L’analisi della sostenibilità di una bonifica da metalli pesanti mediante una tecnica innovativa di S/S valutata attraverso

LCA comparativa

Petra Scanferla Ph.D.

Contenuti

• Cenni al caso di studio ed alla tecnica S/S impiegata

• LCA per la valutazione delle performance ambientali

dei processi

• Analisi LCA comparativa tra due opzioni di intervento

Il caso di studio

Riqualificazione urbana di una ex Centrale Elettrica Enel e Orto botanico a Venezia

Contaminazione suolo:

da 0,0 – 2,0 m p.c.

As, Sb, Pb, Hg, Cu e Sn

Sistema di trattamento S/S ex situ basato su un processo innovativo per la trasformazione di suolo contaminato in materiale granulare su base cementizia caratterizzato da alta densità, bassa porosità ed elevata resistenza meccanica,

che può essere riutilizzato per il rinterro degli scavi.

AGENDO SULLE REGOLE DELLA TECNOLOGIA DEL

CALCESTRUZZO (RAPPORTO A/C)

AGGIUNTA DI ADDITIVI appositamente sviluppati

La tecnica HPSS

MAPEPLAST ECO1E’ UN PRODOTTO A BASE DI POLIMERI SUPERFLUIDICANTI, TENSIOATTIVI

E REAGENTI ANTICOMPLESSANTI IN GRADO DI CONSENTE LA FORMAZIONE

DI CONGLOMERATI CON LA MINIMA AGGIUNTA D’ACQUA.

HPSS: Brevetto WO/2006/097272. Lithoidal granular material

La tecnica HPSS L’evaporazione dell’acqua in eccesso che non ha reagito con il cemento crea una fitta rete di pori (porosità capillare) all’interno della struttura della pasta cementizia.

La permeabilità all’acqua è virtualmente nulla per rapporti A/C = 0,32

I pori sono visibili solo al SEM (diametro 0,1-10 micron)

Nell’HPC si ottengono permeabilità < 10 –12 m/s

A/C = 0.35 dopo 24 ore di idratazione A/C = 0.55 dopo 24 ore di idratazione

Porosità = 0,61 + 0,23e A/C

la porosità capillare può essere significativamente modificata attraverso il rapporto acqua-cemento (

(Walton, 1990)

1. Frantumazione del terreno e miscelazione con cemento;

2. Aggiunta additivi;

3. Granulazione su piatto pellettizzatore

Le fasi del processo HPSS

Ripristino

� Procedure semplificate di Environmental Footprint Analysis

come SEFA (EPA, 2012)

� Procedure più complesse e internazionalmente riconosciute,

mediante l’applicazione di valutazioni di LCA sviluppate

secondo degli standard ISO 14040-14044

• L’analisi della sostenibilità dei processi di bonifica al fine di individuare e valutare le soluzioni che comportano i minori costi complessivi per l’ambiente è oggi un supporto imprescindibile

• Come dimostrare la sostenibilità ambientale di un intervento?

Bonifiche sostenibili…

Analisi del Ciclo di Vita - LCA

• Valuta sia gli impatti diretti (direttamente associati al processo) sia gli impatti indiretti (es. impatti dovuti ad emissioni associate all’utilizzo di additivi chimici necessari per il prodotto/sistema in esame).

• Definizione della SETAC: la LCA è “un procedimento oggettivo divalutazione dei carichi energetici e ambientali relativi ad un processo oun’attività effettuato attraverso l’identificazione dell’energia e deimateriali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente. La valutazione includel’intero ciclo di vita del processo o attività, comprendendo l'estrazionee il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, ladistribuzione, l'uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale “ (Society ofEnvironmental Toxicology and Chemistry - SETAC, 1993; Baldo et al.,2005).

• Le 4 fasi della

secondo la serie

di norme ISO 14040 – 14043(2006).

Analisi del Ciclo di Vita - LCA

Definizione degli scopi e

degli obiettivi

Analisi dell’Inventario

Valutazione degli impatti

Inte

rpre

tazio

ne e

mig

liora

men

to

ISO 14041

ISO 14042

ISO 14043

Definizione degli scopi e

degli obiettivi

Analisi dell’Inventario

Valutazione degli impatti

Inte

rpre

tazio

ne e

mig

liora

men

to

ISO 14041

ISO 14042

ISO 14043

Metodo

Analisi del Ciclo di Vita - LCA

Dati specifici del caso di studio

Da database internazionali Ecoinvent ed altri

Analisi LCA comparativa

Obiettivi:

1°

2°

Quantificare i possibili impatti ambientali associati alla produzione del

granulato ottenuto mediante tecnologia HPSS da terreno contaminato per

conseguire alla registrazione EPD – Environmental Product Declaration(ovvero Dichiarazione Ambientale di Prodotto) del prodotto ottenuto

Comparare tale tipologia di intervento rispetto alla soluzione della messa in

dimora a discarica e ripristino con terreno vergine

Metodi:

• metodo EPD2007

• metodo IMPACT 2002+

UF di riferimento per la comparazione, il trattamento di 763 kg

di terreno contaminato escavato.

• processo HPSS, 763 kg di suolo contaminato escavato vengono miscelati e granulati con 190 kg di cemento e la necessaria quantità di additivi (MapeplastECO1 tra il 2%-3%), così da ottenere 1000 kg di materiale granulare.

• messa in discarica, ai 763 kg di terreno contaminato escavato che viene portato in discarica si è associato anche il ripristino con terreno esterno al sito.

Analisi LCA comparativa

Unità Funzionale:

Analisi LCA comparativa: risultati

Analisi del contributo delle differenti fasi del processo HPSS

(metodo EPD2007)

Analisi LCA comparativa: risultati

Analisi del contributo delle differenti fasi dello smaltimento

(metodo EPD2007)

Analisi LCA comparativa: risultati

(metodo

IMPAC2002+)

Analisi LCA comparativa: risultati

Impact category

Unit Total PRODUZIONE GRANULATO HPSS

RECUPERO GRANULATO IN SITO

Global warming (GWP100)

kg CO2 eq 175,0909 193,7069 -18,616

Ozone layer depletion (ODP)

kg CFC-11 eq 9,43E-06 1,2E-05 -2,5E-06

Photochemical oxidation

kg C2H4 0,02804 0,042872 -0,01483

Acidification kg SO2 eq 0,300606 0,399965 -0,09936Eutrophication kg PO4--- eq 0,040679 0,061592 -0,02091Non renewable, fossil

MJ eq 1025,739 1323,922 -298,183

Processo HPSS

Analisi LCA comparativa: risultati

Impact category

Unit Total PRODUZIONE GRANULATO HPSS

RECUPERO GRANULATO IN SITO

Global warming (GWP100)

kg CO2 eq 175,0909 193,7069 -18,616

Ozone layer depletion (ODP)

kg CFC-11 eq 9,43E-06 1,2E-05 -2,5E-06

Photochemical oxidation

kg C2H4 0,02804 0,042872 -0,01483

Acidification kg SO2 eq 0,300606 0,399965 -0,09936Eutrophication kg PO4--- eq 0,040679 0,061592 -0,02091Non renewable, fossil

MJ eq 1025,739 1323,922 -298,183

Processo HPSS

Carboon

Footprint

Processo HPSS

Unità Valore

Sommatoria dei processi coinvolti nella soluzione con tecnologia HPSS

kg CO2 eq 193,7

Cemento Portland class 52.5

kg CO2 eq 160,6

Additivi kg CO2 eq 16,3

Energia ad alto voltaggio kg CO2 eq 4,5 Energia a basso voltaggio kg CO2 eq 3,9 Trasporti su strada, mezzo con carico >28t,

kg CO2 eq 3,61

Transporti su strada, mezzo con carico 3.5-16t

kg CO2 eq 2,0

Riciclo inerti separati e lavati

kg CO2 eq 1,8

Escavazione mediante ruspa

kg CO2 eq 0,5

Processi rimanenti kg CO2 eq 0,21

Analisi LCA comparativa: risultati

Impact category Unit Total SCAVO E TRASPORTO A SMALTIMENTO

DISCARICA RIPRISTINO TERRENO ACQUISTATO

Global warming (GWP100)

kg CO2 eq 890,852 8,893522 870,3979 11,56061

Ozone layer depletion (ODP)

kg CFC-11 eq

7,77E-06 1,42E-06 4,49E-06 1,86E-06

Photochemical oxidation

kg C2H4 0,20886 0,007441 0,191753 0,009676

Acidification kg SO2 eq 0,26653 0,048309 0,155894 0,06236

Eutrophication kg PO4---eq

3,39977 0,01033 3,376114 0,013331

Non renewable, fossil

MJ eq 757,397 143,896 425,9687 187,529

Analisi LCA comparativa: comparazione

EPD

2007

Analisi LCA comparativa: comparazione

IMPACT

2002+

• Il riutilizzo in sito del suolo trattato, ancorché la tecnologia

necessiti dell’impiego di materiali quali il cemento, risulta

significativamente più sostenibile dello smaltimento.

• Le performance ambientali della soluzione HPSS, qualora

i quantitativi di Portland fossero modulati a seconda delle

concentrazioni iniziali degli inquinanti di ogni singolo lotto

trattato, potrebbero essere ulteriormente migliorate.

Note conclusive

Le informazioni contenute nel presente documento possono essere riservate e sono, comunque,destinate esclusivamente alla persona o all'ente sopraindicati. La diffusione, distribuzione e/o copiadel documento trasmesso da parte di qualsiasi soggetto diverso dal destinatario è proibita.Se avete ricevuto questo documento per errore, Vi preghiamo di contattarci immediatamente.Grazie.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

CONTATTI:

Petra Scanferla

sp.cvr@vegapark.ve.it

Tel. +39 0415093017