L applicazione della tecnologia. delle microonde al trattamento. dell amianto

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Alberto Marchetti
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1 L applicazione della tecnologia delle microonde al trattamento dell amianto Sabrina Portofino PROT - STP

2 INTRODUZIONE L amianto è presente in Italia in quantità pari a 2 milioni di tonnellate. E stato commercializzato in oltre 3000 prodotti: 69% come fibrocemento 10% come materiale di rivestimento 7% carte e cartoni 3% freni e frizioni 2% prodotti tessili una frazione minore nelle plastiche rinforzate e nelle resine

E stato commercializzato in oltre 3000 prodotti: 69% come fibrocemento 10%

3 INTRODUZIONE I minerali di amianto contribuiscono alla formazione di diverse patologie cliniche. La normativa attuale proibisce l estrazione e la commercializzazione dell amianto e impone inoltre i prodotti che lo contengono siano smaltiti come rifiuti. La maggior parte dei rifiuti contenenti amianto è destinata allo smaltimento in discariche di categoria 2C. Da qui l esigenza di ricorrere a processi di trattamento, aventi l obiettivo immediato di trasformare i RCA da tossici a speciali, e consentirne lo smaltimento in discariche di categoria inferiore.

smaltiti come rifiuti. La maggior parte dei rifiuti contenenti amianto è destinata allo smaltimento in discariche di categoria 2C.

4 INTRODUZIONE Lo scopo del presente lavoro è stato quello di mettere a punto un trattamento di inertizzazione termica in situ dell amianto, mediante l utilizzo di un applicatore aperto di microonde, trasformandolo in un materiale innocuo ed eventualmente riutilizzabile.

amianto, mediante l utilizzo di un applicatore aperto di microonde,

5 LE MICROONDE Le microonde sono onde elettromagnetiche di lunghezza d onda compresa tra 1 m (300 MHz) e 0,3 mm (1THz); nella maggior parte dei casi, per le applicazioni industriali si utilizza la frequenza 2450 MHz Le sostanze irraggiate con le microonde possono presentare uno dei seguenti fenomeni: riflessione, trasparenza, assorbimento Il riscaldamento prodotto dalle microonde è detto dielettrico, ed è inteso come la generazione di calore in materiali a bassa conducibilità elettrica per l azione di un campo elettrico ad alta frequenza

presentare uno dei seguenti fenomeni: riflessione, trasparenza, assorbimento Il riscaldamento prodotto dalle microonde è detto

6 LE MICROONDE Perché un substrato possa essere sottoposto alle microonde, deve possedere una struttura molecolare asimmetrica, come nel caso della molecola dell acqua Le molecole di tali substrati formano dipoli elettrici che, esposti ad un campo elettrico, tendono ad allinearsi con le linee del campo e quindi ad assorbire energia Sotto l influenza di un campo alternato, le molecole dipolari subiscono oscillazioni e, a causa di attriti, trasformano l energia assorbita in energia termica

ad un campo elettrico, tendono ad allinearsi con le linee del campo e quindi ad assorbire energia Sotto l influenza di un

7 LE MICROONDE La permittività di un materiale rappresenta la sua capacità di interagire con un campo elettromagnetico, ovvero di subire riscaldamento dielettrico. Tale grandezza è funzione della natura del materiale, della temperatura e della frequenza associata al campo elettromagnetico. Materiale ε ε tan δ Acqua 78,0 12,0 0,15 Ghiaccio 0,003 0,001 0,0009 Polietilene 2,3 0,001 0,0004 Gomma naturale 2,2 0,01 0,005 Pane 4,6 1,20 0,26

Tale grandezza è funzione della natura del materiale, della temperatura e della frequenza associata al campo

8 L AMIANTO Serie mineralogica Anfiboli Nome Crocidolite Na 2 (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Amosite (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Antofillite (Mg, Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Serpentino Actinolite Ca 2 (Mg,Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2 Tremolite Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) Crisotilo Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4

Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Serpentino Actinolite Ca 2 (Mg,Fe) 5 Si 8 O 22

9 L AMIANTO CRISOTILO CROCIDOLITE AMOSITE

10 L AMIANTO Il tipo di amianto più diffuso in Italia è il crisotilo Il crisotilo è un minerale serpentino con fibrille piuttosto lunghe e di sezione ridotta ( nm) Copre da solo il 90% della produzione mondiale CARATTERISTICA Resistenza a trazione Modulo di Young Flessibilità Densità Durezza Calore specifico Resistività Suscettibilità magnetica VALORE 3*10 4 Kg/cm 2 1,65*10 6 Kg/cm 2 Ottima 2,55*10 3 Kg/m 3 2,5-4 mohs 0,27 Kcal/Kg C 0,003-0,150 MOhm*cm Scarsa

5 nm) Copre da solo il 90% della produzione mondiale CARATTERISTICA Resistenza a trazione Modulo di Young

11 L AMIANTO Absorbance Spettro FTIR Wavenumbers (cm-1)

16 0.14 Spettro FTIR 3688.43 1085.15 617.63 0.

12 L AM Analisi termica differenziale (DTA) Sample: cartone di amianto Size: mg Method: Temperature DTA File: C:\TA\Data\DSC\amianto\cartone.0 Operator: Sabrina Run Date: 14-May-02 08: C C/mg Temperature Difference ( C/mg) C C/mg

$C:\TA\Data\DSC\amianto\cartone.$

13 L APPLICATORE APERTO

14 L APPLICATORE APERTO Il sistema è costituito da: gruppo emettitore di microonde: 3 magnetron da 6 kw a 2,450 GHz sistema di aspirazione quadro elettrico di potenza e consolle di comando sistemi di movimentazione remota

2,450 GHz sistema di aspirazione quadro elettrico di

15 PROVE SPERIMENTALI

16 PROVE SPERIMENTALI Misura della temperatura con fibre ottiche

17 PROVE SPERIMENTALI Prova Potenza (%) Distanza della superficie del campione dalla bocca dell emettitore (cm) T max ( C) A B C D E F G

emettitore (cm) T max ( C) A 60 2 1150 B 60 2 1140

18 PROVE SPERIMENTALI Prova Potenza (%) Distanza della superficie del campione dalla bocca dell emettitore (cm) T max ( C) H 60 2 R I R L Variabile M Variabile N Variabile

emettitore (cm) T max ( C) H 60 2 R I 100 2 R L

19 RISULTATI

20 RISULTATI Spettro FTIR 2000 Wavenumbers (cm-1) Absorbance

21 RISULTATI amianto di partenza 0.15 Absorbance amianto trattato con microonde Wavenumbers (cm-1) 3000

22 RISULTATI Absorbance amianto trattato con microonde amianto di partenza Wavenumbers (cm-1) 500

23 RISULTATI

24 PROVE SU STRATI SOVRAPPOSTI

25 PROVE SU STRATI SOVRAPPOSTI Prova Potenza (%) Distanza della superficie del campione dalla bocca dell emettitore (cm) T max ( C) H 60 2 R I R L Variabile M Variabile N Variabile

26 RISULTATI

27 RISULTATI

28 CONCLUSIONI Il trattamento termico dell amianto crisotilo mediante irraggiamento di microonde promuove la trasformazione del minerale in un materiale inerte L applicazione delle microonde consente il rapido riscaldamento del materiale e una conseguente riduzione dei costi energetici associati, rispetto ai metodi convenzionali La tipologia di applicatore adoperato si presta alla messa a punto di processi di trattamento in situ, per l amianto come per altri rifiuti di difficile gestione

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