Emissioni e Polveri

Emissioni

Le emissioni in atmosfera


Durante il ciclo produttivo, gli aggregati vengono riscaldati e essiccati ad una temperatura di circa 160 -170 C° e successivamente mescolati con bitume anch’esso preventivamente riscaldato fino a circa 150 -160 C°. In particolare, il forno di essiccazione degli aggregati (tamburo rotante), è dotato di un bruciatore in cui la fiamma e i prodotti della combustione, vengono in contatto con il prodotto da essiccare e cioè con gli aggregati lapidei (riscaldamento diretto). Il bitume invece viene riscaldato a parte, in apposite cisterne coibentate, tramite il contatto con resistenze elettriche o serpentine in cui circola olio diatermico (riscaldamento per convezione).

Bitume e aggregati, che fino ad ora hanno seguito percorsi separati, vengono in contatto in una apposita parte dell’impianto detta “mescolatore” per dar luogo alla produzione del “conglomerato bituminoso” grazie all’azione meccanica di palette in movimento azionate da alberi controrotanti.

Le emissioni in atmosfera che caratterizzano uno stabilimento in cui si producono conglomerati bituminosi sono pertanto:

  • emissioni convogliate, prodotte durante le fasi “essiccazione” e “mescolamento”, caratterizzate da punti di emissione ben definiti e con VLE (valori limiti di emissione) specifici della tecnologia di produzione dei conglomerati bituminosi;
  • emissioni diffuse, prodotte durante le fasi di “carico/scarico materiali” e altre fasi “accessorie al funzionamento dell’intero lay-out impiantistico” prive di un punto specifico di misurazione ma “riducibili” ricorrendo all’adozione di particolari soluzioni di abbattimento studiate appositamente in base alla causa che le produce.

Il quadro normativo

Leggi Nazionali
Il D.Lgs 152/06 Testo Unico ambientale definisce chiaramente le emissioni (convogliate e diffuse) per questa tipologia di macchine. I limiti numerici riguardano le polveri (20 mg/Nm³), gli ossidi di zolfo ( 1.700 mg/Nm³) e gli IPA (0,1 mg/Nm³).
Qualsiasi altro valore limite, come ad esempio quello relativo al carbonio organico totale (COT), viene richiamato esclusivamente dalla normativa rifiuti che individua un algoritmo di calcolo per determinare C = valore limite totale delle emissioni per CO e altri inquinanti.
Sull’odore vale la pena dire che al momento nessun testo di legge lo ha mai regolamentato numericamente in quanto non è ancora definita in maniera univoca l’unita di misura che lo caratterizza. L’emissione di odori può tuttavia generare molestie che sono perseguite a norma di legge.

Tipologia inquinanti e possibili metodi di riduzione delle emissioni

Polveri: la principale causa di emissione delle polveri dal camino sono i materiali lapidei utilizzati per la produzione del conglomerato che vengono essiccati nel cilindro essiccatore;
Anche nella torre di mescolazione si creano delle polveri (un sistema di aspirazione provvede a mantenere in depressione tutta la zona di vagliatura, stoccaggio aggregati caldi, dosaggio e mescolazione) e vengono solitamente filtrate nel filtro a maniche principale dell’impianto.

Un altro momento nel quale si ha la formazione di polveri è durante le operazioni di carico del silo del filler d’apporto (anche le polveri prodotte durante questo processo vengono trattenute da un apposito filtro).

Per ridurre le emissioni di polveri all’uscita del filtro a maniche, è possibile anteporre al filtro stesso un preseparatore o dei cicloni per separare la parte più grossa dei fini aspirati dal cilindro essiccatore; evidentemente, una superficie filtrante maggiorata in modo tale da rallentare la velocità di attraversamento dei fini attraverso le maniche (i filtri di ultima generazione hanno una velocità di attraversamento < 1,5 m/min) ed anche l’utilizzo di maniche con una grammatura maggiorata, può ulteriormente ridurre la quantità di polveri emesse in atmosfera.

Il contenimento delle emissioni diffuse di polveri, connesse alle lavorazioni nel sito produttivo, può essere ottenuto mediante:

  • Costruzione di muri di sufficiente altezza sui 3 lati dei cumuli (ed eventuale tettoia di copertura sul cumulo della sabbia)
  • Umidificazione della viabilità interna del cantiere, delle aree di carico e scarico delle materie prime
  • Carterizzazione/cofanatura dei nastri per il trasporto dei materiali inerti lapidei e del conglomerato bituminoso fresato
  • Eventuale copertura sui predosatori
  • Aggiunta di piccole quantità di bitume durante le operazioni di scarico dei materiali essiccati a fine produzione

Altre emissioni gassose

L’utilizzo delle nuove tecnologie che permettono la produzione di conglomerati bituminosi a temperature più basse, garantisce la riduzione delle emissioni e dei consumi energetici. Le produzioni dei cosiddetti conglomerati tiepidi con le varie tecnologie del bitume schiumato, mediante l’utilizzo di additivi liquidi o solidi riducono notevolmente le emissioni, e portano anche ad un invecchiamento minore del bitume ed a migliori condizioni operative non solo nel sito di produzione, ma anche nel cantiere di stesa.

Le principali emissioni in atmosfera sono:
SOx: il processo di combustione nell’essiccatore è la principale causa della formazione di SOx in particolare di SO2 ed è influenzato sostanzialmente dal contenuto di zolfo nel combustibile. Lo zolfo può essere contenuto anche nelle scorie di fonderia; utilizzando questi tipi di materiale, si possono pertanto avere degli incrementi nelle emissioni.
Per ridurre le emissioni di ossidi di zolfo è sufficiente l’utilizzo di oli combustibili a basso tenore di zolfo

NOx: il processo di combustione nel cilindro essiccatore crea anche emissioni di NOx. Le emissioni dipendono, dall’eventuale eccesso d’aria, dalla temperatura della fiamma e dal tipo di bruciatore. Anche l’azoto contenuto nei combustibili liquidi contribuisce alle emissioni di NOx
Anche in questo caso il combustibile influenza notevolmente le emissioni e pertanto l’utilizzo di gas metano è consigliato nei confronti dell’utilizzo di olio combustibile

IPA: Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici sono molecole costituite da due o più anelli aromatici condensati, originati dalla combustione incompleta di prodotti fossili. Il bitume contiene IPA [91-95], seppure in quantità estremamente ridotte: i processi di produzione del bitume per distillazione sotto vuoto assicurano infatti la rimozione della massima parte di composti a basso peso molecolare. Gli idrocarburi aromatici policiclici vengono emessi insieme alle parti più volatili del bitume quando questo viene portato ad alta temperatura e spruzzato sugli inerti.

Altri possibili inquinanti non espressamente citati nel D.Lgs 152/06 sono:

CO: le emissioni di CO sono principalmente associate al processo di combustione nell’essiccatore; e si innalzano quando si ha non corretta combustione. Inoltre, le emissioni di CO sono fortemente influenzata dal contenuto di fini negli aggregati, dalla umidità degli stessi ed anche dall’eventuale uso di materiale fresato; nel caso di utilizzo di riciclato, non è pertanto possibile mantenere inalterate le emissioni di CO dal camino del filtro a maniche.
Il controllo del processo di combustione riduce le emissioni di ossido di carbonio e pertanto una corretta manutenzione e taratura del bruciatore è il migliore intervento realizzabile. Anche in questo caso la possibilità di utilizzare il gas metano facilita la riduzione delle emissioni

COV: Secondo la Direttiva Europea 2004/42/CE (21 Aprile 2004) vengono definiti Composti Organici Volatili quei composti organici che presentano un punto di ebollizione inferiore o uguale a 250 °C alla pressione standard di 101,3 kPa.
Le emissioni di COV (o SOT o COT) trovano la loro origine nell’utilizzo di combustibili organici liquidi e la principale fonte di emissione di COV è infatti l’incompleta combustione del combustibile. Tipo di combustibile utilizzato, condizioni operative e vapori del bitume prodotti nel ciclo di mescolazione sono i principali fattori responsabili nelle emissioni di COV. L’uso di componenti organici nel processo di produzione ( l’uso di fresato) può incrementare le emissioni di COV
Altri punti di origine discontinua di COV sono tutte quelle zone nelle quali il bitume viene utilizzato ad elevata temperatura nel processo produttivo: cisterne del bitume durante le operazioni di riempimento scaricando le autobotti, mescolatore, binario del silo di deposito, zona di scarico conglomerato sui camion. Anche i punti nei quali il materiale fresato viene riscaldato possono essere sorgente di COV.
Il controllo del processo di combustione riduce le emissioni di COV
Per ridurre le emissioni è molto importante evitare il sovra riscaldamento del conglomerato bituminoso: nel range di temperatura normalmente utilizzato le emissioni di fumi raddoppiano ogni 10°C di incremento della temperatura
Per quanto riguarda le cisterne stoccaggio bitume è consigliabile convogliare gli sfiati delle cisterne in un sifone ad acqua o in un filtro a carboni attivi.

Sintesi finale e valori realmente raggiungibili per gli inquinanti

In merito a quanto sopra esposto tutti gli impianti di produzione di conglomerato bituminoso conformi alla specifica normativa di “Prodotti da Costruzione” UNI EN 13108, in base alle attuali conoscenze tecniche e applicando le tecnologie BAT (Best Available Techniques), possono rispettare i valori limite di emissione espressi nella tabella di seguito riportata:

INQUINANTE (sigla) VALORI MEDI PLAUSIBILI LIMITI DI LEGGE (mg/Nm³)
Polveri 10 – 20 20
Ossidi di zolfo SOx 300 – 600 1700
Idrocarburi policiclici aromatici IPA 0,1 0,1
Ossidi di azoto NOx 450 – 600
Monossido di carbonio CO 100 mg/m³ con bruciatore essiccatore funzionante a gas metano
500 mg/m³ con bruciatore essiccatore funzionante a olio combustibile
COT 50 mg/m³ con bruciatore essiccatore funzionante a gas metano
110 mg/m³ con bruciatore essiccatore funzionante ad olio combustibile
150 mg/m³ con impianto funzionante con anche l’utilizzo di materiale fresato riciclato

Il tenore di ossigeno nell’effluente gassoso è pari al 17%

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