa considerazione vale per il contesto della regione Lombardia; tale opzione di utilizzo del gesso riciclato potrebbe invece diventare conveniente per quei contesti in cui è presente un sito di produzione dei pannelli (ad esempio in Piemonte), dove il gesso riciclato può essere inviato senza trasporti eccessivi agli impianti di cartongesso. Inoltre, si è scelto di escludere anche lo scenario SA4b poiché si è considerato più probabile l uso della calce come correttivo del ph, in quanto è un prodotto facilmente reperibile sul mercato ed ha un costo più basso dei correttivi a base di CaCO3. Di conseguenza si può ipotizzare che abbia un uso più diffuso. Inoltre, i benefici della calce sono minori rispetto a quelli dei prodotti a base di CaCO3, quindi la scelta è anche cautelativa. Infine, date le grosse incertezze sui dati, non è stato nemmeno possibile stimare una domanda di questi prodotti in regione. Alla luce di queste considerazioni, quindi, si è ipotizzato più realistico che il prodotto evitato con l uso del gesso in agricoltura sia la calce piuttosto che gli altri correttivi. Quindi, per la costruzione dello scenario ipotetico, si sono considerati solo gli scenari SA2, SA3, SA4a. Di seguito viene spiegato come ognuno di questi scenari risponde ai 4 criteri rispetto ai quali si sono assegnate le percentuali che compongono lo scenario: per quanto riguarda la prestazione ambientale, lo scenario migliore è risultato essere l SA4a (utilizzo del gesso riciclato in agricoltura come correttivo al posto della calce) in cui il beneficio ambientale derivante dal recupero del gesso è massimo (vedi Tabella 3.15). A questo segue lo scenario di utilizzo nei cementifici (SA2), in cui si è riscontrato un beneficio netto del riciclo del gesso seppur in misura minore rispetto a SA4a e lievemente maggiore rispetto allo scenario SA3 (vedi Tabella 3.12) dove il gesso è impiegato per il trattamento dei fanghi da depurazione da cui si producono gessi di defecazione; in merito alla qualità e al tipo di dati ricavati durante la fase di inventario, lo scenario SA4a è quello che risponde peggio a questo criterio, in quanto le incertezze associate alla stima dei trasporti sono molto più elevate rispetto agli altri due scenari e poiché come prodotto evitato è stato usato un processo di default presente in ecoinvent 3.3, meno rappresentativo del contesto regionale. Il tipo di dato utilizzato è importante poiché influenza la qualità dei risultati dell analisi LCA. Per questo motivo gli scenari SA2 e SA3 si sono valutati migliori, avendo 180

181 all interno dei loro processi dei dati sito-specifici e avendo meno incertezze legate alla stima dei trasporti e una minore variabilità del rapporto di sostituzione; facendo riferimento alle limitazioni tecniche del gesso riciclato nel destino d uso previsto, lo scenario che presenta meno problemi è l SA3, in quanto la qualità del gesso riciclato non inficia sulla qualità dei gessi di defecazione prodotti: il vincolo è riferito solo al dosaggio, poiché il titolo del solfato di calcio nel gesso riciclato è inferiore rispetto a quello del gesso naturale. Lo scenario SA2 invece ha vincoli più restrittivi, poiché le impurità nel gesso riciclato (soprattutto in termini di carta residua) possono creare problemi per la presa del cemento e diventare limitanti per questo impiego. Lo scenario che risponde in modo peggiore a questo criterio è l SA4a, in quanto il gesso riciclato, per essere riusato in agricoltura, deve rispondere ai criteri stabiliti dal D.Lgs.75/2010 per i correttivi, in cui si sono fissati i tenori minimi di CaO e SO 3 che il gesso agricolo deve rispettare. Inoltre, a seconda di quanto è spinto il trattamento e delle caratteristiche dei rifiuti in gesso in ingresso all impianto, questi parametri potrebbero non essere rispettati, come emerso anche dalle campagne di analisi condotte nell impianto di riciclo dei rifiuti esistente in Lombardia; infine, considerando la domanda in regione di gesso riciclato, allo scenario SA3 è stata assegnata la valutazione migliore in quanto in grado di assorbire il maggior quantitativo. Si ricorda che l offerta di gesso riciclato in regione è pari a t considerando il quantitativo totale di rifiuti a base di gesso prodotti in Lombardia (caso ottimale) oppure pari a t se si tiene in conto la quantità di rifiuti a base di gesso attualmente inviati a recupero. Se per lo scenario SA3 si suppone che solo l impianto in Provincia di Pavia utilizzi gesso riciclato per produrre gessi di defecazione (come è avvenuto nel 2014), si avrebbe una domanda di gesso pari a t, che già da sola potrebbe assorbire completamente l offerta di gesso riciclato (o quasi totalmente se si considerano t). Nel caso in cui invece tutti gli impianti di trattamento dei fanghi usassero in futuro gli stessi dosaggi dell impianto in Provincia di Pavia per produrre gessi di defecazione, allora la quantità totale di gesso richiesto dalle 5 aziende in regione sarebbe pari a t, valore che va ben oltre l offerta di gesso riciclato. Allo scenario SA2 è stata assegnata una valutazione intermedia perché la domanda effettiva in regione di gesso naturale/riciclato è t, inferiore rispetto a quella dello scenario SA3; questa rappresenta la domanda attuale calcolata considerando di usare il 5% del gesso riciclato in miscelazione a quello naturale, ma teoricamente potrebbe essere anche superiore in quanto, potenzialmente, servirebbero t di gesso per produrre il cemento in regione. Lo scenario SA4a è stato valutato come il peggiore rispondente a questo criterio, poiché ad oggi i dati a disposizione sono affetti da grosse incertezze, sia per quanto riguarda la stima della domanda futura di gesso riciclato, sia, di conseguenza, per quanto riguarda la valutazione di un possibile mercato futuro in questo settore. 181

182 In Tabella 3.23 si riporta il ranking dei tre scenari per i quattro criteri presi in analisi. Nella prima riga di ogni criterio è stato posizionato lo scenario con la valutazione migliore. L ordine è decrescente con la prestazione di ciascun scenario. Benefici ambientali (risultati dell analisi LCA) Tabella Ranking degli scenari SA2, SA3, SA4a Qualità e tipo di dati usati nell analisi LCA Limitazioni tecniche per l impiego del gesso riciclato Domanda effettiva di gesso riciclato in regione SA4a SA2-SA3 SA3 SA3 SA2 SA4a SA2 SA2 SA3 SA4a SA4a Sulla base di queste valutazioni si è scelto di assegnare ai tre scenari d il medesimo peso all interno dello scenario suggerito, poiché se si considerano le prestazioni dei tre scenari rispetto ai 4 criteri considerati, nel complesso, queste risultano bilanciate. Infatti, non c è uno scenario che abbia una prestazione migliore degli altri in tutti i fattori analizzati. Riassumendo, avendo come riferimento 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione, lo scenario ipotetico potenzialmente realizzabile in futuro in Lombardia è stato definito con le seguenti percentuali: - un terzo dei rifiuti viene riciclato secondo le modalità definite nello scenario SA2; - un terzo dei rifiuti segue il trattamento ed il destino dello scenario SA3; - un terzo dei rifiuti è sottoposto al trattamento e al successivo reimpiego descritto nello scenario SA4a. In Tabella 3.24 sono riportati i valori assunti dagli indicatori di impatto riferiti a 1 tonnellata di rifiuti in gesso gestiti in regione nello scenario suggerito sopra descritto. Gli indicatori risultano tutti con segno negativo, ad eccezione dell impoverimento delle risorse idriche (0,22 m 3 water eq). I benefici associati agli evitati prodotti primari, soprattutto alla mancata produzione di pasta vergine termomeccanica, compensano pienamente gli impatti associati alle operazioni di trattamento dei rifiuti. Se si analizza esclusivamente il riciclo del gesso, escludendo il beneficio della carta, questo scenario mostra indicatori di segno negativo (beneficio netto) ad eccezione dell impoverimento delle risorse idriche (6,95E-03 m 3 water eq). In particolare, si ha un risparmio di 4,5 kg CO2eq per il riscaldamento globale, di 2,27E-07 CTUh per la tossicità per l uomo (effetti cancerogeni), un risparmio di -1,23E-03 kg P eq per l eutrofizzazione in acqua dolce e un risparmio di 93 MJ di risorse energetiche. 182

183 Tabella Indicatori di impatto associati alla gestione di una tonnellata di rifiuto in gesso in regione nello scenario ipotetico suggerito Unità di Trasporto Riciclo Riciclo Riciclo Categorie di impatto Totale misura diretto gesso metalli carta Riscaldamento globale kg CO2 eq -161,54 4,52-4,50-0,19-161,37 Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq -1,4E-05 8,69E-07-3,85E-07 1,40E-08-1,49E-05 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -5,1E-05 1,11E-06-1,74E-06 1,32E-08-5,06E-05 Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh -1,1E-05 1,43E-07-2,27E-07 6,90E-07-1,12E-05 Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -0, ,51E-03-5,62E-03-7,36E-05-2,14E-01 Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq -0, ,03-0,02-5,35E-04-0,74 Acidificazione moli H+ eq -1, ,02-0,03-7,51E-04-1,43 Eutrofizzazione terrestre moli N eq -2, ,09-0,07-1,58E-03-2,79 Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -0, ,44E-04-1,23E-03-3,23E-04-0,12 Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq -0, ,01-0,01-1,52E-04-0,28 Ecotossicità (acqua dolce) CTUe -1348,19 29,02-33,08 9, ,69 Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 0,22 6,14E-04 6,95E-03 2,94E-03 0,21 Impoverimento delle risorse minerali e kg Sb eq -0, ,52E-04-2,68E-04-4,80E-06 0,00 fossili Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) kg

184 In Tabella 3.25 si riportano i valori degli impatti ambientali, dell impatto energetico e del consumo di gesso naturale dello scenario suggerito, a confronto con la route#2, entrambi associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso. È stata calcolata anche la differenza percentuale rispetto alla route#2 tra i due scenari. Anche per questo confronto si è preferito escludere il riciclo della carta, per i motivi illustrati nel paragrafo Tabella Impatti ambientali, energetici e impatti legati al consumo di gesso associati alla gestione di 1 tonnellata di rifiuti a base di gesso nella route #2 e nello scenario ipotetico suggerito (trascurando il riciclo della carta); differenza percentuale calcolata rispetto alla route#2 Scenario Unità di route#2 Differenza Categorie di impatto futuro misura (No carta) (%) (No carta) 1 Riscaldamento globale kg CO2 eq 2,75-0, Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 4,5E-07 Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh Tossicità per l'uomo (effetti canc.) Assunzione di materiale particolato Formazione fotochimica di ozono Acidificazione Eutrofizzazione terrestre Eutrofizzazione (acqua dolce) Eutrofizzazione (acqua marina) Ecotossicità (acqua dolce) Impoverimento delle risorse idriche Impoverimento delle risorse minerali e fossili Impatto energetico CED Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 1 Calcolata rispetto alla route#2 CTUh kg PM2.5 eq kg NMVOC eq moli H+ eq moli N eq kg P eq kg N eq CTUe m3 water eq kg Sb eq MJ kg 4,5E-07 4,99E ,21E ,9E-07 6,05E ,6E-03-3,18E ,02 6,67E ,02-6,93E ,06 1,98E ,2E-04-1,21E ,01 7,42E ,60 5, ,01 1,05E ,2E-04 7,93E , Dai risultati emerge che lo scenario ipotetico suggerito presenta un incremento percentuale dei benefici netti (valori negativi) per molte categorie d impatto: in particolare per le categorie di impatto relative all eutrofizzazione in acqua dolce (1113%), all assunzione di materiale particolato (304%), alla tossicità per l uomo con effetti non cancerogeni (238%), all acidificazione e all impatto energetico (140%) e al riscaldamento globale (106%). 184

185 kgco2eq kg CFC-11 eq Il risparmio di gesso naturale è minore (529 kg rispetto a 755 kg) perché nello scenario ipotetico si è assunto che un terzo di 1 tonnellata gestita abbia come prodotto evitato la calce, al posto del gesso. Per la categoria dell eutrofizzazione in acqua dolce si evidenzia il maggior beneficio complessivo rispetto alla route#2, poiché da un impatto di 1,2E-04 kgpeq nella route#2 si passa ad un beneficio netto di -1,21E-03 kgp,eq nello scenario ipotetico futuro. Anche gli impatti sulla tossicità per l uomo (effetti non cancerogeni) e sull assunzione di materiale particolato, di segno positivo nella route#2 e pari rispettivamente a 4,5E-07 CTUh e 1,6E-03 kg PM2.5 eq, diventano un saving di -6,21E-07CTUh e -3,18E-03 kg PM2.5 eq nello scenario ipotetico futuro. Considerando il riciclo solo del gesso e dei metalli, nello scenario ipotetico futuro i benefici del riciclo non riescono a compensare tutti gli impatti di segno positivo delle varie fasi di gestione; per le categorie di impatto in cui i benefici sono maggiori degli impatti, il margine è comunque piuttosto limitato (ad es. il riscaldamento globale). Comunque, combinando in tal modo queste modalità di gestione, gli impatti associati al trattamento sono inferiori, rendendo il carico ambientale complessivo minore rispetto alla route#2 e apportando dei benefici notevoli nella maggior parte delle categorie di impatto. Nella Figura 3.14 sono riportati gli impatti ambientali maggiormente rappresentativi per il sistema, l impatto energetico ed il consumo di risorsa naturale (gesso), riferiti al riciclo di 1 tonnellata di rifiuti in gesso secondo lo scenario suggerito, a confronto con la route#2. 0,0-0,5-1,0-1,5-2,0-2,5-3,0-3,5-4,0-4,5-5,0 SS route#2 0-5E-08-1E-07-1,5E-07-2E-07-2,5E-07-3E-07-3,5E-07-4E-07-4,5E-07 SS route#2 (a) Riscaldamento globale (b) Riduzione dello strato di ozono 185

186 MJ kg kg NMVOC eq mol H+ eq CTUh kg P eq 0,0E+00-2,0E-07-4,0E-07-6,0E-07-8,0E-07-1,0E-06-1,2E-06-1,4E-06-1,6E-06-1,8E-06-2,0E-06 SS route#2 2,E-04 0,E+00-2,E-04-4,E-04-6,E-04-8,E-04-1,E-03-1,E-03-1,E-03 SS route#2 (c) Tossicità per l'uomo (effetti non cancerogeni) (d) Eutrofizzazione acqua dolce 0,0E+00-2,0E-03-4,0E-03-6,0E-03-8,0E-03-1,0E-02-1,2E-02-1,4E-02-1,6E-02-1,8E-02-2,0E-02 SS route#2 0,E+00-5,E-03-1,E-02-2,E-02-2,E-02-3,E-02-3,E-02-4,E-02 SS route#2 (e) Formazione fotochimica di ozono (f) Acidificazione SS route# SS route# (g) Impatto energetico (CED) (h) Consumo di risorsa naturale (gesso naturale) 186

187 Figura Confronto tra alcuni degli impatti ambientali, l impatto energetico e il consumo di risorsa naturale (gesso) associati al riciclo di una tonnellata di rifiuto in gesso nello scenario ipotetico suggerito (SS) a confronto con lo scenario attuale (route#2) Analisi dei trasporti nello scenario ipotetico futuro È stata effettuata, infine, un analisi di sensitività sui trasporti per lo scenario ipotetico futuro suggerito. Si è deciso, in questo caso, di aumentare la distanza di conferimento dei rifiuti agli impianti, assumendola pari a 60 km (SST max), invece di 37 km come nello scenario base (SS): tale assunzione equivale a considerare nel sistema una fase intermedia di gestione, per il pretrattamento dei rifiuti o un loro eventuale stoccaggio, prima dell invio ad uno dei tre impianti di riciclo ipotizzati negli scenari alternativi. Infatti, per ottimizzare il trasporto in regione, potrebbe essere necessario in futuro far transitare i rifiuti in impianti intermedi di stoccaggio o di pretrattamento (es. cernita e selezione) prima che siano sottoposti al trattamento specifico di recupero in uno dei tre impianti della regione. Il confronto tra i due scenari è riportato nella Tabella Si è trascurato anche in questo caso il riciclo della carta, per avere un confronto più puntuale e relativo al solo gesso riciclato. Si può vedere che il trasporto di conferimento dei rifiuti incide in modo considerevole sui risultati: l aumento del trasporto dei rifiuti, infatti, riduce i benefici in tutte le categorie di impatto, riducendo le prestazioni del sistema in modo più evidente rispetto ai trasporti per la commercializzazione del gesso riciclato e naturale. Al netto del riciclo della carta, ad esempio, si ha un incremento degli impatti del 1705% per il riscaldamento globale, del 693% per l eutrofizzazione in acqua marina, del 284% per l eutrofizzazione terrestre. Considerando il riciclo solo del gesso e dei metalli, all aumentare della distanza di conferimento dei rifiuti (SST max) gran parte delle categorie di impatto che prima presentavano un indicatore di segno negativo cambiano di segno (es. riscaldamento globale, tossicità per l uomo, acidificazione e CED), indicando un carico ambientale aggiunto al sistema; solo per l eutrofizzazione in acqua dolce, l assunzione di materiale particolato e il consumo di risorsa naturale si può vedere ancora un beneficio netto. A fronte di questi risultati, sarebbe preferibile incentivare nello scenario futuro il destino di riutilizzo del gesso riciclato come correttivo agricolo (SA4a), in quanto è quello che presenta la migliore prestazione ambientale ed energetica in termini assoluti ma che mostra anche i risultati più cautelativi; infatti è l unico che, nel caso in cui si consideri solo il riciclo del gesso (senza i benefici del riciclo della carta), offre un margine più ampio di beneficio in grado di compensare gli impatti dovuti alle operazioni di riciclo stesso e ai trasporti. Come hanno dimostrato le analisi di sensitività condotte sullo scenario SA4A (vedi paragrafi , ), infatti, quasi tutti gli indicatori di impatto continuano a mantenere un segno negativo sia nel caso in cui si diminuisca il rapporto di sostituzione tra risorse secondarie e prodotti evitati, sia nel caso in cui si aumentino le distanze di trasporto dei rifiuti e di commercializzazione dei prodotti secondari e vergini. 187

188 I risultati delle analisi di sensitività evidenziano la necessità di scegliere con particolare attenzione la posizione dei futuri impianti di riciclo del gesso in regione, in un ottica di ottimizzazione sia dei trasporti di commercializzazione del gesso ma soprattutto di quelli per il conferimento dei rifiuti, in modo che le distanze siano limitate così come gli eventuali passaggi intermedi. Tabella Confronto degli impatti ambientali, dell impatto energetico e del consumo di gesso naturale derivanti dalla gestione di 1 tonnellata di rifiuti in gesso nello scenario SS e SST max, trascurando il riciclo della carta; differenza percentuale calcolata rispetto allo scenario SS Unità di Differenza (%) Categorie di impatto SS SST 1 misura max SST max SS Riscaldamento globale kg CO2 eq -0,16 2, Riduzione dello strato d'ozono kg CFC-11 eq 5,0E-07 1,0E Tossicità per l'uomo (effetti non canc.) CTUh -6,2E-07 6,8E Tossicità per l'uomo (effetti canc.) CTUh 6,1E-07 6,9E Assunzione di materiale particolato kg PM2.5 eq -3,2E-03-1,6E Formazione fotochimica di ozono kg NMVOC eq 6,7E-03 2,3E Acidificazione moli H+ eq -0,01 0, Eutrofizzazione terrestre moli N eq 0,02 0, Eutrofizzazione (acqua dolce) kg P eq -1,2E-03-9,9E Eutrofizzazione (acqua marina) kg N eq 7,4E-04 5,9E Ecotossicità (acqua dolce) CTUe 5,50 23, Impoverimento delle risorse idriche m3 water eq 1,1E-02 1,1E-02 4 Impoverimento delle risorse minerali e fossili kg Sb eq 7,9E-05 3,0E Impatto energetico CED MJ Consumo di risorsa naturale (gesso) kg

189 CONCLUSIONI Dai risultati dell analisi di LCA si evidenzia che gli impatti complessivi del sistema attuale di gestione dei rifiuti in gesso, composto da due opzioni di trattamento, in miscelazione ai rifiuti inerti C&D (route #1) e a riciclo dedicato (route #2), risultano similari a quelli associati alla route#1, essendo questa l opzione di trattamento prevalente alla quale vengono avviati, attualmente, quasi tutti i rifiuti in gesso gestiti in regione (99,5%). Il profilo del sistema attuale ha indicatori di impatto tutti di segno positivo, ad eccezione dell eutrofizzazione in acqua dolce e del consumo di risorse naturali (sabbia, ghiaia e gesso). Mettendo a confronto gli impatti specifici associati a ciascuna delle due modalità di recupero è emerso che la miscelazione dei rifiuti in gesso con gli altri rifiuti C&D è molto più svantaggiosa rispetto al trattamento specifico di questo flusso, indicato in questa Tesi come route#2, per tutte le categorie di impatto, in quanto comporta una riduzione notevole della prestazione ambientale ed energetica complessiva del sistema. Infatti, nonostante la parte dei rifiuti in gesso inviata a trattamento dedicato sia molto ridotta, questa opzione, se paragonata alla route#1, consente di ottenere un miglioramento evidente per le seguenti categorie di impatto: assunzione di materiale particolato (con variazione percentuale pari a -138%), acidificazione (-136%), impatto energetico (-129%) e riscaldamento globale (-123%). Quindi, i risultati mostrano in maniera molto evidente che, avviando i rifiuti a un trattamento dedicato, il miglioramento è netto per tutte le categorie di impatto in quanto i benefici indotti dal riciclo riescono a compensare completamente gli impatti generati dalle operazioni di riciclo stesse e ancor più dai trasporti: tuttavia, è doveroso sottolineare che il contributo maggiore al saving è dovuto all ingente beneficio ottenuto dal riciclo della carta separata durante il trattamento dei rifiuti in gesso più che dall utilizzo del gesso riciclato in sostituzione della materia prima vergine. Alla luce dei risultati ottenuti per lo scenario di gestione attuale, è possibile fare alcune considerazioni in merito al potenziale miglioramento del sistema. Da questa analisi, infatti, emergono tre aspetti molto importanti da tenere in conto: - la miscelazione dei rifiuti in gesso agli altri rifiuti C&D dovrebbe essere evitata, laddove possibile. Dal confronto tra route#1 e route#2 è risultato notevole il vantaggio ambientale derivante dal trattamento specifico dei rifiuti in gesso. Indirizzando i rifiuti in gesso ad un riciclo di questo tipo, infatti, quasi tutti gli indicatori di impatto assumono un segno negativo, vale a dire benefici netti nel sistema, contro il valore positivo della route#1. Inoltre, vietare o quantomeno limitare le pratiche di miscelazione di questi rifiuti agli altri flussi misti negli impianti di recupero può avere un effetto positivo anche sulla qualità degli aggregati riciclati prodotti dalle macerie, come evidenziato nello studio di Borghi (2017); - il grande vantaggio in termini di impatti ambientali derivante dal riciclo della carta, suggerisce che si deve prestare particolare attenzione durante il processo di riciclo dei rifiuti in cartongesso, non solo per ottenere gesso riciclato idoneo all utilizzo finale, ma soprattutto affinché il processo di separazione della carta risulti efficace, in modo da avere un flusso di 189

190 adeguata purezza da poter essere inviato a riciclo nelle cartiere. La mancata produzione di pasta termomeccanica, alla quale sono associati notevoli consumi di energia elettrica, è infatti emerso come il processo chiave in grado di generare il beneficio maggiore sul sistema; - i trasporti assumono un peso determinante per entrambe le opzioni di gestione dei rifiuti; poiché il margine di beneficio ottenuto grazie al riciclo è piuttosto contenuto, ottimizzare i trasporti di conferimento dei rifiuti così come quelli di vendita delle risorse secondarie e primarie diviene essenziale per determinare il profilo ambientale finale del sistema. Nella route#2 si è analizzato il profilo ambientale del sistema escludendo il processo di riciclo della carta e ponendo l attenzione solo sul gesso riciclato: si è verificato che, nonostante gli impatti della route#2 siano minori rispetto a quelli della route#1, senza il saving generato dal riciclo della carta, i benefici associati al recupero del gesso e dei metalli non basterebbero a compensare gli impatti provocati dai trasporti per tutte le categorie di impatto, ad eccezione del consumo di gesso naturale. Queste considerazioni possono servire come supporto alle decisioni per le politiche regionali, in modo tale da incentivare il recupero dei rifiuti a base di gesso con un trattamento ad hoc e potenziare il sistema impiantistico in regione. Inoltre, serve che il processo di recupero sia efficace anche per la carta e bisognerebbe garantire un mercato per il gesso riciclato, affinché venga utilizzato al posto della risorsa naturale. Poiché allo stato attuale il gesso riciclato è stato utilizzato esclusivamente in un impianto di produzione dei gessi di defecazione, sono stati costruiti alcuni scenari futuri alternativi, ciascuno rappresentativo di un possibile destino del gesso riciclato: è stato quindi valutato l uso del gesso riciclato come materia prima secondaria nella produzione di nuovi pannelli in cartongesso, come ritardante nella produzione di cemento e come correttivo nei suoli agricoli. Dai risultati ricavati dalle simulazioni degli scenari alternativi si sono quantificati i diversi vantaggi ambientali di ogni possibile destino preso in considerazione e si è cercato di comprendere quale opzione è in grado di rendere il sistema regionale più sostenibile in futuro. Per questi scenari futuri si sono effettuate anche delle analisi di sensitività, finalizzate a valutare l effetto delle ipotesi e delle incertezze dei dati di input sui risultati finali e ad individuare i parametri del sistema che ne influenzano maggiormente il bilancio ambientale. Dall analisi di LCA è emerso che il destino di riuso del gesso riciclato che conferisce la migliore prestazione ambientale è quello che ne prevede il riutilizzo in agricoltura, come correttivo del ph dei terreni acidi (SA4). Lo scenario che ad oggi, invece, è maggiormente svantaggioso rispetto agli altri analizzati è quello in cui la polvere di gesso viene inviata agli impianti di cartongesso per produrre nuovi pannelli. In questo caso, infatti, non essendoci in Lombardia degli impianti di cartongesso, il trasporto ha un peso decisivo in termini di impatti ambientali tantoché i benefici dovuti solo al riciclo del gesso non riescono a compensare gli impatti notevoli associati a questa fase (se si esclude il riciclo della carta). 190

191 Infine, è stato definito un possibile scenario futuro di gestione dei rifiuti in gesso che consentisse di massimizzare i benefici ambientali del riciclo e che risultasse applicabile in modo realistico al contesto regionale in esame. Per costruirlo si è tenuto conto delle prestazioni ambientali ottenute dalle analisi LCA dei diversi scenari alternativi, delle limitazioni tecniche associate a ciascun destino di utilizzo del gesso riciclato, dell effettiva richiesta di mercato di gesso riciclato in regione in ogni settore considerato e della qualità dei dati utilizzati per l analisi LCA. Bilanciando i diversi aspetti è stato ottenuto lo scenario ipotetico futuro di gestione in cui la polvere di gesso riciclato è destinata per un terzo ai cementifici, per un terzo alla produzione dei gessi di defecazione e per il restante terzo al settore agricolo. Dal confronto dello scenario futuro con la route#2 si evidenzia un miglioramento considerevole del sistema di trattamento specifico: lo scenario ipotetico suggerito presenta, infatti, un incremento percentuale dei benefici netti (valori negativi) per molte categorie d impatto (al netto del riciclo della carta), in particolare per l eutrofizzazione in acqua dolce (1113%), l assunzione di materiale particolato (304%), la tossicità per l uomo con effetti non cancerogeni (238%), l acidificazione e l impatto energetico (140%) e il riscaldamento globale (106%). L analisi di sensitività condotta sullo scenario futuro ha mostrato nuovamente l importanza di limitare il trasporto di conferimento dei rifiuti, in modo da contenere gli impatti associati a questa fase; ciò implica che la localizzazione dei nuovi impianti di riciclo in regione deve essere fatta in modo da garantirne la vicinanza ai luoghi di produzione dei rifiuti al fine di ottimizzare i trasporti. Con l aumento delle distanze, infatti, il margine del beneficio ottenuto con il solo riciclo del gesso diminuirebbe e potrebbe non compensare gli impatti generati dai trasporti. Se non si considerasse il grande beneficio del riciclo della carta ma solo quello del gesso, potrebbe essere preferibile indirizzare il gesso riciclato prevalentemente nello scenario agricolo, che è quello che assicura la prestazione ambientale migliore e che garantisce benefici maggiori derivanti solo dal riciclo del gesso, con un margine adeguato per compensare anche l aumento delle distanze di trasporto. Questa opzione sarebbe, infatti, la più cautelativa nel caso venisse meno il beneficio dovuto al riciclo della carta. Dall analisi si evince, quindi, che per migliorare la situazione attuale ed incrementare l entità dei benefici derivanti dal riciclo dei rifiuti da costruzione a base di gesso è necessario intervenire con azioni dirette al raggiungimento dei seguenti obiettivi: - ottimizzare il sistema al fine di ridurre le distanze di trasporto dei rifiuti, limitando gli step intermedi di stoccaggio o pre-trattamento. Sarebbe utile, quindi, un posizionamento strategico degli impianti futuri di riciclo che consenta di avere distanze ridotte, sia per il conferimento dei rifiuti che per la commercializzazione delle materie prime e secondarie; - potenziare il trattamento specifico di riciclo, che porti, da un lato, alla produzione di gesso riciclato di adeguata qualità per essere usato in tutti i settori in esame e, dall altro, alla separazione di rifiuti in carta con caratteristiche tali da poter essere inviati nelle cartiere, in sostituzione della pasta vergine termomeccanica. Per raggiungere questo obiettivo è 191

192 fondamentale, oltre ad avere una buona efficienza di separazione della carta e dei metalli dal gesso, raggiungibile attraverso l implementazione di step successivi di macinazione e vagliatura, migliorare la qualità dei rifiuti in ingresso agli impianti di riciclo, ad esempio riducendo le impurità ma soprattutto il grado di umidità dei pannelli a fine vita, in modo che i flussi prodotti in uscita dal trattamento possano essere usati nelle applicazioni più vantaggiose; - tra i vari destini di utilizzo analizzati per il gesso riciclato, favorire il settore agricolo, perché, in questo caso, il riciclo darebbe più margine per compensare gli impatti, anche maggiorati in caso di aumento dei trasporti; - potenziare il mercato del gesso riciclato già esistente nel territorio e promuovere l apertura e lo sviluppo di nuovi mercati per quegli utilizzi tecnicamente fattibili (es. cementifici e uso agricolo) è di fondamentale importanza per poter ridurre la domanda di gesso naturale. A tal fine, sarebbe utile non solo sostenere l utilizzo del gesso riciclato, ad esempio mediante incentivi, ma anche favorire l incontro tra domanda e offerta di gesso riciclato a livello locale. Sostenendo il mercato del gesso riciclato, i gestori degli impianti avrebbero anche maggiori risorse economiche da investire nella lavorazione dei rifiuti per produrre gesso riciclato di buona qualità e conforme ai requisiti richiesti in ogni settore, in particolare quello agricolo. 192

193 Bibliografia AITEC (Associazione Italiana Tecnico Economica Cemento). URL: AITEC: Relazione annuale URL: EC/Relazione_Annuale_2014.pdf A. J. Rivero, A. Báez, Dr. J. G. Navarro: Gypsum waste: Differences across 10 European Countries. The International Journal of Sustainability Policy and Practice, (2015). A. J. Rivero, R. Sathre, J.G. Navarro: Life cycle energy and material flow implications of gypsum plasterboard recycling in the European Union. Resources, Conservation and Recycling (108): (2016). Approfondimento-Biosolfato, Agrosistemi (2005) URL: content/uploads/2013/01/approfondimento-biosolfato-brevetto-agrosistemi- NOVEMBRE-2005.pdf Assogesso. URL: Borghi (2017), Tesi di Laurea Analisi LCA a supporto della pianificazione della gestione dei rifiuti C&D non pericolosi in Lombardia Politecnico di Milano, Dipartimento DICA. Cave attive in Lombardia. URL: Commissione Europea. URL: Dichiarazione Ambientale EMAS, Ed.03 Rev.01, Evergreen (2013). URL: Estrazionegesso s.n.c. URL: ESSO.pdf (accesso: marzo 2017) Eurogypsum: The Voice of the European Gypsum Industry. URL: Eurogypsum, GtoG project LIFE11 ENV/BE/001039, DA1: Report Inventory of current practices (2013). URL: 193

194 Eurogypsum, GtoG project LIFE11 ENV/BE/001039, DC2: Report Quality criteria for recycled gypsum; technical and toxicological parameters (2015).URL: andtoxicological-parameters.pdf Eurostat. URL: Eurostat Prodcom. URL: Holcim, URL: (accesso: marzo 2017) ISPRA, Fondazione per lo sviluppo sostenibile, FISE UNIRE (Unione Nazionale Imprese Recupero), Ministero dell Ambiente, Ministero dello Sviluppo Economico: L Italia del riciclo, 2014 (2014). URL: pdf ISPRA, Rapporto Rifiuti Speciali, Edizione URL: LegAmbiente. Rapporto Cave 2017.URL: Ministero dello sviluppo economico: prezzi mensili del gasolio per auto riferiti all anno URL: PEF (Product Environmental Footprint), URL: df Report: Uso del Suolo in Regione Lombardia - I dati Dusaf Edizione URL: _392.pdf S. Suarez, X. Roca, S. Gasso: Product-specific life cycle assessment of recycled gypsum as a replacement for natural gypsum in ordinary Portland cement: application to the Spanish context. Journal of cleaner production (117): , Unicalce, 2017 URL: (accesso: marzo 2017) 194

195 Vito Alterio gessi s.n.c. URL: (accesso: marzo 2017) WRAP (The Waste and Resources Action Programme.URL: and ERM Ltd (Environmental Resources Management. URL: WRAP Technical Report: Life Cycle Assessment of Plasterboard. WRAP and Environment Agency: Quality Protocol. Gypsum. End of Waste Criteria for the Production and Use of Recycled Gypsum from Waste Plasterboard. (2011). URL: WRAP and BSI: PAS 109:2013. Specification for the Production of Reprocessed Gypsum from Waste Plasterboard. URL: 195

196 Allegati A A.1 Classificazione CER dei rifiuti C&D Tabella A1.1 - Classificazione CER dei rifiuti C&D 17 RIFIUTI DALLE ATTIVITA' DI COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE CEMENTO, MATTONI, MATTONELLE E CERAMICHE Cemento Mattoni Mattonelle e ceramiche * Miscuglio o frazioni separate di cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche, contenenti sostanze pericolose Miscugli di cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche, diversi da quelli di cui alla voce , LEGNO, VETRO E PLASTICA Legno Vetro Plastica * Vetro, plastica e legno contenenti sostanze pericolose o da esse contaminati MISCELE BITUMINOSE, CATRAME DI CARBONE E PRODOTTI CONTENENTI CATRAME * Miscele bituminose contenenti catrame di carbone Miscele bituminose diverse da quelle di cui alla voce * Catrame di carbone e prodotti contenenti catrame METALLI (INCLUSE LE LORO LEGHE) Rame, bronzo, ottone Alluminio Piombo Zinco Ferro e acciaio Stagno Metalli misti * Rifiuti metallici contaminati da sostanze pericolose * Cavi impregnati di olio, di catrame, di carbone o di altre sostanze pericolose Cavi, diversi da quelli di cui alla voce TERRA (COMPRESA QUELLA PROVENIENTE DA SITI CONTAMINATI), ROCCE E MATERIALE DI DRAGAGGIO * Terre e rocce, contenenti sostanze pericolose Terre e rocce, diverse da quelle di cui alla voce * Materiale di dragaggio contenente sostanze pericolose Materiale di dragaggio, diverso da quello di cui alla voce * Pietrisco per massicciate ferroviarie contenente sostanze pericolose Pietrisco per massicciate ferroviarie, diverso da quello di cui alla voce MATERIALI ISOLANTI E MATERIALI DA COSTRUZIONE CONTENENTI AMIANTO * Materiali isolanti contenenti amianto * Altri materiali isolanti contenenti o costituiti da sostanze pericolose 196

197 Materiali isolanti, diversi da quelli di cui alle voci e * Materiali da costruzione contenenti amianto MATERIALI DA COSTRUZIONE A BASE DI GESSO * Materiali da costruzione a base di gesso contaminati da sostanze pericolose Materiali da costruzione a base di gesso diversi da quelli di cui alla voce ALTRI RIFIUTI DELL'ATTIVITA' DI COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE * Rifiuti dell attività di costruzione e demolizione, contenenti mercurio * Rifiuti dell attività di costruzione e demolizione, contenenti PCB * Altri rifiuti dell attività di costruzione e demolizione (compresi rifiuti misti) contenenti sostanze pericolose Rifiuti misti dell attività di costruzione e demolizione, diversi da quelli alle voci , e * rifiuto pericoloso 197

198 A.2 Operazioni di smaltimento e recupero Vengono riportate di seguito le operazioni di recupero e smaltimento come sono definite nella Direttiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo. Operazioni di recupero: R1: utilizzazione principalmente come combustibile o come altro mezzo per produrre energia; R2: recupero/rigenerazione dei solventi; R3: riciclaggio/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi (comprese le operazioni di compostaggio e altre trasformazioni biologiche; R4: riciclaggio/recupero dei metalli e dei composti metallici; R5: riciclaggio/recupero di altre sostanze inorganiche; R6: rigenerazione degli acidi o delle basi; R7: recupero dei prodotti che servono a ridurre l inquinamento; R8: recupero dei prodotti provenienti da catalizzatori; R9: rigenerazione o altri impieghi del oli; R10: trattamento in ambiente terrestre a beneficio dell agricoltura o dell ecologia; R11: utilizzazione di rifiuti ottenuti da una delle operazioni indicate da R1 a R10; R12: scambio di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate da R1 a R11; R13: messa in riserva di rifiuti in attesa di una delle operazioni indicate da R1 a R12 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui i rifiuti sono prodotti). Operazioni di smaltimento: D1: deposito sul o nel suolo (ad es. discarica, etc); D2: trattamento in ambiente terrestre (ad es. biodegradazione di rifiuti liquidi o fanghi nei suoli, etc); D3: iniezioni in profondità (ad es. iniezione dei rifiuti pompatili in pozzi, in cupole saline o in faglie geologiche naturali, etc.); D4: lagunaggio (ad es. scarico di rifiuti liquidi odi fanghi in pozzi, stagni o lagune, etc.); D5: messa in discarica specialmente allestita (ad es. sistemazione in alveoli stagni separati, ricoperti e isolati gli uni dagli altri e dall ambiente, ecc); D6: scarico dei rifiuti solidi nell ambiente idrico eccetto l immersione; D7: immersione, compreso il seppellimento nel sottosuolo marino; D8: trattamento biologico non specificato altrove nel presente allegato, che dia origine a composti o a miscugli che vengono eliminati secondo uno dei procedimenti indicati da D1 a D12; 198

199 D9: trattamento chimico-fisico non specificato altrove nel presente allegato, che dia origine a composti o a miscugli che vengono eliminati secondo uno dei procedimenti indicati da D1 a D12 (ad es. evaporazione, essiccazione, calcinazione, etc.); D10: incenerimento a terra; D11: incenerimento in mare; D12: deposito permanente (ad es. sistemazione di contenitori in una miniera); D13: raggruppamento preliminare prima di una delle operazioni indicate da D1 a D12; D14: ricondizionamento preliminare prima di una delle operazioni indicate da D1 a D13; D15: deposito preliminare prima di una delle operazioni indicate da D1 a D14 (escluso il deposito temporaneo prima della raccolta, nel luogo in cui i rifiuti sono prodotti); 199

200 A.3 Analisi di New West Gypsum Recycling (NWGR) sulla produzione di rifiuti in cartongesso Tabella A3.1 - Modellizzazione di New West Gypsum Recycling basata sulla popolazione e sul consumo procapite medio di cartongesso stimato, per ogni nazione. Consumo di Consumo Consumo Popolazione Nazioni cartongesso totale totale Rifiuti da nuove Cartongesso da rifiuti C&D Totale costruzioni (x10 3 ) (m 2 pro capite) (m 2 ) (tonnellate) (tonnellate) (tonnellate) (tonnellate) Range temporale: % del consumo 50% dei rifiuti da totale nuove costruzioni Belgio 10, ,201, ,713 23,971 11,986 35,957 Danimarca 5, ,479, ,577 16,558 8,279 24,836 Germania 82, ,750,000 1,612, ,288 80, ,931 Grecia 11, ,182, ,551 10,355 5,178 15,533 Spagna 43, ,076, ,646 73,165 36, ,747 Francia 60, ,636,700 2,419, , , ,912 Irlanda 4, ,901, ,662 16,066 8,033 24,099 Italia 58, ,308, ,620 54,662 27,331 81,993 Lussemburgo ,137,500 9, ,450 Olanda 16, ,871, ,904 30,490 15,245 45,736 Austria 8, ,079, ,178 23,018 11,509 34,527 Finlandia 5, ,132, ,629 21,363 10,681 32,044 Svezia 9, ,142, ,715 29,871 14,936 44,807 Regno Unito 60, ,156,400 2,347, , , ,099 Portogallo 10, ,058, ,993 17,899 8,950 26,849 Norvegia 4, ,042, ,859 14,486 7,243 21,729 Svizzera 7, ,381,000 88,239 8,824 4,412 13,236 Polonia 38, ,528, ,494 61,649 30,825 92,474 Totale 435,571 1,225,066,200 10,413,063 1,041, ,653 1,561,

201 A.4 Allegati C della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 Tabella A Requisiti tecnici stabiliti dall Allegato C1 della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 per l uso degli aggregati riciclati nella realizzazione del corpo di rilevati. Allegato C1: Corpo dei rilevati PARAMETRO MODALITÀ DI PROVA LIMITE Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto Separazione visiva sul trattenu- maggiore di 70% in massa d opera, calcestruzzi, laterizi, refrattari, prodotti cerami- to al setaccio 8mm (rif. UNI EN ci, malte idrauliche ed aeree, intonaci, scorie spente e lop :2004) pe di fonderia di metalli ferrosi (caratterizzate secondo EN 13242). Vetro e scorie vetrose Idem minore/uguale a 15% in massa Conglomerati bituminosi Idem minore/uguale a 15% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero Idem minore/uguale a 15% in totale e minonel corpo stradale ai sensi della legislazione vigente re/uguale a 5% per ciascuna tipologia Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulo- Idem minore/uguale a 0,1% in massa sa, residui alimentari, sostanze organiche eccetto bitume; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica, etc. Altri materiali (metalli, gesso, guaine, gomme, lana di Idem minore/uguale a 0,6% in massa roccia o di vetro, etc.) Passante al setaccio da 63 mm UNI EN 933/ % Passante al setaccio da 4 mm UNI EN 933/1 minore/uguale a 60% Passante al setaccio da 0,063 mm UNI EN 933/1 minore/uguale a 15% Equivalente in sabbia UNI EN maggiore di 20 Dimensione massima Dmax UNI EN 933/1 = 125 mm Ecocompatibilità Test di cessione di cui all All. 3 Il materiale dovrà risultare conforme al test di DM 05/02/1998 cessione previsto dal DM del 5 febbraio

202 Tabella A Requisiti tecnici stabiliti dall Allegato C2 della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 per l uso degli aggregati riciclati nella realizzazione di sottofondi stradali. Allegato C2: Sottofondi stradali PARAMETRO MODALITÀ DI PROVA LIMITE Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d opera, Separazione visiva sul trattenu- maggiore di 80% in massa calcestruzzi, laterizi, refrattari, prodotti ceramici, malte idrauliche to al setaccio 8mm (rif. UNI EN ed aeree, intonaci, scorie spente e loppe di fonderia di metalli ferrosi 13285:2004) (caratterizzate secondo EN 13242). Vetro e scorie vetrose Idem minore/uguale a 10% in massa Conglomerati bituminosi Idem minore/uguale a 15% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero nel corpo Idem minore/uguale a 15% in totale e minostradale ai sensi della legislazione vigente re/uguale a 5% per ciascuna tipologia Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui ali- Idem minore/uguale a 0,1% in massa mentari, sostanze organiche eccetto bitume; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica, etc. Altri materiali (metalli, gesso, guaine, gomme, lana di roccia o di Idem minore/uguale a 0,4% in massa vetro, etc.) Equivalete in sabbia UNI EN maggiore di 30 Perdita di peso per abrasione con apparecchio "Los Angeles" (UNI EN 1097/2) minore/uguale a 45 Passante al setaccio da 63 mm UNI EN 933/1 = 100% Passante al setaccio da 4 mm UNI EN 933/1 minore/uguale a 60% Rapporto tra il Passante al setaccio da 0.5 mm ed il Passante al UNI EN 933/1 maggiore di 3/2 setaccio da 0,063 mm Passante al setaccio da 0,063 mm UNI EN 933/1 minore/uguale a 15% Indice di forma (frazione maggiore di 4 mm) (UNI EN 933/4) minore/uguale a 40 Indice di appiattimento (frazione maggiore di 4 mm) (UNI EN 933/4) minore/uguale a 35 Ecocompatibilità Test di cessione di cui all All. 3 Il materiale dovrà risultare conforme al test di DM 05/02/1998 cessione previsto dal DM del 5 febbraio

203 Tabella A Requisiti tecnici stabiliti dall Allegato C3 della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 per l uso degli aggregati riciclati nella realizzazione di strati di fondazione. Allegato C3: Strati di fondazione PARAMETRO MODALITÀ DI PROVA LIMITE Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d opera, calcestruzzi, laterizi, Separazione visiva sul trattenuto maggiore di 90% in massa refrattari, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, intonaci, scorie spente e loppe al setaccio 8mm (rif. UNI EN di fonderia di metalli ferrosi (caratterizzate secondo EN 13242) :2004) Vetro e scorie vetrose Idem minore/uguale a 5% in massa Conglomerati bituminosi Idem minore/uguale a 5% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero nel corpo stradale ai sensi della Idem minore/uguale di 5% per ciascuna tipologia legislazione vigente Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui alimentari, sostanze Idem minore/uguale a 0,1% in massa organiche eccetto bitume; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica, etc. Altri materiali (metalli, gesso, guaine, gomme, lana di roccia o di vetro, etc.) Idem minore/uguale a 0,4% in massa Passante al setaccio da 40 mm UNI EN 933/1 100% Passante al setaccio da 20 mm UNI EN 933/1 maggiore di 61%; minore di 79% Passante al setaccio da 10 mm UNI EN 933/1 maggiore di 41%; minore di 64% Passante al setaccio da 4 mm UNI EN 933/1 maggiore di 31%; minore di 49% Passante al setaccio da 2 mm UNI EN 933/1 maggiore di 22%; minore di 36% Passante al setaccio da 1 mm UNI EN 933/1 maggiore di 13%; minore di 30% Passante al setaccio da 0,5 mm UNI EN 933/1 maggiore di 10%; minore di 20% Passante al setaccio da 0,063 mm UNI EN 933/1 minore/uguale di 10% Rapporto tra il Passante al setaccio da 0,5 mm ed il Passante al setaccio da 0,063 UNI EN 933/1 maggiore di 3/2 mm Equivalente in sabbia UNI EN maggiore di 30 Perdita in peso per abrasione con apparecchio "Los Angeles" UNI EN 1097/2 maggiore/uguale di 40 Indice di forma (frazione maggiore di 4 mm) UNI EN 933/4 minore/uguale di 40 Indice di appiattimento (frazione maggiore di 4 mm) UNI EN 933/3 minore/uguale di 35 Ecocompatibilità Test di cessione di cui all All. 3 DM Il materiale dovrà risultare conforme al test di 05/02/1998 cessione previsto dal DM del 5 febbraio

204 Tabella A Requisiti tecnici stabiliti dall Allegato C4 della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 per l uso degli aggregati riciclati in recuperi ambientali, riempimenti e colmate. Allegato C4: Recuperi ambientali, riempimenti e colmate PARAMETRO MODALITÀ DI PROVA LIMITE Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d opera, calce- Separazione visiva sul trattenu- maggiore di 70% in massa struzzi, laterizi, refrattari, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, to al setaccio 8mm (rif. UNI EN intonaci, scorie spente e loppe di fonderia di metalli ferrosi (caratterizzate 13285:2004) secondo EN 13242). Vetro e scorie vetrose Idem minore/uguale a 15% in massa Conglomerati bituminosi Idem minore/uguale a 25% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero nel corpo stradale Idem minore/uguale di 15% in totale e minoai sensi della legislazione vigente re/uguale di 5% per ciascuna tipologia Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui alimentari, Idem minore/uguale a 0,1% in massa sostanze organiche eccetto bitume; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica, etc. Altri materiali (metalli, gesso, guaine, gomme, lana di roccia o di vetro, Idem minore/uguale a 0,6% in massa etc.) Passante al setaccio da 63 mm UNI EN 933/ % Passante al setaccio da 0,063 mm UNI EN 933/1 minore/uguale di 15% Ecocompatibilità Test di cessione di cui all All. 3 Il materiale dovrà risultare conforme al test di DM 05/02/1998 cessione previsto dal DM del 5 febbraio

205 Tabella A Requisiti tecnici stabiliti dall Allegato C5 della Circolare Ministeriale n. 5205/2005 per l uso degli aggregati riciclati nella realizzazione di strati accessori (strati aventi funzione antigelo, anticapillare, drenante, etc.). Allegato C5: Strati accessori aventi funzioni antigelo, anticapillare, drenante, etc. PARAMETRO MODALITÁ DI PROVA LIMITE Materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d opera, calce- Separazione visiva sul trattenu- maggiore di 80% in massa struzzi, laterizi, refrattari, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, to al setaccio 8mm (rif. UNI EN intonaci, scorie spente e loppe di fonderia di metalli ferrosi (caratterizzate 13285:2004) secondo EN 13242). Vetro e scorie vetrose Idem minore/uguale a 10% in massa Conglomerati bituminosi Idem minore/uguale a 15% in massa Altri rifiuti minerali dei quali sia ammesso il recupero nel corpo stradale Idem minore/uguale di 15% in totale e minoai sensi della legislazione vigente re/uguale di 5% per ciascuna tipologia Materiali deperibili: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui alimentari, Idem minore/uguale a 0,1% in massa sostanze organiche eccetto bitume; Materiali plastici cavi: corrugati, tubi o parti di bottiglie in plastica, etc. Altri materiali (metalli, gesso, guaine, gomme, lana di roccia o di vetro, Idem minore/uguale a 0,4% in massa etc.) Ecocompatibilità Test di cessione di cui all All. 3 Il materiale dovrà risultare conforme al test di DM 05/02/1998 cessione previsto dal DM del 5 febbraio

206 A 5 Stima della domanda di gesso nei cementifici Tabella A5.1 Range di percentuale di clinker presente in ogni tipo di cemento considerato e valore medio assunto per il calcolo della domanda di gesso dell industria cementiera (dati di letteratura) CEM I clinker: 95% clinker (medio) >95% gesso 5% CEM IIA range clinker: 80-94% clinker (medio) 87% gesso 4,6% CEM IIB range clinker: 65-79% clinker (medio) 72% gesso 3,8% CEM IV/A range clinker: 65-89% clinker (medio) 77% gesso 4% CEM IV B range clinker: 45-64% clinker (medio) 54% gesso 2,8% Tabella A5.2 Range di percentuale di clinker presente in ogni tipo di cemento e valore medio assunto per il calcolo della domanda di gesso dell industria cementiera (dati di ecoinvent 3.3) CEM I: cement production Portland clinker 90,2% gesso 4,8% CEM II/A: cement, alternative constituent 6-20% clinker 83* gesso 4%* CEM II/B: cement, alternative constituent 21-35% clinker 68%* gesso 4%* CEM IV/A: cement production, pozzolana and fly ash 15-40% clinker 69%* gesso 4%* *i valori ricadono all interno dei range di clinker in Tabella A

207 A.6 Report delle visite tecniche IMPIANTO DI RECUPERO DEL GESSO Visita del 12/12/2016 CARATTERISTICHE GENERALI E LAY-OUT DELL IMPIANTO L impianto visitato è un impianto sperimentale, realizzato presso una società in Provincia di Lodi, per il recupero dei rifiuti speciali non pericolosi a base di gesso. La sperimentazione è iniziata a dicembre 2014, dopo aver ottenuto l autorizzazione, e si è conclusa a giugno Durante questo periodo sono state condotte due campagne di trattamento su rifiuti a base di gesso di diverse tipologie (come verrà specificato nel successivo paragrafo); parallelamente sono state svolte attività di monitoraggio degli effluenti gassosi in atmosfera provenienti dalla lavorazione dei rifiuti e analisi merceologiche per la caratterizzazione dei materiali in uscita. Al momento la società è in attesa dell autorizzazione per spostare questo impianto in Provincia di Cremona, presso un altra ditta. Una volta installato e a regime, l impianto si configurerà come innovativo, essendo il primo in Regione Lombardia ad implementare questa tecnologia di lavorazione dei rifiuti a base di gesso. Caratteristiche dell impianto Impianto fisso alimentato a energia elettrica. L impianto è installato all interno del capannone esistente, in un box chiuso posto in leggera depressione per evitare la fuoriuscita di polveri nell ambiente esterno. Il gesso e il cartone separati sono convogliati, mediante nastri trasportatori, anch essi chiusi, ai relativi punti di raccolta posizionati all esterno; al di sotto della tettoia, in due diversi punti, ci sono dei containers a tenuta, realizzati per lo stoccaggio del gesso in polvere e dei residui di cartone. Attività autorizzate Le attività autorizzate sono le seguenti: - recupero di rifiuti speciali non pericolosi (R5) a base di gesso (appartenenti al capitolo 10 e 17 dell elenco rifiuti) mediante apposito impianto sperimentale; - annesso impianto di recupero di rifiuti speciali non pericolosi (R5) da attività di costruzione e demolizione; - messa in riserva dei rifiuti (R13). Produttività dell impianto Il bilancio di massa complessivo è stato ricavato facendo una media, pesata rispetto al quantitativo di rifiuto trattato nei diversi lotti sottoposti ad analisi, delle rese di trattamento risultanti dalle due campagne sperimentali condotte nel periodo Esso risulta il seguente: 207

208 - l 83,9% del rifiuto avviato a trattamento è la materia prima secondaria (MPS) idonea alla commercializzazione (gesso polverulento); - il 15,2% comprende i rifiuti cellulosici derivanti dalla separazione del cartone, i quali possono essere inviati alla apposita filiera di recupero (cartiera), se presente nelle vicinanze, oppure essere inceneriti per il recupero energetico; - lo 0,02% sono i metalli ferrosi presenti nel rifiuto conferito all impianto e recuperati dopo il trattamento; - lo 0,88% è dovuto alle perdite di processo presenti nel trattamento del rifiuto. Superficie occupata L impianto occupa una superficie complessiva di m 2 di cui 300 m 2 impiegati per il sistema di trattamento e recupero dei rifiuti a base di gesso e 700 m 2 destinati alla messa in riserva dei rifiuti e del materiale prodotto. Nella Figura 1 è riportata la planimetria dell impianto, in cui, oltre all area di trattamento, sono evidenziate anche le altre zone più rappresentative del ciclo di lavorazione (indicate con A1, A2, A3, A4a, A4b, A5: si veda tabella 1). Figura 1 - Planimetria dell impianto di trattamento dei rifiuti a base di gesso (per la spiegazione delle diverse aree indicate con A si veda la tabella 1) Nella Tabella 1 sono specificati i dati relativi alle attività, alle superficie, al volume, alle operazioni effettuate e ai codici CER dei rifiuti presenti all interno delle suddette aree. Tabella A1- Aree destinate alle diverse operazioni 208

209 Area Attività Superficie (m 2 ) Volume (m 3 ) Operazione (ex D.Lgs. 152/2006, All. C) Codici CER A1 Area di conferimento ed eventuale selezione e cernita dei rifiuti in ingresso R , , , A2 Area di messa in riserva dei rifiuti da avviare a trattamento R13/R , , , A3 Rifiuti decadenti dall'attività Deposito temporaneo , Gesso prodotto A4 (a, b) Area di completamento R Area di completamento R5 in attesa di certificazione/ certificato A5 Rifiuti decadenti dall'attività (carta) Deposito temporaneo Rifiuti a base di gesso in ingresso (da autorizzazione) I rifiuti in ingresso e i relativi codici CER autorizzati al trattamento sono i seguenti: : materiali da costruzione e demolizione a base di gesso, diversi da quelli di cui alla voce ; : stampi di scarto provenienti dalla fabbricazione di materiali da costruzione; : rifiuti non specificati altrimenti (limitatamente a rifiuti della fabbricazione di manufatti in gesso); : rifiuti non specificati altrimenti (limitatamente a scarti di fabbricazione a base di gesso). I rifiuti in ingresso all impianto, che devono essere trattati esclusivamente nella linea di impianto dedicata, al fine di produrre materia prima secondaria (gesso polverulento) in grado di soddisfare i requisiti stabiliti da autorizzazione, comprendono gli scarti di manufatti in gesso provenienti da stabilimenti di produzione di manufatti di pannelli e ceramiche e il cartongesso derivante da attività di costruzione e demolizione. Nel corso della sperimentazione sono stati testati anche altri CER relativi a rifiuti a base di gesso non provenienti dal settore delle demolizioni (come, ad esempio, i calchi di gesso esausti); tuttavia le prove sperimentali hanno evidenziato che, mentre la natura del cartongesso da demolizione è 209

210 abbastanza omogenea e il trattamento applicato all interno dell impianto consente di ottenere MPS di elevata qualità, i calchi in gesso appaiono più eterogenei e meno idonei al trattamento, sia per la diversa natura e granulometria (i calchi sono composti da agglomerato granulare con dimensioni variabili e maggiore durezza rispetto al cartongesso), sia per la presenza non esigua della componente ferrosa, che avrebbe richiesto una lavorazione preliminare per consentirne la rimozione. La Provincia ha infatti convalidato l intero processo di recupero dei rifiuti a base di gesso, purché questi abbiano caratteristiche idonee. Il cartongesso proveniente da attività di costruzione e demolizione è risultato essere quello che si presta meglio alla lavorazione. Modalità di gestione e trattamento del rifiuto in ingresso La procedura di accettazione dei rifiuti in ingresso è eseguita per tutti i conferimenti e si suddivide in due fasi: - verifica della documentazione (ossia controllo del formulario di identificazione, della scheda di conferimento e dei referti analitici); - controllo visivo. La verifica documentale richiede l acquisizione di idonea certificazione in cui sono riportate le caratteristiche chimico- fisiche dei rifiuti (FIR formulario identificazione rifiuti - e i risultati analitici dove previsti) e la compilazione di un documento di controllo chiamato scheda di conferimento, ossia una scheda compilata dal produttore del rifiuto. In caso di difformità riscontrate durante i controlli sopra descritti, il carico di rifiuti viene respinto. Il materiale idoneo viene invece stoccato all interno di un container nel capannone per poi essere alimentato all impianto di trattamento. Lay-out dell impianto Il processo prevede diverse fasi di trattamento, di seguito descritte. 1) Alimentazione mediante tramoggia di carico e prima frantumazione I rifiuti di gesso da avviare a trattamento, preventivamente stoccati al coperto in modo da ridurne al minimo il contenuto di umidità, vengono caricati nella tramoggia di alimentazione mediante pala o ragno meccanico. Questa operazione, così come tutte le successive fasi di lavorazione, è effettuata all interno di un capannone coperto e in un box dedicato; il box si trova in leggera depressione ed è presente un sistema di aspirazione continua per evitare le emissioni di polveri all esterno. Il materiale caricato nella tramoggia viene inviato mediante nastro trasportatore al primo step di frantumazione; la frantumazione grossolana è ottenuta per mezzo di un mulino a coltelli (composto da 10 o 12 coltelli sfalsati). Il frantumatore a coltelli è munito di un sistema automatico di blocco, in base al peso di rifiuto registrato, per evitare che corpi estranei (come pietre o metalli) possano danneggiare il trattamento a valle. 210

211 2) Seconda frantumazione Attraverso il nastro di raccolta, il materiale in uscita dal frantumatore è convogliato ad un mulino a rulli dove il cartongesso implode per schiacciamento; ciò consente di ottenere polvere e frammenti di gesso che vengono trasportati al primo vaglio vibrante. 3) Primo vaglio vibrante Il materiale passa quindi attraverso un vaglio vibrante con maglie opportunamente dimensionate, in modo tale da separare la polvere di gesso dai materiali estranei: scarti ligneo - cellulosici e ferro. Dal vaglio, la frazione fine di gesso (circa il 50%) cade direttamente su un nastro trasportatore che porta al punto di scarico della polvere di gesso mentre la restante frazione fuoriesce su un nastro superiore e viene alimentata alla terza fase di frantumazione. Per rimuovere completamente i materiali ferrosi presenti, prima della terza frantumazione il flusso di materiale in uscita dal vaglio viene convogliato in un deferrizzatore, che, grazie a un elettrocalamita, separa il ferro dalle altre componenti. Il prodotto da alimentare alla terza frantumazione e rimanente sul tappeto è quindi costituito da piccoli frammenti di gesso e carta. 4) Terza frantumazione Il materiale in uscita dal vaglio vibrante, tramite un nastro di risalita, è convogliato in un terzo frantumatore a rulli (attualmente di dimensioni minori del secondo) che, sempre per schiacciamento, fa in modo di ottenere la completa polverizzazione e il distacco degli ultimi frammenti di gesso dalla carta. 5) Secondo vaglio rotante Un secondo vaglio rotante consente di separare la polvere di gesso, che viene convogliata nel cassone esterno di stoccaggio della materia prima secondaria, dai residui di cartone. I grumi di gesso più grossolani invece vengono trattenuti ed eventualmente ricircolati in testa al terzo frantumatore. Dalla definitiva separazione delle frazioni si ottiene quindi: - polvere di gesso conforme ai parametri della materia prima secondaria; - frammenti ancora non idonei che vengono reimmessi nel ciclo di recupero attraverso nastri appositamente disposti; - residui di lavorazione, costituiti ormai soltanto dalla carta, trasportati con nastri verso il punto di uscita e stoccati separatamente in appositi contenitori. Dal trattamento si ottiene un unica polvere di gesso con una distribuzione granulometrica, che va dagli 8 mm alle dimensioni del filler (0,063 mm). Si può prevedere, a valle della separazione, una vagliatura dimensionale nel caso di specifiche richieste di mercato. 211

212 6) Recupero/Stoccaggio La polvere di gesso ottenuta dal trattamento (MPS) è convogliata e trasportata, tramite dei nastri, al punto di scarico e raccolta della MPS che si trova all esterno della struttura, in un capannone sotto tettoia e isolato, in modo da evitare sia la dispersione di polveri in atmosfera che l assorbimento di umidità da parte del materiale. Lo stoccaggio della polvere di gesso avviene in sacchi posizionati in corrispondenza del punto di fuoriuscita; tale soluzione risulta preferibile rispetto ai cassoni scarrabili, più profondi, per limitare lo sviluppo di polveri per effetto della caduta del materiale dal nastro di scarico. Durante la fase di scarico dei materiali dai nastri nei sacchi, per evitare qualsiasi emissione diffusa, è stato installato un sistema di copertura mobile, al di sopra degli stessi. Possibili integrazioni alla linea di trattamento: la principale problematica per questo sistema di trattamento è rappresentata dalla presenza di materiale estraneo nei rifiuti in ingresso, soprattutto materiale lapideo o metallico, che causerebbe il danneggiamento delle macchine di lavorazione e il blocco dell impianto. Poiché tali materiali possono facilmente trovarsi nel rifiuto in ingresso, specie se poco pulito, potrebbe essere opportuno aggiungere un pre-vaglio, prima della tramoggia, costituito da un nastro munito di una calamita grossolana per la rimozione dei metalli; qui potrebbe anche posizionarsi un operatore per la selezione manuale delle frazioni indesiderate: ciò consentirebbe di avere un trattamento in continuo del cartongesso e più veloce, evitando i blocchi macchina. In presenza di materiali pesanti, infatti, il mulino a coltelli si arresta automaticamente e l operatore deve intervenire per la rimozione dei corpi estranei. Inoltre, per incentivare il produttore di rifiuti a selezionare i rifiuti alla fonte, l impianto potrebbe applicare una tariffa di conferimento maggiorata nel caso in cui il rifiuto consegnato risultasse sporco e necessitasse di una pre-selezione. Presidi ambientali - Emissioni in atmosfera: l impianto di trattamento, isolato all interno di un box chiuso e in leggera depressione per evitare la fuoriuscita di polveri all esterno, è dotato di un impianto di captazione dell aria collegato ad un sistema di abbattimento delle polveri prodotte durante il trattamento meccanico. Questo impianto è costituito da una cappa di aspirazione con bandelle gommate posta sopra la tramoggia di carico del rifiuto e da 6 bocche di aspirazione disposte in diversi punti all interno del box. Le discese aspiranti sono connesse a un collettore principale che fa confluire il flusso di aria (circa 1000 m 3 /h) ad un filtro a cartucce con pulizia meccanica ad aria compressa (la pulizia avviene mediante scuotimento delle maniche, mediamente ogni 6 mesi, cui si aggiunge eventualmente il lavaggio). Un elettroaspiratore centrifugo crea la depressione necessaria e convoglia il flusso di aria al sistema di filtrazione prima dell emissione in atmosfera attraverso il camino di scarico. 212

213 L impianto di aspirazione delle polveri durante la lavorazione a massimo regime mostra valori di concentrazione delle polveri intorno a 0,2 0,3 mg/nm 3 di gran lunga inferiori rispetto al valore soglia imposto dal provvedimento autorizzativo pari a 10 mg/ m n3. Inoltre, per neutralizzare le emissioni diffuse nella fase di scarico dei rifiuti dai camion nell area di conferimento, laddove necessario viene utilizzato un abbattitore mobile a getto nebulizzato dotato di testa con rotazione a 360 ; gli interventi sono tali da evitare di rendere i rifiuti non recuperabili. Invece, a valle del trattamento, la fase di scarico del gesso polverulento dal nastro all interno dei sacchi viene controllata da un aspiratore mobile, con dimensioni che coprono il sacco e il nastro di scarico, posizionato in un box chiuso su tre lati e accessibile mediante porta a pacchetto, per impedire le emissioni diffuse. - Emissioni sonore: nell impianto a massimo regime sono state misurate le emissioni sonore, risultate pari a 68,0 db(a). Tale valore risulta al di sotto del valore di soglia di 80 db(a), previsto dalla normativa vigente in materia di esposizione dei lavoratori al rumore, e pertanto non occorre adottare i dispositivi di protezione individuale (DPI). - Scarichi idrici: il ciclo di recupero è completamente a secco, le attività di gestione e trattamento dei rifiuti sono effettuate in zone coperte per cui non ci sono reflui idrici provenienti da superfici scolanti. BILANCIO DI MATERIA DELL IMPIANTO: RIFIUTI IN INGRESSO, FLUSSI IN USCITA E DESTINI Cronoprogramma e bilanci di massa dei lotti di rifiuti trattati durante la fase sperimentale Nel 2014 è stata inoltrata la comunicazione di messa in esercizio dell impianto sperimentale ed è stata avviata la procedura di accettazione dei rifiuti in ingresso, identificati come lotti con numerazione progressiva. Ogni lotto è rappresentativo di una specifica tipologia di rifiuti a base di gesso e proviene da singoli cantieri. L impianto ha eseguito per ogni lotto una analisi di omologa, finalizzata alla determinazione della non pericolosità secondo il set analitico autorizzato. L impianto ha effettuato due distinte campagne di sperimentazione, durante le quali sono stati analizzati diversi lotti, di cui si riportano nelle tabelle sottostanti i rispettivi cronoprogrammi con i quantitativi di rifiuti trattati per ciascun lotto (Tabella 2) e i bilanci di massa ottenuti per l impianto (Tabelle 3 e 4). Le campagne si sono concluse nel mese di giugno 2015, in quanto nel corso della sperimentazione sono subentrati degli approfondimenti aggiuntivi. 213

214 Tabella 2 - Cronoprogramma della prima e della seconda campagna di sperimentazione Prima campagna Seconda campagna Data Numero Quantitativo Tempo Lotto (ton) funzionamento (ore) 01/04/ /04/ , /04/ , /04/ , /04/ /04/ , /06/ , /06/ , /06/ /06/ , Nella Tabella 3 vengono mostrati i risultati della prima campagna di sperimentazione. Q rappresenta il flusso di rifiuti trattato e ΔQ le perdite di processo. Nel mese di aprile 2015 sono stati lavorati 4 lotti, per un totale di kg di rifiuto in ingresso, costituito da frammenti e lastre in cartongesso. A valle del trattamento sono stati ottenuti kg di gesso, kg di carta e 10 kg di residui metallici. La resa media del gesso recuperato è dell 85,05%, mentre quella riferita alla carta è del 14,05%. Le perdite di processo, pari alla differenza tra la quantità iniziale di rifiuti avviati al trattamento e la sommatoria delle singole frazioni ottenute, sono risultate pari a 0,86%, quindi nel complesso appaiono abbastanza limitate. Tabella 3 - Sintesi dei risultati ottenuti dalla prima campagna di sperimentazione SINTESI PRIMA CAMPAGNA Q trattato (kg) Q - gesso granulare (kg) Q - carta (kg) Q - Residui metallici (kg) 10 ΔQ 250 Resa media gesso (%) 85,05 ΔQ medio (%) 0,86 Resa media carta (%) 14,05 I risultati della seconda campagna di sperimentazione sono stati sintetizzati nella Tabella 4, dove Q si riferisce sempre al flusso di materiale trattato e ΔQ alle perdite di processo. Nel mese di giugno 2015 sono stati lavorati in totale kg di rifiuti in ingresso e, per determinare il rendimento del ciclo tecnologico, si è confrontato anche in questo caso la quantità complessiva dei 3 lotti in 214

215 ingresso con le quantità in peso delle frazioni merceologiche ottenute (pari a kg di gesso granulare, kg di carta e nessun residuo metallico). La resa media di gesso prodotto risulta essere dell 82,19% mentre per la carta del 16.90%. Anche durante questa campagna di sperimentazione le perdite di processo non sono state elevate, in quanto pari a 0,91%. Tabella 4- Sintesi dei risultati ottenuti dalla seconda campagna di sperimentazione SINTESI SECONDA CAMPAGNA Q trattato (kg) Q - gesso granulare (kg) Q - carta (kg) 3360 Q - Residui metallici (kg) / ΔQ 180 Resa media gesso (%) 82,19 ΔQ medio (%) 0,91 Resa media carta (%) Efficienza del processo di recupero dei rifiuti inerti da C&D L efficienza del trattamento di recupero, espressa in termini percentuali, è stata calcolata come rapporto tra il quantitativo di polvere di gesso ottenuta a valle del trattamento e il quantitativo di rifiuto in ingresso (lotto), sulla base dei risultati misurati durante le due campagne sperimentali sui diversi lotti. Mediamente, come mostrato nelle Tabelle 3 e 4, l efficienza di recupero del gesso si attesta intorno all 85% e all 82%, rispettivamente per la prima e la seconda campagna; il cartone separato risulta pari al 14% e 17% del rifiuto trattato nella prima e nella seconda campagna mentre le perdite di processo appaiono contenute (inferiori all 1%) così come i residui metallici separati. Nello specifico le perdite di processo, indicate come ΔQ nelle Tabelle 3 e 4, sono calcolate come differenza tra la quantità iniziale di rifiuto avviato al trattamento e la sommatoria delle quantità delle singole frazioni separate (gesso, carta e residui metallici). Tale differenza può essere dovuta sia ad una lieve diminuzione dell umidità intrinseca del gesso, sia alla quantità di polvere di gesso dispersa all interno del box dell impianto di lavorazione e catturata dall impianto di aspirazione. Materia prima secondaria (MPS) prodotta dall impianto e utilizzi della MPS L impianto di trattamento consente di ottenere in uscita un materiale con caratteristiche analoghe al gesso naturale. La qualifica come materia prima seconda avviene in seguito alle analisi chimiche volte a verificare la rispondenza ai requisiti stabiliti dalle seguenti norme: - ISO 1587/1975: Gypsum rock for the manufacture of binders specifications. Si precisa che attualmente la norma è stata ritirata, senza essere sostituita, ma vengono considerate valide le specifiche in essa contenute data l assenza di criteri di qualità specifici per il gesso riciclato; 215

216 - Allegato 3, punto 2.1, numero 12 del Decreto Legislativo n 75 del 29 aprile 2010, gesso agricolo. I gessi in commercio, usati come additivi nella miscela del cemento, sono costituiti da gesso semiidrato (CaSO 4 x 1/2H 2O) oppure da anidrite solubile (CaSO 4) o da una miscela di essi. La commercializzazione del gesso naturale per la fabbricazione di leganti o come aggiunta nella fabbricazione di cemento deve rispondere alle caratteristiche stabilite dalle norme tecniche: - ISO 1587/1975: Gypsum rock for the manufacture of binders specifications; - UNI EN 197-1: 2011 Composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi comuni. Il gesso biidrato (CaSO 4 x 2H 2O) è comunemente usato, oltre nella produzione di intonaci e prodotti per l edilizia, anche in agricoltura come ammendante, fertilizzante e correttivo dei terreni poiché in grado di migliorare la struttura e le caratteristiche chimiche, fisiche (ph, potere assorbente, permeabilità) e biologiche di un terreno (fornisce Ca e S per l attività della flora batterica). In base alle norme sopra elencate e agli utilizzi previsti, il gesso prodotto in uscita dal trattamento è stato sottoposto alle analisi per verificare la conformità con i limiti di riferimento e la cessazione di qualifica di rifiuto. I risultati ottenuti rispetto alle verifiche di conformità alle norme di settore individuate per la sussistenza delle condizioni di cui all art.184 ter del D.Lgs 152/06 hanno rilevato che: - dal trattamento di tutti i lotti in ingresso all impianto (1-7) è stato ottenuto gesso con caratteristiche conformi a quelle previste per l utilizzo del gesso nella fabbricazione di prodotti per l edilizia e leganti (norma ISO 1587/1975 e UNI EN 197-1:2011); - per 5 lotti su 7 si è ottenuto gesso conforme ai requisiti stabiliti dal D.Lgs. n. 75/2010 per l uso in agricoltura. I due lotti non conformi hanno mostrato un tenore minimo di SO 3 di poco inferiore al valore minimo del 35% previsto dall Allegato 3 del D.Lgs. n. 75/2010. Il gestore dell impianto fornisce, inoltre, un indicazione di massima circa le percentuali di impiego della polvere di gesso ottenuta dal processo di recupero dei rifiuti: - 50% di utilizzo in agricoltura: è il destino più diffuso in quanto la richiesta è capillare sul territorio e l applicazione è semplice. A titolo di esempio il gesso viene usato nei vitigni, per abbassare l acidità del terreno, oppure nelle tartufaie, in quanto il maggior contenuto di fosfati nel terreno sembra aumentare la produzione di tartufi; - 25% di utilizzo per la stabilizzazione dei fanghi di depurazione; - 25% di impiego per la fabbricazione di un ampia gamma di prodotti per l edilizia, quali pannelli in cartongesso, intonaci, vernici, leganti, manufatti in gesso, calchi, etc.. Il gesso è in parte usato anche in applicazioni stradali (UNI CEN/TS 15366), come filler nell asfalto o come materiale adsorbente in caso di sversamenti accidentali di oli sul manto stradale. Riguardo quest ultima 216

217 applicazione, sono stati effettuati dei test su pista che hanno evidenziato la maggiore capacità assorbente del gesso in polvere rispetto alla seppiolite, oggi comunemente utilizzata per rimuovere olio e/o gasolio dalle strade, al fine di ridurre lo slittamento e il derapaggio sulla superficie stradale dovuto alla presenza di olio e/o gasolio. La seppiolite, infatti, essendo un silicio non ha una buona capacità assorbente perché trattiene l olio attorno alla sua superficie senza però assorbirlo, mentre la polvere di gesso ha un elevata capacità assorbente ed è in grado di rimuovere l olio in minor tempo. Sono al momento in corso degli approfondimenti circa l applicabilità del gesso in polvere in base ai diversi tipi di asfalto (ad esempio l asfalto drenante ha piccole cavità che rischiano di essere otturate dalla polvere di gesso) per determinare le caratteristiche granulometriche più idonee per i diversi manti stradali. Un altro uso compatibile del gesso è come ritardante nei cementifici, ma in questo caso occorre effettuare le opportune valutazioni in quanto si deve soddisfare una richiesta continuativa e garantire quantità minime di gesso per ciascuna fornitura. Prezzo di mercato: il prezzo del gesso prodotto dal recupero dei rifiuti è intorno ai 5-10 /t, più conveniente rispetto al gesso di cava che costa sui 15 /t. Altre frazioni recuperabili ottenute dalla selezione dei rifiuti inerti Dal trattamento dei rifiuti a base di gesso, si producono, oltre alla polvere di gesso che esce dall impianto come materia prima secondaria, anche altre frazioni di rifiuti, quali carta/cartone (191201) e metalli ferrosi (CER ), che possono essere avviati alle rispettive filiere di recupero (cartiere e acciaierie). Per valutare se gli scarti di carta e cartone separati durante il processo di trattamento fossero idonei al successivo recupero nelle cartiere, al termine della seconda campagna di sperimentazione sono stati prelevati due campioni dei residui di carta stoccati al punto di uscita e sono stati sottoposti ad analisi merceologiche e chimiche. L analisi merceologica ha dimostrato che i residui risultano composti per il 99% da carta e per l 1% circa da gesso che rimane adeso alla stessa. I risultati dei due campioni analizzati sembrano suggerire che il grado di umidità del rifiuto in ingresso possa influenzare la percentuale di gesso che rimane adesa alla carta. Successivamente alle analisi merceologiche, i residui di carta oggetto delle due campagne sono stati stoccati in un unico container da cui è stato prelevato un campione rappresentativo, da sottoporre all analisi chimica per la classificazione del rifiuto. I risultati del test hanno attestato la non pericolosità del rifiuto, che quindi può essere avviato a recupero presso impianti autorizzati. COSTI E RICAVI DI GESTIONE ANNUALE È stata effettuata un analisi dei costi per valutare la fattibilità economica dell impianto sperimentale. Il gestore ha assunto una capacità media oraria di trattamento pari a 8 t/h e 1760 h/anno di funzionamento, corrispondenti ad una capacità annua di trattamento di t/anno, 217

218 per la quale assume un consumo annuo di energia indicativamente pari a kwh/anno. Il costo specifico dell energia si considera pari a 0,30 /kwh, da cui risulta un costo complessivo di /anno. Per quanto riguarda il costo associato allo smaltimento dei rifiuti derivanti dal processo (metalli, carta e cartone, etc), è stato assunto un costo specifico di 25 /t smaltita. Ulteriori costi sono dovuti alla presenza di due operatori, alla manutenzione, in particolare del nastro trasportatore e della dentatura dei rulli, e al carburante usato per la movimentazione delle macchine operatrici. I costi di gestione annuale dell impianto sono riportati nella Tabella 5. Tabella 5 - Costi di gestione annuali dell impianto Costi di gestione annuale Valore ( ) Energia elettrica Smaltimento rifiuti Operatori Manutenzione Carburante Saldo I ricavi annuali dell impianto sono riassunti nella Tabella 6. Il ricavo complessivo derivante dal conferimento del rifiuto è pari a , assumendo una tariffa media di 43 /t di rifiuti in ingresso. I ricavi ottenibili dalla commercializzazione della MPS risultano pari a , considerando un prezzo medio di mercato pari a 10 /t di polvere di gesso venduta agli utilizzatori. Tabella 6 - Ricavi da gestione annuali dell impianto Ricavi da gestione annuale Valore ( ) Ricavo da conferimento rifiuto cartongesso in ingresso Commercializzazione di MPS derivante da trattamento Saldo A fronte dei costi e ricavi riportati nelle Tabelle 5 e 6, il margine di guadagno annuo dell impianto è quindi di circa /anno. Si sottolinea che i calcoli sono stati svolti tenendo conto di alcuni fattori di sicurezza elencati di seguito: - i consumi di energia elettrica pari a kwh/anno sono un dato di massima; - lo smaltimento dei rifiuti di carta e cartone si può considerare gratuito se inviato alle cartiere; 218

219 - i costi di manutenzione sono stati calcolati assumendo maggiori frequenze di ricambio delle parti meccaniche, ma occorre considerare che in realtà i nastri si consumano circa ogni 100 anni e i rulli dello schiacciamento potrebbero aver la dentatura abrasa o rovinata (scalfita) solo dopo un lungo periodo di operatività; - i ricavi derivanti dalla commercializzazione della polvere di gesso ottenuta dal trattamento potrebbero variare in base al prezzo di mercato (che può essere pari a 5 /ton o addirittura nullo in caso di assenza di domanda); tuttavia, anche in caso di mancata vendita della polvere di gesso, rimane un buon margine di guadagno derivante dalla tariffa di conferimento del rifiuto; - il ricavo derivante dal conferimento del rifiuto è stato calcolato assumendo una tariffa di circa 43 /t, applicabile generalmente nel caso di rifiuto pulito; nel caso in cui il rifiuto conferito è sporco la tariffa applicata per il conferimento può raggiungere anche /t. Nel caso poi il rifiuto sia umido il ricavo è ancora maggiore, in quanto il peso del rifiuto aumenta all aumentare dell umidità. 219

220 SCHEMA DI FLUSSO DELL IMPIANTO Figura 2- Schema di flusso dell impianto di recupero dei rifiuti in gesso situato in provincia di Lodi 220

221 FOTO DELL IMPIANTO Figura A Materiale in input al trattamento di recupero Figura A Alimentazione dei rifiuti mediante tramoggia di carico Figura A Vaglio vibrante (sulla sinistra)e vaglio rotante (sulla destra) 221

222 Figura A Nastro di raccolta e fase di frantumazione dei rifiuti Figura A Polvere di gesso in uscita dal trattamento di recupero Figura A Carta e cartone in uscita dal trattamento di recupero 222

223 Figura A Filtro a maniche per la rimozione delle polveri e punto di campionamento (figura a destra) 223

224 CAVA DI GESSO (BG) Visita del 16 dicembre 2016 CARATTERISTICHE GENERALI Tipo di cava Cava a cielo aperto, unica cava di gesso naturale attualmente attiva in Regione Lombardia e che resterà in funzione per altri 8-9 anni. Si tratta di un giacimento di gesso molto puro, infatti gli scarti di estrazione sono minimi. Superficie e profondità occupata dalla cava La cava ha una superficie di 300 m / 350 m e una profondità di m e l escavazione avviene per gradoni di altezza m; al momento l altezza di escavazione è a circa 30 m dal piano campagna. Attività svolte Estrazione di gesso nelle forme di gesso biidrato e anidrite (quest ultima detta anche volpinite e in minori percentuali). L estrazione avviene mediante macchina escavatrice a martello in quanto l utilizzo di esplosivi è vietato in regione (a differenza della cava di gesso che gestiscono in Toscana). Utilizzo del gesso estratto Viene effettuata una prima selezione in sito: la terra rossa, che costituisce una frazione molto piccola e non utilizzabile per la produzione di intonaci e materiali per l edilizia, viene stoccata a parte per essere poi inviata alle cementerie. Rispetto alle 300 tonnellate/giorno di materiale estratto, circa 10 tonnellate/giorno sono destinate ai cementifici. La restante parte della materia prima estratta viene trattata e lavorata nel sito produttivo di Pisogne, distante pochi chilometri dal sito estrattivo, dove viene macinata e cotta per la produzione di diversi intonaci a base di gesso. Potenzialità della cava La potenzialità è di 300 tonnellate/giorno. Il funzionamento della macchina escavatrice per avere questi quantitativi da inviare a trattamento è di circa 3 ore/giorno. La produttività della cava è molto inferiore a quella presente in Toscana, in cui vengono estratte 1300 t/giorno, a causa della minore domanda. CONSUMI DELLA CAVA I macchinari presenti nella cava sono: - 2 escavatori a martello (che estraggono rompendo direttamente dalla parete), il cui consumo di gasolio per macchinario è di 15 l/h e il peso di ciascun escavatore è pari a 355 quintali. La 224

225 punta dell escavatore a martello è sostituita ogni due anni, è composta da una lega di acciaio speciale e pesa circa 150 kg. - 2 pale meccaniche, con cui si carica la materia prima estratta sui camion; - 2 camion. Sapendo il consumo orario di litri di gasolio dell escavatore a martello e il suo numero di ore di funzionamento, si è determinato il consumo specifico del macchinario (ossia litri per tonnellata di gesso estratto), pari a 0,15 l/t. Per la pala meccanica e il camion invece, non sono stati forniti dati primari sui consumi orari di gasolio dal gestore della cava. Indicazioni circa le modalità e la frequenza di trasporto della materia prima dalla cava al sito di lavorazione: Vengono effettuati circa 10 viaggi al giorno con camion di capacità 30 tonnellate. FOTO DELLA CAVA Figura A Cava a cielo aperto di gesso naturale e anidrite 225

226 Figura A Escavatore a martello Figura A Pala meccanica con cui si carica il gesso estratto sui camion 226

227 IMPIANTO DI TRATTAMENTO DEL GESSO SITO PRODUTTIVO (BS) Visita del 16 dicembre 2016 CARATTERISTICHE GENERALI Tipo di impianto e di trattamento L azienda attua il processo di lavorazione del gesso nell impianto situato a Pisogne (BS), che occupa una superficie di circa m 2. Grazie ai sistemi di cottura e miscelazione l azienda gestisce e controlla l intero ciclo di produzione della materia prima di gesso, dalla sua estrazione fino alla sua trasformazione. La società usa esclusivamente gesso naturale, proveniente dalla cava di estrazione a Rogno (BG) e non gesso chimico. Il vantaggio rispetto al gesso risultante come prodotto di scarto da processi chimici è che all interno del gesso naturale non sono presenti elementi estranei nel materiale prodotto. Il gesso chimico o sintetico, infatti, è ottenuto come sottoprodotto della combustione del carbone nelle centrali termoelettriche attraverso i processi chimici di desolforazione dei fumi di scarico e spesso risulta addizionato ad altri elementi che intaccano la purezza del prodotto finale. Processo di trattamento Il processo di lavorazione segue diverse fasi di trattamento. 1) Il gesso, estratto dalla cava di Rogno (BG), viene scaricato dai camion trasportatori e subisce una prima macinazione in un frantoio a ginocchiera, dove viene frantumato in blocchi grossolani delle dimensioni di un pugno (10 cm). 2) Viene in seguito caricato nelle tramogge di alimentazione per confluire, tramite un nastro trasportatore, a un mulino a martelli, in cui viene macinato una seconda volta e ridotto in polvere grossolana. 3) A questo punto la polvere ottenuta viene ripartita su due linee di trattamento: una parte di gesso biidrato (CaSO 4*2H 2O) viene macinata molto finemente con mulini micronizzatori senza subire alcuna cottura. La polvere viene leggermente essiccata con del gas metano fino ad ottenere dei granuli di circa 50 micron di dimensione; la parte restante di gesso biidrato (CaSO 4*2H 2O) viene immesso nel forno di cottura a metano con temperatura intorno ai C. Il forno dell impianto è di tipo verticale, strutturalmente simile a quello usato per il trattamento della calce (mentre di solito viene usato un forno rotativo). Il funzionamento è di 24 ore al giorno e ha una produzione di circa 10 tonnellate/ora. - Dopo la cottura, questa parte di gesso subisce una terza macinazione attraverso l uso di un mulino di raffinazione. - Una volta raffinata, la polvere viene inviata a un separatore a pale, per dividere la frazione più fine da quella più grossolana. Il macchinario usato può essere assimilato a un separatore ciclonico, formato da un silo con un albero e con delle pale rotanti che separano il gesso 227

228 nelle due frazioni. Si hanno diverse dimensioni di gesso in uscita: la parte più grossolana è utilizzata per produrre manufatti a base di gesso (come i pannelli in cartongesso), mentre il gesso più fine viene usato per la produzione di intonaci. In entrambi i casi la pezzatura del materiale in uscita è maggiore rispetto a quella ottenuta per il gesso che non subisce la cottura. I gestori dell impianto hanno comunicato che, indicativamente, da 1 tonnellata di gesso entrante nel trattamento si ottengono circa kg di polvere di gesso. Le perdite di processo sono dovute all evaporazione della molecola di acqua presente nel gesso e sono pari al 21% nel caso in cui il gesso sia puro e al 15% nel caso in cui presenti impurità. Non sono state fornite le quantità di gesso inviato a trattamento (nel primo step di macinazione), né la quantità di gesso in ingresso al forno, né gli eventuali scarti di lavorazione e il relativo destino. Utilizzo del gesso naturale prodotto Il gesso sottoposto a cottura viene impiegato nel campo dell edilizia per diversi tipi di intonaci premiscelati e prodotti nell impianto di Pisogne, mentre il gesso crudo è usato principalmente nel settore agricolo come ammendante e correttore del ph dei terreni, nell allevamento come mangime per gli animali e nelle stalle per assorbire i liquami e ridurre gli odori, nell industria chimica per le carte lucide e nel processo di purificazione dello zucchero. È inviato anche ai cementifici come additivo nel processo di produzione del cemento. L anidrite, in particolare, viene macinata e impiegata per produrre il cemento bianco di Rezzato. La società si sta attivando per ottenere la certificazione LEED sui propri prodotti. CONSUMI DELL IMPIANTO I gestori dell impianto non hanno fornito i dati dei consumi specifici di energia elettrica riferiti ai vari macchinari, né il consumo di metano nel forno necessario per la fase di cottura e macinazione del gesso, né le efficienze del trattamento complessivo. Hanno rilasciato solo qualche indicazione in merito ai costi di vendita del materiale prodotto, in particolare: - costo del gesso naturale = 11 /quintale. Questo tipo di gesso è stato cotto, macinato finemente e ventilato ed è generalmente usato per le rifiniture finali (può arrivare fino a /quintale); - costo del gesso per manufatti = 7 /quintale. Questo tipo di gesso è meno lavorato e la pezzatura è più grossolana (gesso per intonaco di base); - costo del rasante (particolare tipo di intonaco usato per uniformare le irregolarità sulle superfici dei muri) : 200 /tonnellata. 228

229 SCHEMA DI FLUSSO Figura 1 - Schema di flusso dell estrazione del gesso dalla cava di gesso (BG) e della sua lavorazione nel sito produttivo (BS) 229

230 CAVA DI GESSO (AT) Visita del febbraio 2017 CARATTERISTICHE GENERALI Tipo di cava Cava a cielo aperto, è attiva da 100 anni e sono stati stimati circa altri 200 anni di attività di estrazione. È un giacimento di gesso molto puro, infatti i residui di estrazione sono minimi. La società che attualmente gestisce l attività di estrazione di gesso ha ottenuto dal Comune l autorizzazione all estrazione per altri 20 anni con recupero della cava una volta esaurita. Adiacente alla cava è presente un impianto di trattamento e recupero di rifiuti a base di cartongesso, gestito anch esso dalla stessa società. Superficie e profondità occupata dalla cava La cava ha una superficie di 50 ettari e l escavazione avviene per gradoni. Attualmente l altezza di escavazione è a circa 20 metri di profondità dal piano campagna. Il materiale estratto che presenta alterazioni, infiltrazioni o discontinuità rispetto al minerale di gesso (in gergo detto cappellaccio ) viene momentaneamente stoccato in un area adiacente alla cava e successivamente utilizzato per le operazioni di ripristino ambientale di coltivazione e piantumazione delle aree esaurite. Attività svolte nella cava L estrazione di gesso naturale, nella forma di gesso biidrato (CaSO 4 2H 2O) viene effettuata mediante fresatrice, macchina utensile che sminuzza e riduce i blocchi di gesso a dimensioni di 0-30 mm. Non vengono usati esplosivi da almeno 8 anni. Non ci sono cicli intermedi per ottenere la polvere di gesso naturale, poiché con la fresatrice si ottengono già le dimensioni di gesso idonee alla vendita. Utilizzo del gesso estratto La polvere di gesso estratta dalla cava, nel caso in cui abbia una purezza superiore al 90%, viene inviata al forno-mulino di cottura e ha come destinazione lo stabilimento della stessa società situato a Montiglio Monferrato dove si producono intonaci. Quella con una purezza inferiore viene inviata alle cementerie. Infatti, gli strati di gesso possono essere separati da intercalazioni di marne argillose e con una purezza del minerale di gesso inferiore al 90% gli intonaci rischierebbero di assumere il colore della marna. Quindi la quantità di marna presente nel materiale estratto costituisce un indice di purezza. 230

231 CONSUMI DELLA CAVA Il consumo medio di gasolio derivante dell utilizzo dei macchinari per l escavazione, la movimentazione ed il carico dei materiali è di 0,7 litri/m 3 di materiale prodotto (pari al materiale cavato, in quanto non si hanno residui di estrazione). L acqua piovana che si accumula all interno della cava viene periodicamente pompata, come richiesto dall autorizzazione vigente, e smaltita nelle acque superficiali. È un acqua di dilavamento e, nonostante la presenza di solfati al suo interno, non viene fatta decantare prima di esser inviata ai fiumi, poiché ha un volume ridotto rispetto a quello dei fiumi in cui viene immessa. FOTO DELLA CAVA Figura A Cava di gesso naturale a cielo aperto e con escavazione per gradoni. Figura A Fresatrice usata per l estrazione e la macinazione del gesso naturale 231

232 FORNO - MULINO (AT) Visita del 22 febbraio 2017 FORNO MULINO Caratteristiche generali La cottura del gesso biidrato per ottenere il gesso emiidrato è effettuata in un forno- mulino ad asse verticale, un dispositivo in cui si svolge contemporaneamente la macinazione e la cottura del gesso. Come combustibile è utilizzato il gas metano. Processo di lavorazione La struttura del forno è caratterizzata da un mulino a sfere, con delle bocce rotanti all interno di una guida ad anello che consentono la macinazione fine del gesso. Il forno viene percorso da una corrente di aria calda che disidrata il gesso e al contempo consente il trasporto e l aspirazione delle particelle di gesso più fini e calde verso la torre di raccolta, mentre quelle ancora fredde e di maggiori dimensioni restano all interno del mulino per completare la cottura e la macinazione. La temperatura di esercizio del forno è di circa C ed è regolata attraverso i due bruciatori presenti nell impianto, con cui vengono creati due flussi di aria a temperature diverse, per avere in uscita gesso cotto sia nella forma di gesso emiidrato che di anidrite solubile. La temperatura, infatti, varia a seconda dei prodotti che si vogliono avere. Il gesso emiidrato si ottiene lavorando a temperature tra C e rimuovendo una molecola di acqua, l anidrite solubile invece a temperature tra C, più alte in quanto si ottiene rimuovendo 2 molecole di acqua. Utilizzo del gesso cotto La polvere di gesso cotta nel forno è quella naturale estratta dalla cava Gessi Nosei con una purezza superiore al 90% ed il gesso cotto viene destinato alla sola produzione di intonaci. In particolare il gesso emiidrato, opportunamente miscelato con regolatori del tempo di presa per il suo indurimento, si presta alla produzione di intonaci a lucido, stucchi e rasature ad applicazione manuale. L anidrite solubile invece, rapprendendosi più lentamente (circa 20 minuti), favorisce la lavorabilità anche ornamentale e artistica del gesso. La scelta quindi di avere in uscita sia gesso emiidrato che anidrite è dettata dalla diversa lavorabilità che offrono i due materiali e dalla tipologia di prodotti che si intendono ottenere. Emissioni Le emissioni in atmosfera derivanti dall attività del forno sono solo anidride carbonica e acqua. Nei cristalli di gesso naturale, infatti, non sono presenti metalli pesanti, ma solo delle intercalazioni marnose, in base alle quali si stabilisce la purezza del materiale. L acqua che viene sottratta al gesso biidrato ed emessa in atmosfera è pari all acqua di cristallizzazione del gesso (uguale al 18%) a cui si aggiunge il 2-3 % circa di umidità naturale. 232

233 CONSUMI E POTENZIALITA DEL FORNO I consumi sono pari a: 35 m 3 CH 4/tonnellata di gesso cotto prodotto e 32 kwh/tonnellata di gesso cotto prodotto. La produzione di gesso cotto è di circa 20 tonnellate/ora. Per avere in uscita 1 tonnellata di gesso cotto è necessario introdurre nel forno circa 1,21 tonnellate di gesso crudo, poiché con la cottura il gesso perde il 18% di acqua di cristallizzazione più il 2-3 % di acqua dovuta all umidità. FOTO DEL FORNO-MULINO Figura A Forno mulino di cottura del gesso naturale di cava Gessi Nosei 233

234 IMPIANTO DI RECUPERO DEL GESSO (AT) Visita del 22 febbraio 2017 CARATTERISTICHE GENERALI L impianto di trattamento e recupero dei rifiuti a base di gesso (CER ) è localizzato presso la cava di gesso in Provincia di Asti. Esso è in funzione dalla fine del 2015 e nasce per fornire un servizio al cliente che, nello stesso sito, può rifornirsi della materia prima vergine e contestualmente conferire i propri rifiuti. Tale scelta consente infatti di ottimizzare i trasporti e ridurne i costi associati. Il gesso ottenuto dopo il trattamento di recupero viene miscelato tramite pala meccanica con il gesso naturale estratto dalla cava in Provincia di Asti, ottenendo così una miscela con la seguente composizione: 4-7% circa di gesso recuperato (valore medio assumibile pari al 5%) e 95% circa di gesso naturale crudo. Inserendo nella miscela il gesso recuperato, grazie a questo impianto si diminuisce l uso del gesso naturale e si riduce sia il depauperamento della cava, sia gli impatti ambientali associati alla sua estrazione. I rifiuti di cartongesso conferiti all impianto provengono per il 50% dalla Lombardia e per l altro 50% dal Piemonte, con una distanza media di percorrenza indicativamente di 100 km; i conferitori sono tenuti a pagare una tassa per il conferimento dei propri rifiuti pari a 50 /t mentre il gesso riciclato è venduto interamente ai cementifici della Lombardia (all interno della miscela) ad un prezzo di circa /t. Potenzialità dell impianto Nel 2016 sono state trattate circa tonnellate di rifiuti di cartongesso. Per il 2017 è previsto un aumento della lavorazione che dovrebbe raggiungere tonnellate. L autorizzazione prevede uno stoccaggio dei rifiuti di 500 tonnellate/anno e una produzione massima dell impianto di tonnellate/anno. Processo di trattamento Il rifiuto conferito all impianto viene stoccato in un capannone coperto in attesa della lavorazione. Un ragno meccanico alimenta i rifiuti di cartongesso al mulino frantumatore, in cui avviene la separazione della carta dal gesso. La macinazione avviene in un mulino a martelli REV alimentato da motore diesel. Sul flusso in uscita dalla triturazione viene effettuata la separazione dei metalli, mediante deferrizzatori in grado di intercettare gli eventuali profili a vite presenti nei pannelli di cartongesso. Segue poi una vagliatura per la separazione del gesso dalla frazione cellulosica: il gesso passa attraverso la rete vagliante mentre la carta rimane al di sopra della rete e viene stoccata in un altro capannone coperto. 234

235 In media vengono separate circa 3-5 tonnellate/anno di materiale ferroso (<0,1%): si tratta di una quantità limitata poiché i conferitori attuano una selezione già in cantiere in modo da mandare all impianto di recupero un rifiuto pulito. Dalla lavorazione del rifiuto si ottiene gesso di dimensioni di circa 0-1 cm, con un contenuto residuo di carta del 2-3%. In base alle richieste dei clienti si possono attuare delle varianti al processo di lavorazione, ad esempio inserendo un ulteriore vagliatura. Tuttavia, il gestore ha riferito che ad oggi gli utilizzi del gesso riciclato sono tali da non richiedere ulteriori trattamenti per ottenere dimensioni inferiori della polvere di gesso. Il gesso recuperato viene infine miscelato a vista con quello naturale grazie a una pala meccanica all interno dell impianto, in una zona all aperto, vicino alla quale avviene il carico dei camion. Rendimento dell impianto Alla fine del trattamento si ottengono carta e polvere di gesso riciclata. Rispetto a una tonnellata di rifiuto sottoposto a trattamento, il gestore dichiara che circa il 12% è la frazione di carta/cartone separata e il restante 88% è polvere di gesso, in quanto i metalli costituiscono una percentuale trascurabile (<0,1%) e non ci sono perdite di processo. Si sottolinea che i pannelli in cartongesso vengono prodotti utilizzando circa il 4-5 % di carta mentre la frazione cellulosica separata è pari al 12% in quanto rimane qualche piccolo residuo di gesso adeso alla carta. Utilizzo della polvere di gesso recuperata La polvere di gesso ottenuta dal recupero dei rifiuti viene mischiata con la polvere di gesso estratta dalla cava che ha purezza inferiore al 90%. La miscela contiene circa il 95% di gesso naturale e il 5% di gesso riciclato ed è destinata ai cementifici. Nel processo di produzione del cemento, infatti, per conferire le idonee caratteristiche di presa (variabili in base al tipo di cemento), viene usato di solito fino al 5% di gesso, che può essere naturale, riciclato o chimico. I cementifici quindi, in questo caso, acquistano dalla società la miscela con le percentuali di gesso riciclato in base ai contratti che hanno stipulato con l azienda. Ogni cementificio, in genere, può richiedere alle varie aziende: - solo gesso 100% naturale da estrazione, oppure - gesso naturale miscelato con specifiche percentuali al gesso riciclato, oppure - gesso chimico proveniente dalla desolforazione dei fumi delle centrali termoelettriche che abbattono le emissioni di zolfo nei fumi. In un anno sono state vendute circa tonnellate di gesso miscelato aventi come destino i grandi cementifici della Lombardia. Caratteristiche del gesso recuperato e problematiche di commercializzazione Il processo di essicazione e di reidratazione del gesso è un processo reversibile e può avvenire più volte, senza che ci siano alterazioni delle proprietà del gesso. Tuttavia, può accadere che il gesso 235

236 chimico e quello riciclato presentino, dopo il processo di trattamento, qualche impurità rispetto a quello naturale di cava. Il gestore dell impianto ha sottolineato che è per questo motivo che le aziende preferiscono acquistare il gesso naturale per la produzione ad esempio di intonaci, in quanto l intonaco rischierebbe di essere danneggiato dalle eventuali impurità presenti all interno della polvere di gesso (ossia carta rimasta adesa nel caso del gesso riciclato o altri elementi estranei che possono contaminare il gesso chimico). L utilizzo del gesso riciclato nei cementifici dipende molto dalle sue caratteristiche fisiche e chimiche, diverse rispetto a quelle del gesso naturale. Il clinker, componente principale del cemento, viene prodotto partendo da materie prime naturali che vengono frantumate, finemente macinate e alimentate al forno di cottura a 1450 C per avere la formazione di nuovi minerali. In uscita dal forno, il clinker viene raffreddato rapidamente e mandato alla fase successiva di macinazione nei mulini, dopo l'aggiunta di gesso e altri componenti (ceneri, pozzolana, etc.). Il clinker ed i componenti aggiuntivi vengono macinati per formare diverse tipologie di cemento. Nel caso in cui però vengano usate grosse quantità di gesso riciclato, potrebbero sorgere delle complicazioni nella lavorazione, a causa della sua diversa polverosità e volatilità e delle impurità presenti al suo interno (residui di carta). Di conseguenza, per poter esser venduto ai cementifici, il gesso riciclato viene miscelato con quello naturale in modo da ridurre questi problemi di lavorazione. Il gestore evidenzia le problematiche attuali del mercato del gesso e la necessità di aprire nuovi mercati incentivando utilizzi secondari del gesso riciclato, diversi dall uso nei cementifici. Le ragioni di ciò sono diverse; la prima è che, a causa della crisi edilizia, la produzione di cemento in Italia è in calo e quindi è probabile che in prospettiva vi sarà anche una diminuzione della domanda di gesso. Inoltre, i cementifici italiani tendono sempre più a importare cemento da Paesi esteri che non hanno aderito al Protocollo di Kyoto (come la Cina) in quanto possono vender loro le quote verdi. I Certificati Verdi sono dei titoli negoziabili, che vengono rilasciati dal Gestore dei Servizi Energetici in proporzione all energia prodotta da un impianto alimentato da fonti rinnovabili. La normativa a carico dei produttori e degli importatori di energia elettrica prodotta da fonti non rinnovabili impone ad essi di immettere ogni anno nel sistema elettrico nazionale una quota minima di elettricità prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, in modo da incentivare il sistema. L obbligo si può rispettare in due modi: immettendo in rete energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili oppure acquistando i Certificati Verdi dai produttori di energia verde. Dal punto di vista economico ai cementifici italiani conviene vendere a quegli Stati i Certificati Verdi importando il loro cemento. 236

237 Un altro aspetto problematico che limita la domanda di gesso riciclato è che, ad oggi, i cementifici preferiscono utilizzare nel loro processo produttivo il gesso chimico nonostante questo presenti la stessa struttura e proprietà del gesso riciclato. I cementifici, infatti, hanno una maggiore convenienza economica ad usare il gesso chimico, perché ricevono dei finanziamenti per il suo acquisto, in quanto viene considerato come recupero di materia (il gesso chimico viene infatti prodotto dal processo di desolforazione dei fumi) mentre non ci sono guadagni nell uso del gesso riciclato. Un modo per aumentare la domanda di gesso riciclato potrebbe quindi essere l introduzione di incentivi finanziari anche per l acquisto del gesso riciclato ottenuto dal trattamento dei rifiuti in cartongesso. In questo modo però si verrebbe a creare una concorrenza interna all azienda, in quanto la società ha come business principale l estrazione e la vendita di gesso naturale, che nessuno comprerebbe più se troppo svantaggioso dal punto di vista economico rispetto a quello recuperato. Possibile ulteriore utilizzo del gesso riciclato e problematiche future Un altro impiego del gesso riciclato è nel settore agricolo. Il gesso recuperato potrebbe essere usato per la correzione del ph nei terreni acidi (esempio nel Veneto, Campania e Lazio). Tuttavia, in base a quanto è stato riferito dal gestore, sono molte le questioni che mettono in discussione la reale fattibilità di questo utilizzo. Innanzitutto il gesso deve essere sufficientemente puro e senza troppi residui di carta adesa per poterlo spandere in agricoltura. Inoltre, andrebbero effettuati dei campionamenti nei terreni per poter stabilire se sono basici o acidi e quindi quale eventuale correzione dover fare. Queste rilevazioni ad oggi vengono effettuate in pochi casi in quanto non sono ancora molto diffuse nella cultura agricola. Da ultimo, sarebbe necessario anche un incentivo economico per indurre il contadino ad acquistare gesso recuperato invece che gesso crudo naturale, per il quale c è una maggiore fiducia. Inoltre, vi è un altro aspetto legato al trattamento dei rifiuti di gesso che bisogna tenere in considerazione: al momento i rifiuti a base di gesso vengono miscelati alle macerie, sebbene questa sia una pratica rischiosa, poiché la presenza di gesso innalza il contenuto di solfati e quindi è possibile che le MPS prodotte (gli aggregati riciclati) non rispettino più il test di cessione previsto per la qualifica di MPS. Attualmente, poiché in Italia il consumo dei pannelli in cartongesso è ancora limitato (1 m 2 /persona contro 10 m 2 /persona della Francia ad esempio) e quindi anche i rifiuti di gesso prodotti sono più bassi, il gesso si riesce a miscelare con le macerie e si rientra nei limiti dell eluato previsti dal test di cessione. Ma, con un futuro aumento dell uso del cartongesso e quindi anche della produzione dei rifiuti a base di gesso, nascerà la problematica di come trattare questi rifiuti, in quanto non sarà più fattibile la loro miscelazione con le macerie. Ci vorrebbe quindi una valorizzazione maggiore di questo materiale riciclato, individuando nuovi possibili impieghi, in relazione anche alle difficoltà che potranno sorgere in futuro. Il problema 237

238 principale, infatti, non è la lavorazione necessaria per ottenere il gesso riciclato ma l uso che se ne può fare dopo il trattamento. Ad oggi il mercato maggiore resta legato all uso nei cementifici. COSTI E RICAVI DELL IMPIANTO La tariffa di conferimento del rifiuto in ingresso all impianto è in media di 50 /tonnellata. Il gesso ottenuto dopo la miscelazione viene venduto ai cementifici lombardi a circa /tonnellata. La carta separata dalla polvere di gesso dopo il trattamento viene stoccata in un area coperta, affinché non si inumidisca e non aumentino i costi del suo smaltimento. L azienda che gestisce l impianto, infatti, paga una società (impresa di materiali per l edilizia) di Torino per il ritiro della carta ottenuta dal trattamento, con un prezzo di smaltimento di circa 50 /tonnellata di carta smaltita. La società che ritira la carta, per ottimizzare i costi di trasporto, conferisce i propri scarti di cartongesso all impianto prima di ritirare la carta separata. Il gestore dell impianto ha sottolineato che la carta ottenuta dalla lavorazione ha un potere calorifico piuttosto basso e un volume limitato che rendono poco conveniente il suo recupero energetico tramite incenerimento. CONSUMI DELL IMPIANTO Per quanto riguarda i consumi associati alla lavorazione dei rifiuti, viene indicata una quantità di gasolio di circa litri/ora per un quantitativo di materia prima secondaria prodotta di circa 4-5 tonnellate/ora. Il consumo specifico è quindi di 2,5 litri/tonnellata di rifiuti trattati. FOTO DELL IMPIANTO Figura A Impianto di miscelazione del gesso riciclato dal trattamento di recupero con il gesso naturale di cava in Provincia di Asti 238