Prevenzione e riduzione integrate dell`inquinamento Documento di

Prevenzione e riduzione integrate dell`inquinamento Documento di

COMMISSIONE EUROPEA
DIREZIONE-GENERALE CCR
CENTRO COMUNE DI RICERCA
Istituto di prospettiva tecnologica
Prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento
Documento di riferimento
Le migliori tecniche disponibili per il trattamento
superficiale di metalli e plastica
Settembre 2005
Edificio EXPO, c/Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla - Spain
Telephone: direct line (+34-95) 4488-284, switchboard 4488-318. Fax: 4488-426.
Internet: http://eippcb.jrc.es; Email: [email protected]
Il presente documento fa parte della serie qui sotto indicata (al momento della redazione del
documento non tutti i documenti che figurano nell’elenco erano stati elaborati):
Titolo
codice BREF
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per l’allevamento intensivo di pollame e
suini
ILF
Documento di riferimento sui principi generali del monitoraggio
MON
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la concia delle pelli
TAN
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per l’industria del vetro
GLS
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per l’industria della pasta per carta e della
carta
PP
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione di ferro e acciaio
I&S
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per l’industria di produzione del cemento
e della calce
CL
Documento di riferimento sull’applicazione delle migliori tecniche disponibili per i sistemi di
raffreddamento industriali
CV
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nel settore della produzione dei clorurialcalini
CAK
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nel settore della trasformazione dei metalli
ferrosi
FMP
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nelle industrie dei metalli non ferrosi
NFM
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nell’industria tessile
TXT
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per le raffinerie di petrolio e di gas
REF
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione di prodotti chimici
organici su grande scala
LVOC
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per i sistemi di trattamento e gestione
delle acque reflue e dei gas di scarico nel settore chimico
CWW
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nell’industria alimentare, nell’industria
delle bevande e nell’industria lattiera
FM
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per gli impianti di forgiatura e per le
fonderie
SF
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nel campo delle emissioni prodotte dallo
stoccaggio
ESB
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per gli aspetti economici e gli effetti
incrociati
ECM
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per i grandi impianti di combustione
LCP
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili nei macelli e nell’industria dei
sottoprodotti animali
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la gestione dei residui e degli sterili
delle attività di scavo nelle attività estrattive e minerarie
SA
MTWR
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per il trattamento superficiale dei metalli
STM
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per il settore del trattamento dei rifiuti
WT
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili la produzione su grande scala di prodotti
LVIC-AAF
chimici inorganici (ammoniaca, acidi e fertilizzanti)
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per l’incenerimento dei rifiuti
WI
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione di polimeri
POL
Documento di riferimento sulle tecniche per l’efficienza energetica
ENE
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione di prodotti organici
della chimica fine
OFC
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione di prodotti chimici
inorganici speciali
SIC
Chapter 1
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per il trattamento superficiale con solventi
STS
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la produzione su grande scala di
prodotti chimici inorganici (solidi ed altri)
LVIC-S
Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per il settore dei prodotti ceramici
CER
Sintesi
SINTESI
Il documento di riferimento (BREF) sulle migliori tecniche disponibili (BAT - Best Available
Techniques) intitolato ‘Trattamento superficiale dei metalli e della plastica (STM)’ è frutto
dello scambio di informazioni a norma dell’articolo 16, paragrafo 2, della direttiva 96/61/CE (in
appresso ‘direttiva IPPC’) del Consiglio. La presente sintesi - da leggersi unitamente alla
prefazione nella quale sono spiegati gli obiettivi, l’uso e i termini giuridici impiegati nel BREF
– espone i risultati più importanti e le principali conclusioni sulle “migliori tecniche disponibili”
(Best available techniques - BAT) e sui relativi livelli di emissione/consumo. Pur potendo
essere letto e considerato come un documento a sé stante, è pur sempre una sintesi e quindi non
presenta tutta la complessità del testo integrale del BREF, né sostituisce quest’ultimo come
strumento nel processo decisionale relativo alle BAT.
Ambito di applicazione
Il presente documento riguarda gli impianti di cui al punto 2.6 dell’allegato 1 della direttiva
IPPC 96/61/CE, ossia gli ‘impianti per il trattamento di superficie di metalli e materie plastiche
mediante processi elettrolitici o chimici qualora le vasche destinate al trattamento utilizzate
abbiano un volume superiore a 30 m³’. L’interpretazione di quest’ultima condizione, ossia
‘qualora le vasche destinate al trattamento utilizzate abbiano un volume superiore a 30 m³’ è
importante ai fini della decisione in merito alla sussistenza o meno dell’obbligo di ottenere
un’autorizzazione IPPC per un determinato impianto. In questa ottica, la precisazione
introduttiva all’allegato I della direttiva: ‘Qualora uno stesso gestore ponga in essere varie
attività elencate alla medesima voce in uno stesso impianto o in una stessa località, si sommano
le capacità di tali attività’, assume un’importanza cruciale. Molti complessi produttivi
associano linee di produzione di dimensioni grandi e piccole, processi elettrolitici a processi
chimici, nonché attività correlate. Per tale motivo, nell’ambito dello scambio di informazioni si
sono esaminati tutti i processi, indipendentemente dalla loro scala.
In concreto, il documento tratta i processi elettrolitici e chimici attualmente usati, ossia i
processi di tipo acquoso, descrivendo inoltre le attività direttamente correlate, ad esclusione di:
•
•
•
•
•
tempra (ad eccezione dei processi anti-infragilimento da idrogeno);
altri trattamenti superficiali quali la deposizione in fase vapore di metalli;
zincatura a caldo e decapaggio in massa di acciai e metalli ferrosi: questi processi sono
trattati dal BREF per l’industria di trasformazione dei metalli ferrosi;
procedimenti di trattamento superficiale oggetto del BREF per i trattamenti superficiali
con solventi (STS), benché la sgrassatura con solventi sia citata nel presente documento
tra le opzioni di sgrassaggio;
elettroverniciatura (verniciatura elettroforetica), anch'essa oggetto del BREF STS.
Trattamento superficiale di metalli e plastica (STM)
I trattamenti superficiali dei metalli e delle materie plastiche mirano a modificare le proprietà
dei materiali trattati: a scopo decorativo e per la riflettività, per aumentare la durezza e la
resistenza all’usura, prevenire la corrosione e favorire l’adesione di altri trattamenti, quali la
verniciatura o l’applicazione di rivestimenti fotosensibili per la stampa. Le materie plastiche,
facili ed economiche da produrre e stampare, mantengono le loro proprietà, quali la capacità
isolante e la flessibilità, mentre alla superficie sono conferite caratteristiche proprie dei metalli. I
circuiti stampati (o ‘PCB’ da Printed circuit boards) sono un prodotto particolare, in cui
intricati circuiti elettronici sono realizzati facendo aderire dei metalli a una superficie di plastica.
Il trattamento superficiale dei metalli non è identificabile con un comparto industriale verticale
a sé stante, poiché i servizi offerti sono fruiti da uno ampio e disparato spettro di settori
manifatturieri, quali ad esempio quello della componentistica elettronica (computer), della
telefonia mobile, degli elettrodomestici, degli autoveicoli, ecc.
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Sintesi
Il mercato è suddiviso approssimativamente nei seguenti segmenti: automobilistico 22 %, edile
9 %, imballaggi per alimenti e bevande 8 %, apparecchiature elettriche 7 %, elettronica 7 %,
semilavorati dell’acciaio (componenti per altri assemblati) 7 %, attrezzature industriali 5 %,
settore aerospaziale 5 %, altri 30 %. I componenti trattati variano da viti, bulloni e dadi,
gioielleria e montature di occhiali, componenti per il settore automobilistico e altre industrie,
fino a rotoli di laminati di acciaio larghi due metri e del peso di 32 tonnellate per la formatura di
telai di autoveicoli, contenitori per bevande ed alimenti, ecc. In funzione della dimensione, della
forma e della finitura richiesta, i pezzi o i substrati da trattare sono posti su linee a telaio, nel
caso di singoli pezzi o di un numero limitato di pezzi di elevata qualità, o su linee a rotobarile
nel caso di pezzi numerosi di qualità inferiore o di substrati continui (dai fili ai laminati di
grandi dimensioni), trattati con processi continui. I circuiti stampati richiedono delle fasi
successive di lavorazione particolarmente complesse. Essendo tutte le lavorazioni effettuate con
l’ausilio di telai, le operazioni trattate e descritte nel documento si riferiscono agli impianti a
telaio, mentre a talune problematiche specifiche della lavorazione con rotobarili, del trattamento
di substrati continui e dei circuiti stampati sono dedicati delle sezioni supplementari specifiche.
Benché non si disponga di dati complessivi delle attività, nel 2000 la lavorazione su grande
scala di substrati continui d’acciaio è stata dell’ordine di circa 10,5 milioni di tonnellate, mentre
circa 640 000 tonnellate di componenti strutturali sono stati anodizzati. Per avere un’idea della
portata e dell’importanza del settore, si pensi che ogni autoveicolo contiene più di 4000
componenti sottoposti a trattamenti superficiali, tra cui la carrozzeria, e che un Airbus ne ha più
di due milioni.
Nell’UE a quindici ci sono 18 000 impianti (soggetti o meno all’IPPC), nonostante una
contrazione di oltre il 30% registrata negli ultimi anni dal settore, a seguito della migrazione
delle attività del settore meccanico verso l’Asia. Oltre il 55 % del settore è costituito da imprese
subfornitrici specializzate, il resto è rappresentato per lo più da PMI, per le quali i trattamenti
superficiali sono una delle attività effettuate nel complesso industriale. Alcuni grandi impianti
fanno parte di grandi aziende, sebbene la stragrande maggioranza sia di proprietà di PMI, con
un numero di addetti solitamente compreso tra 10 e 80. Le linee di produzione sono in genere
modulari e costituite da una serie di cisterne. I grandi impianti sono tuttavia specializzati e sono
caratterizzati da una forte intensità di capitale.
Principali problematiche ambientali
Il settore STM svolge un ruolo fondamentale per il prolungamento della vita dei metalli, quali
quelli usati nelle scocche degli autoveicoli e nei materiali da costruzione. Le lavorazioni sono
inoltre utilizzate per dispositivi che aumentano la sicurezza o riducono il consumo di materie
prime (ad es. la placcatura dei sistemi di frenaggio e delle sospensioni nel settore aerospaziale
ed automobilistico, la placcatura degli iniettori di carburante ad alta precisione usati nei motori
degli autoveicoli per diminuire il consumo di carburante, la placcatura di materiali impiegati per
lo scatolame utilizzato per i cibi conservati, ecc.). L’impatto ambientale principale è costituito
dal consumo di energia, acqua e materie prime, dalle emissioni nelle acque superficiali e
sotterranee, dai rifiuti solidi e liquidi, nonché dallo stato del suolo al momento della dismissione
delle attività.
La maggioranza dei processi trattati nel presente documento sono di tipo acquoso; il consumo e
la gestione dell’acqua rivestono pertanto un ruolo centrale, avendo dei riflessi anche sull'uso
delle materie prime e il relativo impoverimento dell’ambiente. Le tecniche sia di processo sia di
fine ciclo incidono sulla quantità e qualità delle acque reflue, nonché sulla natura e quantità dei
rifiuti solidi e liquidi prodotti. Nonostante i miglioramenti delle prassi e delle infrastrutture, il
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Sintesi
settore è ancora causa di diversi incidenti ambientali e fonte di rischi di rilasci imprevisti, ad
elevato impatto ambientale.
Per le reazioni elettrochimiche e per l'esercizio dei macchinari degli impianti si utilizza
l’elettricità. Per riscaldare le vasche di trattamento e i locali di lavoro, nonché per l'essiccazione
si ricorre per lo più ad altri combustibili.
La principale fonte di emissioni nelle acque sono i metalli, utilizzati in forma di sali solubili. A
seconda del procedimento, le emissioni possono contenere cianuri (sebbene in misura sempre
minore), nonché sostanze tensionattive, alcune con scarsa biodegradabilità e con effetto
cumulativo, quali ad es. gli NPE e i PFOS. Il trattamento con ipoclorito degli effluenti
contenenti cianuro può dare origine ad AOX. Gli agenti complessanti (tra i quali i cianuri e gli
EDTA) possono interferire con l'eliminazione dei metalli durante la depurazione delle acque
reflue o rimobilizzare i metalli nell’ambiente acquatico. Altri ioni, ad es. cloruri, solfati, fosfati,
nitriti e anioni contenenti boro, possono avere un impatto significativo a livello locale.
Il settore STM non è una fonte rilevante di emissioni nell’atmosfera, ma alcune emissioni
possono avere un impatto locale, ad esempio NOX, HCl, HF, i particolati di acidi prodotti dalle
operazioni di decapaggio, le nebbie di cromo esavalente che si formano nel corso dei processi di
cromatura al cromo esavalente, nonché l’ammoniaca rilasciata dall’attacco del rame durante la
fabbricazione di circuiti stampati e la placcatura non elettrolitica. Durante la preparazione
meccanica dei componenti, dall’azione dei prodotti abrasivi sui substrati può essere rilasciata
della polvere. Altre emissioni possono derivare dai solventi usati per talune operazioni di
sgrassatura.
Procedimenti e tecniche utilizzate
Ad esclusione di poche attività semplici, tutte le operazioni richiedono qualche forma di
pretrattamento (ad es. sgrassaggio), seguito da almeno un trattamento principale (ad es.
placcatura elettrolitica, anodizzazione o trattamento chimico) e, da ultimo, l'essiccazione. Tutti i
procedimenti sono stati sviluppati per linee ove i substrati sono appesi a telai; in taluni processi i
pezzi sono collocati in rotobarili, mentre altri sono effettuati su bobine o grandi rotoli di
substrati. I circuiti stampati sono sottoposti ad una complessa sequenza di operazioni
successive, fino a sessanta in alcuni casi. Per i processi che implicano rotobarili, substrati
continui e circuiti stampati sono fornite delle informazioni integrative.
Consumi ed emissioni
I migliori dati sono quelli che si riferiscono alle quantità lavorate espresse i metri quadri di
superficie trattata, ma i dati di questo tipo sono scarsi. La maggioranza dei dati si riferiscono
alle concentrazioni di emissioni per impianti specifici o per categorie settoriali o per
regioni/paesi. A parte alcuni sistemi di raffreddamento, la maggior parte dell’acqua è impiegata
per i risciacqui. L’energia (combustibili fossili ed elettricità) è utilizzata per riscaldare i bagni di
processo e per l’essiccazione. L’elettricità è inoltre usata in alcuni casi per il raffreddamento,
nonché per l’attivazione dei processi elettrochimici, delle pompe e delle apparecchiature di
processo, per il riscaldamento di vasche supplementari e dei locali, nonché per l’illuminazione.
In ordine alle materie prime, si rileva un notevole impiego di metalli (anche se non in termini
assoluti, se si pensa ad es. che solo il 4 % del nickel venduto in Europa è destinato ai trattamenti
superficiali). Anche gli acidi e gli alcali sono impiegati in grandi quantità, mentre altre sostanze
- quali i tensioattivi - sono spesso forniti in preparati commerciali.
Le emissioni sono scaricate essenzialmente nell’acqua ed ogni anno sono prodotte circa 300 000
tonnellate di residui pericolosi (con un quantitativo medio di 16 tonnellate per impianto),
costituiti per lo più dai fanghi provenienti dal trattamento delle acque reflue o dalle soluzioni di
processo esaurite. Talune emissioni nell’atmosfera hanno un'incidenza locale rilevante, tra cui le
emissioni sonore.
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Sintesi
Tecniche da considerare ai fini della determinazione delle BAT
Al fine dell'attuazione dell'IPPC nel settore è importante che si esaminino i seguenti elementi:
l’efficacia dei sistemi di gestione (compresa la prevenzione di incidenti ambientali e la
minimizzazione del loro impatto, soprattutto per quanto riguarda il suolo, le acque sotterranee e
la dismissione del sito); l’uso efficiente delle materie prime, dell’energia e dell’acqua; l’impiego
di sostanze alternative meno dannose; la massima riduzione dei rifiuti e delle acque reflue e il
loro recupero e riciclaggio.
Queste problematiche sono affrontate da diverse tecniche integrate di processo e di fine ciclo.
Nel documento sono illustrate più di 200 tecniche per la prevenzione e la riduzione
dell’inquinamento, raggruppate sotto le 18 voci qui riportate.
1. Strumenti di gestione ambientale: i sistemi di gestione ambientale sono indispensabili per
minimizzare l’impatto ambientale delle attività industriali in generale e devono prevedere talune
misure specificamente importanti per il settore STM, tra cui la dismissione del sito. Altri mezzi
sono la riduzione al minimo le rilavorazioni, con conseguente limitazione dell’impatto
ambientale, la fissazione di valori di riferimento (benchmarks) per i consumi, l’ottimizzazione
delle linee dei processi (facilmente realizzabile con l'impiego di sistemi informatici) e il
controllo dei processi.
2. Progettazione, costruzione ed esercizio dell’impianto: sono indicate diverse possibili misure
per prevenire e contenere il rilascio accidentale di sostanze nell’ambiente, in modo da evitare
l'inquinamento del suolo e delle acque sotterranee.
3. Problemi generali d’esercizio: tecniche per la protezione dei materiali da trattare che
diminuiscono il trattamento necessario e, di riflesso, i consumi e le emissioni. La corretta
manipolazione dei pezzi da trattare nel liquido consente di ridurre il trascinamento (drag-out) di
sostanze chimiche dalle soluzioni di processo, mentre l’agitazione delle soluzioni di processo
garantisce delle concentrazioni omogenee alla superficie, oltre a ridurre la temperatura in
superficie dell’alluminio nell’anodizzazione.
4. Input di energia ed acqua (‘utility input’) e loro gestione: tecniche per ottimizzare il consumo
di elettricità in generale e per ottimizzare l’uso dell’energia e/o dell’acqua per il raffreddamento.
Per riscaldare le soluzioni, mediante sistemi diretti o indiretti, sono usati principalmente altri
combustibili e le perdite di calore possono essere controllate.
5. e 6. Riduzione e controllo del trascinamento (drag-out): tecniche di risciacquo e di recupero
del trascinamento. Nel settore, la principale fonte di contaminazione è rappresentata dal
trascinamento, attraverso i pezzi trattati, dei materiali dalle soluzioni di processo nelle acque di
risciacquo. Il mantenimento dei materiali all’interno del processo, nonché il ricorso a tecniche di
risciacquo che permettano di recuperare il trascinamento, sono fondamentali per la riduzione del
consumo di materie prime e di acqua, nonché per il contenimento sia delle emissioni di sostanze
inquinanti nell’acqua sia del volume dei rifiuti.
7. Altre modalità per l'impiego ottimale delle materie prime: oltre al problema del
trascinamento sopra menzionato, un inadeguato controllo del processo può determinare il
sovraddosaggio, con conseguente maggiore consumo dei materiali e perdite nelle acque reflue.
8. Tecniche con elettrodi: in alcuni processi elettrolitici, l’anodo di metallo è molto più
efficiente della deposizione, il che provoca l’accumulo di metallo all’anodo e crescenti perdite
di metallo, con conseguente aumento degli sprechi e problemi di qualità.
9. Sostituzione: la direttiva IPPC impone di esaminare le possibilità d’impiego di sostanze
alternative meno pericolose. Nel documento sono discusse diverse opzioni per la sostituzione
dei prodotti e dei processi chimici.
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Sintesi
10. Mantenimento delle soluzioni di processo: le sostanze inquinanti si accumulano nelle
soluzioni a seguito del trascinamento o della decomposizione delle materie prime, ecc. Sono
esaminate delle tecniche per l’eliminazione di tali inquinanti, al fine di migliorare la qualità del
prodotto finito e ridurre la rilavorazione necessaria per i pezzi scartati, risparmiando altresì
materie prime.
11. Recupero dei metalli: queste tecniche sono spesso usate assieme ad altri accorgimenti per
ridurre e recuperare il trascinamento dei metalli dalle soluzioni di processo.
12: Attività di post-trattamento: comprendono l’essiccazione e l’antinfragilimento, benché non
siano stati forniti dati al riguardo.
13: Substrati continui – trattamento su grande scala di substrati di acciaio continui: tecniche
specifiche applicabili al trattamento su grande scala di substrati continui d’acciaio, da affiancare
alle tecniche, già menzionate nelle altre sezioni, applicabili anche ad altre lavorazioni con rotoli
o da bobina a bobina (‘reel-to-reel’)
14: Circuiti stampati: tecniche specifiche per la fabbricazione di circuiti stampati, per i quali
vale tuttavia anche quanto indicato nella trattazione generale delle tecniche.
15: Abbattimento delle emissioni nell’atmosfera: taluni processi producono emissioni
nell’atmosfera che devono essere contenute per rispettare le norme ambientali per la qualità
dell'aria vigenti a livello locale. Il documento tratta le tecniche di processo, nonché le tecniche
di estrazione e di depurazione.
16: Abbattimento dello scarico di acque reflue: le acque reflue e la perdita di materie prime
possono essere ridotte, ma molto raramente si può raggiungere un livello di emissione zero.
L’impiego di ulteriori tecniche per la depurazione delle acque reflue dipende dalle sostanze
chimiche presenti, compresi i cationi e gli anioni metallici, gli oli e i grassi, nonché gli agenti
complessanti.
17: Gestione dei rifiuti: la minimizzazione dei residui è possibile mediante la riduzione del
trascinamento (drag-out) e l’impiego di tecniche per il mantenimento delle soluzioni di
processo. I principali flussi di rifiuti sono i fanghi risultanti dal trattamento delle acque reflue, le
soluzioni esaurite e i residui derivanti dal mantenimento dei processi. Particolari tecniche
interne possono facilitare l’impiego di tecniche di riciclaggio da parte di terzi (sebbene le
tecniche utilizzate da questi ultimi esulino dall’ambito del presente documento).
18: Gestione delle emissioni sonore: l’impatto delle emissioni sonore prodotte dalle attività può
essere ridotto mediante l’adozione delle buone prassi e/o di tecniche specificamente concepite.
BAT per il trattamento superficiale dei metalli e della plastica
Il capitolo relativo alle BAT (capitolo 5) segnala le tecniche che si considerano le migliori
disponibili in senso generale, sulla base principalmente delle informazioni contenute nel
capitolo 4 e tenendo conto della definizione di "migliori tecniche disponibili" di cui all'articolo
2, punto 11, della direttiva IPPC e delle considerazioni di cui all'allegato IV della direttiva. Il
capitolo relativo alle BAT non stabilisce valori limite di emissione, ma suggerisce i livelli di
emissione associati all’uso di una precisa serie di BAT.
I paragrafi che seguono riassumono le principali conclusioni sulle BAT in merito agli aspetti
ambientali di maggiore rilevanza. Nonostante la complessità del settore, sotto il profilo sia
dell’entità sia dello spettro delle attività, sono state individuate delle BAT generiche applicabili
all’intero settore e delle BAT specifiche che si riferiscono a precisi procedimenti. Gli elementi
delle BAT devono essere adeguati al tipo specifico d'impianto.
BAT generiche
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Sintesi
Si considera BAT implementare dei sistemi di gestione ambientale ed altri sistemi di gestione,
rispettandone i principi. Questi sistemi comprendono l'applicazione di valori di riferimento
(benchmarks) per i consumi e le emissioni (nel tempo e sulla base di dati interni ed esterni),
l'ottimizzazione dei processi e la riduzione al minimo delle rilavorazioni. Si considera BAT
tutelare l’ambiente, in particolare il suolo e le acque sotterranee, integrando la gestione dei
rischi nella progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti, insieme alle tecniche descritte
nel presente documento e nel documento di riferimento sulle BAT per le emissioni derivanti
dallo stoccaggio, qualora i processi richiedano lo stoccaggio e l’impiego di sostanze chimiche e
materie prime. Queste BAT agevolano la dismissione del sito, in quanto riducono le emissioni
impreviste nell’ambiente, prevedono la registrazione delle sostanze chimiche prioritarie e
pericolose via via utilizzate e l’elaborazione di piani per contenere immediatamente potenziali
contaminazioni.
Si considera BAT ridurre al minimo le perdite di energia elettrica per tutti i rifornimenti e le
perdite di calore nei processi termici. Riguardo al raffreddamento, si considera BAT ridurre al
minimo l’impiego d’acqua, utilizzando sistemi ad evaporazione e/o i sistemi di refrigerazione
chiusi, nonché progettare e applicare sistemi per prevenire l’insorgenza e la diffusione della
legionella.
Si considera BAT minimizzare le perdite di materie prime, facendo in modo che restino nelle
vasche di processo, riducendo al minimo parallelamente il consumo di acqua attraverso la
riduzione del trascinamento (drag-in e drag-out) delle soluzioni di processo e dei risciacqui. A
tal fine è opportuno che i pezzi da trattare siano posti su telai o rotobarili, affinché possano
sgocciolare rapidamente, evitando il sovradosaggio delle soluzioni di processo, e che si
utilizzino vasche di eco-risciacquo e risciacqui multipli e flussi controcorrente, utilizzando in
particolare tecniche che facciano ricadere nelle vasche di processo l'acqua di risciacquo. Queste
tecniche possono essere potenziate associandole a tecniche per il recupero dei materiali rilasciati
nelle fasi di risciacquo. Il valore di riferimento per l'uso di acqua in caso di utilizzo di alcune di
queste tecniche, indicato nel documento, è di 3 - 20 litri al metro quadro di substrato e per
risciacquo. Il documento espone altresì i limiti delle suddette tecniche ed indica i valori di
efficienza di alcune di queste tecniche di trattenimento e recupero per un campione di impianti.
In taluni casi, il flusso di risciacquo di un determinato processo in una linea può essere ridotto,
fino a chiudere il circolo dei materiali: questa è la strategia BAT auspicabile per i metalli
preziosi, il cromo esavalente ed il cadmio. Non si tratta di un regime a ‘rilascio zero’ assoluto,
da applicare all'intera linea di processo o all’intero impianto; un risultato del genere può essere
conseguito in casi specifici, ma non è una BAT universale.
Altre BAT volte a favorire il riciclaggio e il recupero consistono nell'individuare i possibili
flussi di rifiuti da separare e trattare, nell’esternalizzare il riutilizzo di materiali, quali le
sospensioni di idrossido di alluminio, ed il recupero di taluni acidi e metalli.
Rientrano nelle BAT la prevenzione, la separazione per tipologia dei flussi delle acque reflue, la
massimizzazione del riciclaggio a livello aziendale (applicando il trattamento più opportuno in
funzione delle specifiche d’impiego) e sottoponendo ogni flusso finale ad un trattamento
appropriato. Le tecniche previste variano dal trattamento chimico, dalla separazione degli oli,
alla sedimentazione e/o al filtraggio. Prima di utilizzare nuovi tipi o nuove fonti di soluzioni
chimiche di processo, in base ai principi BAT, occorre che se ne verifichino gli effetti sul
sistema di depurazione delle acque reflue e che si risolvano gli eventuali problemi constatati.
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Sintesi
I seguenti valori sono stati determinati per un campione di impianti STM che applicano diverse
BAT. Questi valori vanno interpretati alla luce di quanto esposto ai capitoli 3 e 4, nonché del
documento di riferimento sui principi generali in materia di monitoraggio.
Livelli di emissioni relativi a taluni impianti che applicano una serie di BAT*
Linee di processo a telaio, a rotobarile e
processi con substrati continui su piccola
Processi su grande scala con
scala ed altri processi diversi dai processi
substrati continui di acciaio
su grande scala con substrati di acciaio
continui
Scarichi nella
Parametri addizionali
fognatura
Valori
applicabili solo alle
Stagno / latta o
pubblica (PS) o
espressi in
Zn o Zn-Ni
emissioni nelle acque
ECCS
nelle acque
mg/l
superficiali
superficiali (SW)
Ag
0,1 – 0,5
Al
1 – 10
Cd
0,10 – 0,2
CN libero
0,01 – 0,2
CrVI
0,1 – 0,2
0001 – 0,2
Cr totale
0,1 – 2,0
0,03 – 1,0
Cu
0,2 – 2,0
F
Fe
Ni
Fosfati quali
P
10 – 20
0,1 – 5
0,2 – 2,0
Pb
0,05 – 0,5
Sn
0,2 – 2,0
0,03 – 1,0
Zn
COD
Totale
idrocarburi
VOX
0,2 – 2,0
0,02 – 0,2
120 – 200
2 – 10
0,5 – 10
Solidi sospesi
100 – 500
0,2 – 2,2
1–5
0,1 – 0,5
5 – 30
4 – 40
(solo acque di
superficie)
*I valori si riferiscono a quantitativi giornalieri di composti non filtrati prima dell’analisi, e prelevati dopo il
trattamento, prima di eventuali diluizioni, ossia aggiunta di acqua di raffreddamento, di acque di altri processi
o di acque di corpi idrici superficiali
Le emissioni nell’atmosfera possono incidere sulla qualità locale dell’ambiente ed è quindi BAT
prevenire, mediante l’estrazione e la depurazione, eventuali rilasci imprevisti di emissioni. Tali
tecniche sono descritte e corredate dei relativi valori di riferimento per un campione di impianti.
Si considera BAT controllare il rumore mediante l'applicazione di buone prassi, quali ad es.
chiudere le porte tra un comparto e l’altro, ridurre al minimo i rifornimenti e adattare l’orario
delle consegne o, se necessario, adottando soluzioni specifiche.
BAT specifiche
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Sintesi
Un principio generale contemplato dalle BAT specifiche del settore è l’impiego di sostanze
meno pericolose, sostituendo gli EDTA con sostanze alternative biodegradabili o l’impiego di
tecniche alternative. Nel caso sia necessario usare gli EDTA, le BAT prevedono che se ne
minimizzi la dispersione e che eventuali residui presenti nelle acque reflue siano trattati. Per
quanto riguarda i PFOS, le BAT prevedono di ridurne al minimo l’impiego, mediante il
controllo degli additivi che li contengono, e di ridurre al minimo le emissioni di fumi,
ricorrendo a tecniche quali l’isolamento mediante l’uso di elementi (sfere) flottanti. Un
importante aspetto da considerare è comunque la salute degli addetti. L’impiego di queste
sostanze può essere progressivamente eliminato nell’anodizzazione e sono prospettati processi
alternativi alla cromatura con cromo esavalente e zincature alcaline senza cianuro.
Benché il cianuro non possa essere sostituito in tutte le applicazioni, il suo impiego per lo
sgrassaggio non è compatibile con le migliori tecniche disponibili. Salvo qualche eccezione,
l’alternativa BAT al cianuro di zinco e al cianuro di rame è rappresentata, rispettivamente, dallo
zinco alcalino senza cianuro e dal rame acido o dal pirofosfato.
Nel caso della cromatura dura, il cromo esavalente non può essere sostituito. Nel caso della
cromatura decorativa, le BAT prevedono la possibilità di sostituire il cromo esavalente con
quello trivalente o con tecniche senza cromo, ricorrendo a leghe quali stagno-cobalto. Nei casi
in cui vi siano specifiche richieste di colore, di alta resistenza alla corrosione o all’usura si
usano trattamenti con il cromo esavalente. Qualora si proceda alla cromatura esavalente, si deve
badare a ridurre le emissioni nell’aria, mediante accorgimenti quali la copertura della soluzione
o del bagno e l’impiego di processi a ciclo chiuso per il cromo esavalente, mentre per le linee di
processo nuove o ricostruite le BAT prevedono, in taluni casi, che la linea di rivestimento sia
recintata. Al momento attuale non è possibile indicare una BAT specifica per la passivazione
con cromo, benché in base al principio delle BAT i sistemi per finiture a fosfo-cromati con
cromo esavalente dovrebbero essere sostituiti con sistemi che non usano tale tipo di cromo.
Per quanto riguarda la sgrassatura, le BAT raccomandano di contattare i clienti per ridurre al
minimo l’applicazione di grasso o d’olio e/o di eliminare le quantità in eccesso con tecniche
meccaniche. Si considera BAT sostituire la sgrassatura con solvente con altre tecniche,
solitamente con processi acquosi, a meno che questi ultimi possano danneggiare il substrato. Per
i sistemi di sgrassatura acquosa, le BAT prevedono la riduzione dell’uso di prodotti chimici e di
energia, ricorrendo a sistemi a lunga vita con tecniche di rigenerazione e alla manutenzione
continua delle soluzioni.
Si considera BAT allungare la vita delle soluzioni e mantenerne la qualità, sia attraverso il loro
controllo e il loro mantenimento entro limiti stabiliti, sia utilizzando le tecniche descritte al
capitolo 4.
Per quanto riguarda il decapaggio su grande scala, si considera BAT estendere la durata degli
acidi di decapaggio con diverse tecniche, compresa l’elettrolisi. È contemplata la possibilità di
esternalizzare il recupero degli acidi.
Esistono BAT specifiche per l’anodizzazione, che prevedono tra l’altro il recupero del calore
mediante la copertura dei bagni in talune situazioni. Si considera BAT anche recuperare gli
attacchi di soda caustica, qualora vi sia un elevato consumo di soluzione, non sia utilizzato
alcun additivo che possa interferire e la superficie risponda ai requisiti specificati. Non è
conforme alle BAT utilizzare un ciclo chiuso di risciacquo con acqua deionizzata, dal momento
che i prodotti chimici rimossi hanno quantitativi e impatto ambientale simili a quelli richiesti
per la rigenerazione.
Per il trattamento su grande scala di substrati di acciaio continui, oltre alle BAT specifiche, si
raccomanda:
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l’ottimizzazione dei processi mediante il loro controllo in tempo reale;
la sostituzione dei motori usurati con motori efficienti sotto il profilo energetico;
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Sintesi
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l’impiego di cilindri spremitori per evitare le varie forme di trascinamento della
soluzione di processo (drag-in and drag-out)
lo scambio della polarità degli elettrodi a intervalli regolari nei processi elettrolitici di
sgrassatura e decapaggio;
la minimizzazione del consumo di olio mediante l’impiego di oliatori elettrostatici
coperti;
l’ottimizzazione della distanza tra anodo e catodo nei processi elettrolitici;
l’ottimizzazione delle prestazioni del cilindro di conduzione mediante lucidatura;
l’impiego di lucidacoste per la rimozione dell’accumulo di metallo nei bordi;
l’impiego di maschere per coprire i bordi, per prevenire l’accumulo del metallo in
eccesso e per evitare lo sconfinamento, nel caso di placcatura di un solo lato.
Per i circuiti stampati, oltre alle BAT specifiche, è raccomandato:
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l’impiego di cilindri spremitori per evitare le varie forme di trascinamento della
soluzione di processo (drag-out e drag-in);
l’impiego di tecniche a basso impatto ambientale per le operazioni di saldatura dello
strato interno;
per la protezione del rame all’attacco (dry resist): la riduzione del trascinamento (drag
out), l’ottimizzazione della concentrazione e la spruzzatura del rivelatore (developer),
nonché la separazione dai reflui del ‘resist’ scartato;
per gli attacchi: la regolare ottimizzazione delle concentrazioni chimiche di attacco, la
loro rigenerazione e il recupero del rame.
Tecniche emergenti
Sono attualmente in fase di sviluppo delle nuove tecniche, considerate emergenti ed il cui uso è
ancora limitato, tese a minimizzare l’impatto ambientale. Cinque di queste sono esaminate al
capitolo 6. La validità dell’integrazione dei trattamenti superficiali nel processo produttivo è
stata dimostrata in tre situazioni, ma per vari motivi non è stata interamente realizzata. Ben
avviato è lo sviluppo di un procedimento di cromatura dura con l’impiego alternativo del cromo
trivalente, basato sull’uso di corrente a impulsi modificata (modified pulse current), e sono già
iniziate le verifiche pre-produzione per tre applicazioni tipiche. I costi più elevati delle
attrezzature saranno compensati dalla riduzione dei costi per l’energia e le sostanze chimiche e
dei costi di altra natura. Si stanno sviluppando dei processi alternativi al cromo esavalente per i
rivestimenti di passivazione, al fine di rispettare le disposizioni di due direttive. E’ stata
dimostrata la fattibilità di un processo di placcatura con alluminio e leghe di alluminio, il quale
richiede tuttavia l’uso di solventi esplosivi ed infiammabili. Per quanto riguarda i circuiti
stampati, utilizzando interconnessioni ad alta densità è possibile risparmiare materiale, mentre
con l'impiego del laser si può migliorare l’immagine, riducendo l’impiego di sostanze chimiche.
Osservazioni finali
Il documento ha attinto a 160 fonti di informazione e contiene importanti dati forniti sia dagli
operatori del settore (dai produttori più che dai fornitori), sia dagli Stati membri. Il documento
individua i problemi relativi ai dati, dovuti essenzialmente alla mancanza di dati quantitativi
coerenti. I dati sui consumi e le emissioni riportati si riferiscono per la maggioranza a categorie
piuttosto che a singole tecniche. A causa di ciò, talune BAT sono piuttosto generiche, o non si
sono tratte conclusioni specifiche, utili al settore e al regolatore.
Si è registrato un ampio consenso generale sulle conclusioni e non sono emerse posizioni
divergenti.
Lo scambio di informazioni e quanto emerso da tale esercizio, ossia il presente documento,
costituiscono un importante progresso verso la prevenzione e il controllo integrati
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Sintesi
dell’inquinamento causato dal trattamento superficiale dei metalli e della plastica. Il processo
avviato potrebbe essere portato avanti attraverso:
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l’aggiornamento delle informazioni relative all’impiego dei PFOS e delle sostanze
alternative, nonché allo sviluppo di tecniche sostitutive della passivazione con il cromo
esavalente;
la raccolta di maggiori dati quantitativi sui benefici ambientali rilevati, gli effetti
incrociati e i risparmi, soprattutto sul piano del riscaldamento, del raffreddamento,
dell’essiccazione e dell’uso/reimpiego dell’acqua;
l’acquisizione di ulteriori informazioni sulle tecniche emergenti indicate al capitolo 6;
lo sviluppo di software, in diverse lingue, per l’ottimizzazione del processo per vari
procedimenti.
Altre importanti raccomandazioni che forse esulano dall’ambito del BREF, ma emerse
comunque dallo scambio di informazioni, sono:
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la definizione di obiettivi strategici in materia ambientale per l’intero settore;
la formulazione di un elenco di priorità per la ricerca industriale;
l’organizzazione di attività di ‘squadra’ o cooperative, segnatamente per la
realizzazione delle ulteriori attività sopra indicate;
l’impiego di un approccio di ‘squadra’ per la messa a punto delle attività di recupero di
taluni residui/rifiuti (particolarmente i metalli e gli acidi di decapaggio) esternalizzate,
in assenza di tecniche applicabili a livello aziendale;
lo sviluppo della nozione della ‘riciclabilità infinita’ per i metalli e le finiture
metalliche, ai fini dell’orientamento dei produttori e dei consumatori;
lo sviluppo e la promozione di norme di efficienza per favorire l’introduzione di nuove
tecniche migliori sotto il profilo ambientale.
Nel corso dello scambio di informazioni sono emersi dei settori per i quali sarebbe auspicabile
la realizzazione di progetti di R&S, ossia:
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prolungamento della vita utile del bagno e/o recupero dei metalli nei processi di
placcatura non elettrolitici. Questi bagni hanno una vita molto breve e sono
un’importante fonte di spreco di metalli;
tecniche per la rapida misurazione, a basso costo, della superficie del pezzo da trattare,
che offrano agli operatori del settore un controllo diretto ed immediato dei processi, dei
costi e quindi dei consumi e delle emissioni. Le tecniche dovrebbero consentire di
rapportare la superficie ad altri valori di misura, quali il consumo di metalli o il peso in
tonnellate del substrato trattato;
alternative per un maggiore uso di tecniche e apparecchiature a corrente modulata. Tali
tecniche potrebbero consentire di risolvere alcuni problemi posti dalla elettroplaccatura
tradizionale a voltaggio costante;
miglioramento dell’efficienza, in termini di materiali, di taluni processi definiti.
La Comunità intende lanciare e finanziare diversi progetti, attraverso i programmi nel campo
della ricerca e dello sviluppo tecnologico, incentrati sulle tecnologie pulite, le tecnologie
emergenti per il trattamento dei reflui, il riciclaggio e le strategie di gestione. Tali progetti
potrebbero contribuire in modo costruttivo al futuro riesame delle BREF. Si invitano pertanto i
lettori a comunicare all’EIPPCB i risultati di ricerche aventi una rilevanza per la materia trattata
dal presente documento (si rinvia al riguardo alla prefazione al presente documento).
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