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

1. 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.

2. 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

3. Il caso di studio
Riqualificazione urbana di una ex Centrale Elettrica Enel e Orto botanico
a Venezia

4. Contaminazione
suolo:
da 0,0 – 2,0 m p.c.
As, Sb, Pb, Hg, Cu e Sn

5. La tecnica HPSS
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
MAPEPLAST ECO1
E’ 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

6. 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.
Porosità = 0,61 + 0,23e A/C
(Walton, 1990)
la porosità capillare può essere significativamente modificata attraverso il rapporto acqua-cemento (
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)
A/C = 0.35 dopo 24 ore di idratazione
Nell’HPC si ottengono permeabilità < 10 –12 m/s
A/C = 0.55 dopo 24 ore di idratazione

7. Le fasi del processo HPSS
1. Frantumazione del terreno e miscelazione con cemento;
2. Aggiunta additivi;
3. Granulazione su piatto pellettizzatore

8. Ripristino

9. Bonifiche sostenibili…
• 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?
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

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

11. • Le 4 fasi della
secondo la serie
di norme ISO
14040 – 14043
(2006).
Definizione degli scopi e
degli obiettivi
ISO 14041
Analisi dell’Inventario
ISO 14042
Valutazione degli impatti
Interpretazione e miglioramento
Analisi del Ciclo di Vita - LCA
ISO 14043

12. Analisi del Ciclo di Vita - LCA
Dati specifici
del caso di
studio
Metodo
Da database
internazionali
Ecoinvent ed
altri

13. Analisi LCA comparativa
Obiettivi:
1°
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
2°
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+

14. Analisi LCA comparativa
Unità Funzionale:
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.

15. Analisi LCA comparativa: risultati
Analisi del contributo delle differenti fasi del processo HPSS
(metodo EPD2007)

16. Analisi LCA comparativa: risultati
Analisi del contributo delle differenti fasi dello smaltimento
(metodo EPD2007)

17. Analisi LCA comparativa: risultati
(metodo
IMPAC2002+)

18. Analisi LCA comparativa: risultati
Processo HPSS
Impact
category
Unit
Global warming
(GWP100)
Ozone layer
depletion (ODP)
Photochemical
oxidation
Acidification
Eutrophication
Non renewable,
fossil
Total
kg CO2 eq
PRODUZIONE
GRANULATO
HPSS
175,0909 193,7069
RECUPERO
GRANULATO
IN SITO
-18,616
kg CFC-11 eq
9,43E-06
1,2E-05
-2,5E-06
kg C2H4
0,02804
0,042872
-0,01483
kg SO2 eq
kg PO4--- eq
MJ eq
0,300606 0,399965
0,040679 0,061592
1025,739 1323,922
-0,09936
-0,02091
-298,183

19. Analisi LCA comparativa: risultati
Processo HPSS
Impact
category
Unit
Global warming
(GWP100)
Ozone layer
depletion (ODP)
Photochemical
oxidation
Acidification
Eutrophication
Non renewable,
fossil
kg CO2 eq
PRODUZIONE
GRANULATO
HPSS
175,0909 193,7069
RECUPERO
GRANULATO
IN SITO
-18,616
kg CFC-11 eq
9,43E-06
1,2E-05
-2,5E-06
kg C2H4
0,02804
0,042872
-0,01483
kg SO2 eq
kg PO4--- eq
MJ eq
0,300606 0,399965
0,040679 0,061592
1025,739 1323,922
-0,09936
-0,02091
-298,183
Carboon
Footprint
Total
Processo
HPSS
Sommatoria dei processi
coinvolti nella soluzione
con tecnologia HPSS
Cemento Portland
class 52.5
Additivi
Energia ad alto voltaggio
Energia a basso voltaggio
Trasporti su strada, mezzo
con carico >28t,
Transporti su strada,
mezzo con carico 3.5-16t
Riciclo inerti separati e
lavati
Escavazione mediante
ruspa
Processi rimanenti
Unità
Valore
kg CO2 eq
193,7
kg CO2 eq
160,6
kg CO2 eq
kg CO2 eq
kg CO2 eq
kg CO2 eq
16,3
4,5
3,9
3,61
kg CO2 eq
2,0
kg CO2 eq
1,8
kg CO2 eq
0,5
kg CO2 eq
0,21

20. Analisi LCA comparativa: risultati
Impact category
Unit
Total
SCAVO E
TRASPORTO A
SMALTIMENTO
DISCARICA
RIPRISTINO
TERRENO
ACQUISTATO
Global warming
(GWP100)
Ozone layer
depletion (ODP)
Photochemical
oxidation
Acidification
kg CO2 eq
890,852
8,893522
870,3979
11,56061
kg CFC-11
eq
kg C2H4
7,77E-06
1,42E-06
4,49E-06
1,86E-06
0,20886
0,007441
0,191753
0,009676
kg SO2 eq
0,26653
0,048309
0,155894
0,06236
kg PO4--eq
MJ eq
3,39977
0,01033
3,376114
0,013331
757,397
143,896
425,9687
187,529
Eutrophication
Non renewable,
fossil

21. Analisi LCA comparativa: comparazione
EPD
2007

22. Analisi LCA comparativa: comparazione
IMPACT
2002+

23. Note conclusive
• 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.

24. GRAZIE PER L’ATTENZIONE
CONTATTI:
Petra Scanferla
sp.cvr@vegapark.ve.it
Tel. +39 0415093017
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