continui - Consulta Ordini Ingegneri Sicilia
Transcript
continui - Consulta Ordini Ingegneri Sicilia
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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 RILEVATI STRADALI Possibilità di impiego dei materiali di scarto: • stabilizzazione a calce • stabilizzazione a cemento • stabilizzazione a calce e cemento (Spanditrici – Pulvimixer) LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 SOVRASTRUTTURE STRADALI • riciclaggio a caldo • riciclaggio a freddo rimozione, rigenerazione e riutilizzo dei conglomerati bituminosi provenienti dalle pavimentazioni ammalorate LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 MOTIVI A FAVORE DEL RICICLAGGIO • riduzione impiego materie prime • riduzione aree da destinare a discarica • riduzione inquinamento • risparmio energetico • convenienza economica LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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) LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 TECNICHE DI RICICLAGGIO RICICLAGGIO A CALDO - in sito - in centrale RICICLAGGIO A FREDDO - in sito - in centrale IMPIEGO TAL QUALE LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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% LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO VANTAGGI •ambientali •buona qualità dello strato riciclato •tempi brevi di costruzione •sicurezza del traffico LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO Conglomerato riciclato con bitume schiumato Si definiscono tali i conglomerati prodotti attraverso un processo di miscelazione a freddo del bitume schiumato con il fresato. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO Conglomerato riciclato con bitume schiumato 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”. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO Conglomerato riciclato con bitume schiumato Hot Bitumen Cold Water and Air Expansion Chamber Spray Nozzle Foamed Bitumen LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO La compattazione va effettuata subito dopo la stesa LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 IL RICICLAGGIO A FREDDO Come si presenta dopo la compattazione LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI SCHEMA DI CONFEZIONAMENTO DELLE MISCELE CON PROCESSO A CALDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI SCHEMA DELLE TEMPERATURE DI PROCESSO PER CONGLOMERATI BITUMINOSI A CALDO E A FREDDO LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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) LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 I CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI 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 LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 TECNOLOGIE PER LA PRODUZIONE DI CONGLOMERATI BITUMINOSI TIEPIDI ADDITIVAZIONE CON FLUIDIFICANTI DEL BITUME FORMAZIONE DI SCHIUMA DI BITUME LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008 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. LE INFRASTRUTTURE LINEARI DI TRASPORTO E IL GOVERNO DELLA MOBILITA’ IN SICILIA TAORMINA 20 GIUGNO 2008