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MODERNE TECNICHE DI RECUPERO DEGLI SCARTI DI
LAVORAZIONE NELLA REALIZZAZIONE
DELL’INFRASTRUTTURA
Prof. Ing. Rosario Colombrita
LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA
TAORMINA 20 GIUGNO 2008
TUTELA DELL’AMBIENTE
Organizzazione del ciclo produttivo secondo lo schema del
cosiddetto “recupero integrato”
modificare le caratteristiche del rifiuto e reinserirlo nello
stesso ciclo di lavorazione o, se ciò non è possibile,
predisporlo per il confezionamento di altri prodotti
scarti provenienti dai processi di
costruzione e manutenzione delle strade:
- materiali scavati (non idonei per la formazione dei rilevati)
- materiali scarificati dalle vecchie sovrastrutture
RILEVATI STRADALI
Possibilità di impiego dei materiali di scarto:
• stabilizzazione a calce
• stabilizzazione a cemento
• stabilizzazione a calce e cemento
(Spanditrici – Pulvimixer)
SOVRASTRUTTURE STRADALI
• riciclaggio a caldo
• riciclaggio a freddo
rimozione, rigenerazione e riutilizzo dei conglomerati
bituminosi provenienti dalle pavimentazioni ammalorate
MOTIVI A FAVORE DEL RICICLAGGIO
•
riduzione impiego materie prime
•
riduzione aree da destinare a discarica
•
riduzione inquinamento
•
risparmio energetico
•
convenienza economica
NORMATIVA
Da un punto di vista legislativo la problematica del riciclaggio fa
riferimento a quanto di pertinenza nei DL 05/02/1997 n° 22 (Decreto
Ronchi) e DM 05/02/1998 n° 72.
Il Decreto Ronchi stabilisce i principi generali del recupero rifiuti non
pericolosi, purché codificati all’interno Catalogo Europeo Rifiuti. Il
conglomerato bituminoso fresato rientra nel CER e può quindi essere
recuperato a norma di legge, previa autorizzazione dell’Ente
competente (Regione/Provincia Ufficio Rifiuti - Settore Ecologia)
TECNICHE DI RICICLAGGIO
RICICLAGGIO A CALDO
- in sito
- in centrale
RICICLAGGIO A FREDDO
- in sito
- in centrale
IMPIEGO TAL QUALE
IMPIEGO TAL QUALE DEL FRESATO
Il fresato viene frequentemente utilizzato “tal quale”, ovvero
senza alcuna rigenerazione del legante in esso contenuto, per la
realizzazione di:
•RILEVATI
•SOTTOFONDI
•STABILIZZATI
•RIEMPIMENTI
•FONDAZIONI
•MISTI CEMENTATI
IMPIEGO TAL QUALE DEL FRESATO
E’ opportuno limitare le percentuali di impiego del fresato negli
strati sottostanti la pavimentazione stradale Per evitare
l’insorgere di deformazioni permanenti eccessive dovute alla
presenza del bitume (invecchiato, ma comunque in grado di
produrre scorrimenti tra i granuli per effetto della compattazione)
Per rilevati e sottofondi sono ammissibili valori del 50%, mentre
man mano che si va verso strati superiori, quali fondazioni e
misti cementati, è opportuno ridurre le percentuali di impiego del
fresato a valori tra il 25 ed il 30%
IL RICICLAGGIO A CALDO IN SITO
Il riciclaggio a caldo in sito viene effettuato tramite uno speciale
treno di attrezzature in grado di effettuare le seguenti operazioni:
•
SCARIFICA, spesso previo riscaldamento, della vecchia
pavimentazione fino alla profondità necessaria
•
RISCALDAMENTO
del
materiale
recuperato
all’interno del tamburo essiccatore
•
AGGIUNTA di materiali freschi (bitume ed inerti
lapidei)
•
MISCELAZIONE e posa in opera del conglomerato
riciclato
IL RICICLAGGIO A CALDO IN IMPIANTO
Il riciclaggio a caldo in centrale può essere effettuato sia negli
impianti di mescolamento discontinui sia in quelli continui a
tamburo mescolatore.
In entrambi i casi il sistema adottato è quello dello scambio di
calore, che prevede l’aggiunta di inerti nuovi surriscaldati per
innalzare
la
temperatura,
altrimenti
insufficiente,
del
conglomerato fresato.
IL RICICLAGGIO A FREDDO
Il riciclaggio delle pavimentazioni stradali effettuato
con tecniche “a freddo” è sempre più al centro
dell’attenzione degli operatori del settore in quanto
consente di ottenere notevoli benefici ambientali senza
rinunciare, grazie all’impiego del bitume espanso o
delle emulsioni con bitume modificato, all’affidabilità
tecnica del risultato finale
VANTAGGI
•ambientali
•buona qualità dello strato riciclato
•tempi brevi di costruzione
•sicurezza del traffico
Il riciclaggio a freddo in sito viene effettuato con
macchinari appositamente progettati, in grado di
fresare
la
vecchia
pavimentazione,
incorporare
l’emulsione, il bitume espanso e/o il cemento e
produrre
la
miscela
riciclata,
che
viene
immediatamente posta in opera e compattata.
Conglomerato riciclato con bitume schiumato
Si definiscono tali i conglomerati prodotti attraverso un
processo di miscelazione a freddo del bitume schiumato
con il fresato.
Il bitume schiumato si ottiene iniettando, in condizioni
controllate, una piccola percentuale di acqua fredda (2%
circa) nel bitume di base posto ad elevata temperatura (oltre
i 150°C, in relazione alla gradazione) in una camera di
espansione, determinando così la formazione di una vera e
propria “schiuma di bitume”.
Hot Bitumen
Cold Water and Air
Expansion Chamber
Spray Nozzle
Foamed Bitumen
Lo studio preliminare di laboratorio è fondamentale,
ancor più che nelle tecniche “a caldo”, al fine di
produrre un conglomerato che possa essere posto in
opera
correttamente
e
dotato
di
caratteristiche
meccaniche confacenti alle prescrizioni di Capitolato.
Il treno di riciclaggio, di lunghezza pari a 40 m, velocità di avanzamento
di circa 10m/min e produzione media di circa 225 m3/h, è così
composto:
• riciclatrice
• mescolatore (cisterna per l’acqua, silos del cemento, dosatore e
mescolatore)
• autocisterna del bitume a caldo
• autocisterna per il rifornimento di acqua
• rullo vibrante monotamburo da 25 t, munito di sistema di
controllo/ottimizzazione della compattazione
• rullo vibrante da 14 t, munito di sistema di controllo/ottimizzazione
della compattazione
La
compattazione
va effettuata
subito dopo
la stesa
Come si presenta dopo la compattazione
I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI
Ricerca di tecnologie sempre più efficienti
indirizzate verso la riduzione dei consumi di
energia e di risorse naturali non rinnovabili.
La “crisi” petrolifera, attualmente in una fase
particolarmente onerosa e prolungata, impatta
sulle tecniche tradizionali basate su cospicui
conferimenti di energia termica e costituisce
un ulteriore impulso verso la ricerca di
processi mirati ad una drastica riduzione delle
temperature operative.
Considerando che riduzioni di 10°C
dimezzano le emissioni di fumi ben si
comprende come queste tecniche, oltre a
realizzare risparmi energetici, possano
contribuire a salvaguardare l’ambiente ed a
migliorare le condizioni di lavoro.
SCHEMA DI CONFEZIONAMENTO DELLE MISCELE CON
PROCESSO A CALDO
Si definisce WAM (Warm Asphalt Mix
traducibile in Miscela Bituminosa Tiepida), il
conglomerato bituminoso ottenuto da processi
in cui le temperature risultano di decine di gradi
inferiori a quelle tipiche delle tecniche di
produzione a caldo (HAM Hot Asphalt Mix).
Le tecnologie di produzione delle WAM,
oggetto di numerose sperimentazioni all’estero,
stanno cominciando a riscuotere un certo
interesse anche sul mercato italiano
SCHEMA DELLE TEMPERATURE DI PROCESSO PER
CONGLOMERATI BITUMINOSI A CALDO E A FREDDO
MISCELE A CALDO
Si confezionano in impianti in cui si raggiungono
temperature non inferiori a 150-180°C
Svantaggi:
Richiedono notevole impiego di energia e si producono
emissioni nocive (fumi di bitume)
MISCELE A FREDDO
Si caratterizzano per i ridotti consumi energetici ed i bassissimi livelli
di emissioni e si basano sull’impiego di emulsioni bituminose in
grado di veicolare, a temperatura ambiente, il bitume tra gli aggregati.
Svantaggi:
• il rivestimento degli inerti inizia solo dopo la “rottura”
dell’emulsione e pertanto il raggiungimento delle adeguate
caratteristiche meccaniche necessita di un periodo di maturazione
della miscela che può durare anche dei mesi
• l’emulsione bituminosa può non rivestire completamente le
pezzature più grossolane dell’aggregato
MISCELE TIEPIDE
Vantaggi:
risparmio energetico e conseguente riduzione del consumo di
combustibile che, come è noto, rientra tra le risorse non
rinnovabili
abbattimento delle emissioni sia presso l’impianto di
produzione che sul cantiere reso ancora più evidente se si
considera che la riduzione delle temperature influisce non solo
sulla quantità dei fumi emessi ma anche sulla loro composizione
minore usura dei mezzi utilizzati nell’ambito del processo di
produzione, derivante dall’abbattimento delle temperature
MISCELE TIEPIDE
effetti positivi sulla gestione dei cantieri per la costruzione e la
manutenzione delle pavimentazioni stradali:
estensione del periodo lavorativo anche nelle stagioni meno
calde
copertura di maggiori distanze di trasporto del materiale
proveniente dagli impianti di confezionamento, a parità di
temperatura finale
riduzione dei tempi di attesa per l’apertura al traffico di tratti di
pavimentazione appena messa in opera
Possibilità di utilizzo di nuovi mini-impianti semoventi in sito
per la produzione del binder e di strati di usura
TECNOLOGIE PER LA PRODUZIONE DI
CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI
ADDITIVAZIONE CON FLUIDIFICANTI DEL BITUME
FORMAZIONE DI SCHIUMA DI BITUME
TECNOLOGIE PER LA PRODUZIONE DI
CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI
CONCLUSIONI:
Le tecniche WAM ben rappresentano gli sforzi tesi a governare
le caratteristiche chimico-fisiche dei bitumi allo scopo di ottenere
un legante multifunzionale che al momento della messa in opera
presenti una elevata lavorabilità ma che sia in grado di assumere in
tempi brevi le caratteristiche meccaniche necessarie a sopportare i
carichi indotti dal traffico stradale
L’efficienza delle tecniche tiepide in fase di manutenzione sarà
definitivamente sancita quando ne sarà possibile l’utilizzo nei treni
di riciclaggio in sito. In questo caso ai risparmi energetici già
realizzati si aggiungeranno anche quelli relativi al completo
riutilizzo del fresato ed alla riduzione dei costi di trasporto dei
materiali.

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