Come funziona la separazione tramite nastro idraulico e jigging nei rifiuti da costruzione e demolizione?

Il separatore a nastro idraulico, noto anche come "aquamator", è una tecnologia consolidata fin dagli anni '80 per il trattamento dei rifiuti da costruzione e demolizione. Il principio su cui si basa è quello della separazione a film, che sfrutta un nastro trasportatore sagomato a forma di culla con pareti corrugate, in cui si forma un letto di lavaggio. I materiali vengono alimentati insieme all’acqua, la quale scorrendo verso la puleggia inferiore trasporta con sé le componenti leggere, mentre quelle pesanti vengono espulse nella direzione opposta, aderendo maggiormente al nastro per effetto delle forze di attrito più elevate. L’efficienza di questo processo risiede anche nell’iniezione supplementare di getti d’acqua, che supportano il trasporto delle particelle leggere.

Nella pratica, si distinguono "aquamator" per sabbia, che separano la sabbia grossolana pulita dalle impurità leggere e dalla sabbia fine, e "aquamator" per ghiaia, che puliscono i aggregati grossolani dalle impurità. La permanenza del materiale nel dispositivo è molto breve, pochi secondi, limitando l’assorbimento d’acqua e quindi la variazione di densità del materiale, un vantaggio fondamentale nel trattamento dei rifiuti edilizi. Questo consente anche la separazione di componenti organici e materiali minerali a bassa densità come il calcestruzzo aerato, la pomice o il calcestruzzo leggero.

Esistono diversi tipi di jig: lo schermo mobile che si muove verticalmente, il jig a membrana dove il movimento dell’acqua è generato dalla parte inferiore del recipiente, il jig a pulsazione laterale con un comparto per lavaggio e uno per aria, e infine il jig a pulsazione inferiore che utilizza camere d’aria sotto lo schermo. Ognuno è adatto a differenti tipologie di materiali e portate, con capacità che possono raggiungere alcune centinaia di tonnellate all’ora.

L’efficacia del jigging dipende fortemente dalle caratteristiche del materiale e dai parametri di processo come densità, dimensione e forma delle particelle, altezza del letto di jigging, viscosità del fluido, frequenza e ampiezza delle pulsazioni. Il criterio di concentrazione q, definito dalla differenza di densità tra i componenti pesanti, leggeri e il fluido, determina la possibilità di separazione. Per valori di q inferiori a 1,25 la separazione risulta impossibile; per valori superiori a 1,5 è possibile separare particelle di dimensioni a partire da 3 mm, migliorando l’efficienza all’aumentare del valore.

Nel trattamento dei rifiuti da costruzione e demolizione, la densità dei materiali minerali è spesso simile, rendendo la separazione difficile. L’assorbimento d’acqua delle particelle peggiora ulteriormente la separabilità, poiché la densità in stato saturo si avvicina a quella dell’acqua. Solo materiali edili leggeri come il gesso possono essere efficacemente separati da materiali più pesanti come il calcestruzzo. Inoltre, la superficie ruvida tipica dei materiali riciclati rende più complesso il processo di separazione. Di conseguenza, nei rifiuti trattati, solo le impurità leggere si distinguono nettamente in densità, permettendo la loro rimozione efficace.

L’uso di jig nella selezione di rifiuti da costruzione ha mostrato risultati concreti nella separazione di mattoni e materiali leggeri dal calcestruzzo, con miglioramento della densità apparente e delle proprietà meccaniche dei materiali pesanti ottenuti. Anche nella separazione delle particelle fini di calcestruzzo si osserva una riduzione della quantità di pasta di cemento nel materiale pesante e un arricchimento della pasta nelle frazioni leggere, con conseguente aumento della densità e migliori caratteristiche fisiche per i materiali da costruzione.

È importante comprendere che l’efficienza delle tecniche descritte non dipende solo dai parametri tecnologici, ma anche dalla natura intrinseca dei materiali trattati: la variazione di densità dovuta all’umidità, la forma e la rugosità delle particelle, e la pr

Come l’evoluzione dei materiali da costruzione può influenzare l’efficienza energetica degli edifici

Nel contesto della progettazione e costruzione di edifici, l’uso di materiali da costruzione e la loro composizione gioca un ruolo cruciale nell’efficienza termica e nella sostenibilità energetica. Tra i materiali più comuni, i mattoni in argilla, i mattoni in silicato di calcio e i calcestruzzi autoclaviati sono i più utilizzati. La loro capacità di isolare termicamente e immagazzinare il calore è un aspetto fondamentale quando si progettano edifici energeticamente efficienti.

L’evoluzione dei materiali per muratura è andata di pari passo con il miglioramento delle tecniche di produzione e con la crescente attenzione verso il recupero e il riciclo dei materiali da demolizione. Ad esempio, i mattoni di argilla riciclati possono essere utilizzati per produrre nuovi mattoni, mantenendo una parte importante delle loro proprietà termiche. Il riciclo dei materiali di costruzione non solo riduce l’impatto ambientale, ma consente anche di ottenere nuove risorse a partire da materiali di scarto.

L'introduzione dei materiali leggeri, come il calcestruzzo aerato, ha ulteriormente ampliato le opzioni per ottenere edifici termicamente efficienti. Questo tipo di calcestruzzo ha una densità più bassa rispetto ai tradizionali mattoni in argilla, ma grazie alla sua struttura porosa è in grado di offrire un buon isolamento termico. La produzione di calcestruzzo aerato, inoltre, può beneficiare del riciclo di materiali da demolizione, riducendo il consumo di risorse naturali e migliorando la sostenibilità complessiva.

Negli ultimi anni, l’attenzione al riciclo dei materiali ha portato allo sviluppo di soluzioni innovative. Il recupero dei mattoni di argilla da edifici demoliti non solo permette di ridurre il volume di rifiuti da costruzione, ma favorisce anche la creazione di nuove miscele con prestazioni termiche ottimizzate. Alcuni studi hanno dimostrato che l'uso di aggregati riciclati di mattoni di argilla può migliorare la resistenza e la durabilità del calcestruzzo, rendendo il processo di costruzione più ecologico e meno energivoro.

Inoltre, l'efficienza termica non dipende solamente dalla massa termica, ma anche dalla distribuzione delle porosità all’interno dei materiali. La distribuzione dei pori in materiali come i mattoni in silicato di calcio e il calcestruzzo aerato determina la loro capacità di assorbire e trattenere l'umidità, che ha un impatto diretto sulla regolazione termica degli edifici. Studi recenti hanno evidenziato che la variazione nella dimensione dei pori influisce non solo sull'isolamento termico, ma anche sulla capacità di resistere alle sollecitazioni meccaniche e alle vibrazioni, due fattori importanti per la durabilità di una struttura.

Va inoltre sottolineato che l’utilizzo di materiali riciclati può influenzare le proprietà fisiche del prodotto finale. La qualità del materiale riciclato dipende dalla sua composizione, che a sua volta dipende dal tipo di edificio da cui è stato recuperato. Ad esempio, i mattoni provenienti da edifici residenziali potrebbero avere caratteristiche diverse rispetto a quelli di edifici industriali, con un impatto sul loro comportamento termico e meccanico. È fondamentale, quindi, che i materiali riciclati siano trattati e selezionati correttamente per garantire che soddisfino gli standard di qualità richiesti per le nuove costruzioni.

Oltre alla composizione e alla qualità dei materiali, è essenziale considerare anche la fase di produzione. La temperatura di cottura dei mattoni, ad esempio, ha un impatto diretto sulla loro struttura cristallina e quindi sulle proprietà termiche. La produzione di mattoni con una temperatura di cottura elevata migliora la resistenza e la durabilità, ma al contempo può comportare un maggior consumo energetico. D’altra parte, l’utilizzo di tecnologie più efficienti e la produzione di materiali a bassa temperatura potrebbero ridurre l’impatto ambientale.

Infine, è importante considerare il ciclo di vita dei materiali da costruzione. La progettazione di edifici sostenibili non si limita alla fase di costruzione, ma deve prendere in considerazione anche l’impatto ambientale durante la fase di demolizione e smaltimento dei materiali. Il riciclo dei mattoni, dei calcestruzzi e di altri materiali da costruzione è essenziale per ridurre il volume di rifiuti generati e promuovere una costruzione circolare. In questo contesto, la ricerca di nuove tecnologie di riciclo e il miglioramento delle tecniche di recupero dei materiali sono cruciali per garantire la sostenibilità dell'intero ciclo di vita del materiale.

La relazione tra il materiale da costruzione e l’efficienza energetica è dunque complessa e multifattoriale. Non si tratta solo di scegliere il materiale giusto, ma anche di comprendere come questi materiali interagiscano tra loro e con le condizioni climatiche locali, influenzando la prestazione energetica dell'edificio. Un approccio integrato che considera la selezione dei materiali, la progettazione dell’edificio e la gestione del ciclo di vita può portare a soluzioni edili molto più sostenibili e efficienti.

Composizione chimica e caratteristiche fisiche della lana minerale: analisi e applicazioni nel settore edile e agricolo

La lana di vetro, rispetto alla lana di roccia, presenta una maggiore concentrazione di SiO2 e una minore quantità di Al2O3, che conferisce alla lana di roccia una maggiore durezza e resistenza. La composizione chimica della lana minerale è determinante anche per le proprietà fisiche, in particolare la densità, che varia tra i 15 e i 220 kg/m³, e che influisce direttamente sulle prestazioni termiche e acustiche del materiale. La porosità, che può raggiungere fino al 99%, è un altro aspetto cruciale, poiché consente alla lana minerale di essere leggera e altamente isolante.

Questi materiali, una volta prodotti, vengono sottoposti a processi di defibratura mediante centrifugazione o soffiaggio, che consentono di ottenere le fibre sottili caratteristiche della lana. A seconda delle esigenze, le fibre vengono poi trattate con leganti, come le resine fenoliche-formaldeidiche (fino al 10% in peso), e lubrificanti, tra cui oli minerali o siliconici, che hanno lo scopo di ridurre la formazione di polvere e conferire idrofobicità al prodotto finale. La lana minerale può essere utilizzata in diverse forme, come piastre, stuoie o rivestimenti per tubazioni, e può essere combinata con materiali come alluminio, carta kraft o tessuti in fibra di vetro.

L’industria tedesca, che produce oltre la metà della lana minerale destinata al mercato dell'isolamento, ha registrato un costante aumento della produzione negli ultimi decenni. Questo incremento ha portato a una maggiore generazione di rifiuti di lana minerale, specialmente durante le operazioni di demolizione e ristrutturazione degli edifici. Questi rifiuti devono essere trattati separatamente, distinguendo tra la lana minerale vecchia e quella nuova, a seconda della data di costruzione dell'edificio. I rifiuti di lana minerale vecchia sono classificati come rifiuti pericolosi, mentre quelli derivanti da lana minerale nuova sono considerati non pericolosi, ma richiedono comunque un trattamento adeguato.

La crescente attenzione alla sostenibilità e al riciclaggio nel settore edilizio porta a una maggiore ricerca su come migliorare la qualità e la sicurezza della lana minerale, nonché sul trattamento adeguato dei suoi rifiuti. È importante comprendere che, pur essendo un materiale altamente efficace per l'isolamento, la gestione dei suoi scarti e il loro corretto smaltimento sono fondamentali per ridurre i rischi per la salute e l’ambiente. A tal fine, la normativa vigente impone misure rigorose per il trattamento della lana minerale, soprattutto per quanto riguarda il suo riciclaggio e il recupero, in modo da minimizzare gli impatti ambientali.

Come si ricicla il vetro di scarto e quali sono i suoi impieghi industriali?

La produzione di vetro piano utilizza esclusivamente scarti puri provenienti da processi industriali specifici e in percentuali limitate (fino al 20%). Gli scarti misti, come quelli derivati dalla raccolta del vetro da imballaggio o da altri settori, non sono idonei per questa destinazione. Il vetro da contenitori richiede un trattamento preliminare complesso per rimuovere impurità e garantire la purezza cromatica e tipologica necessaria.

I processi di trattamento prevedono una combinazione di frantumazione, vagliatura e sofisticate tecniche di selezione. La preselezione manuale consente di rimuovere materiali grossolani facilmente identificabili come bottiglie in PET, lattine, sacchetti di plastica, carta, ceramiche e pietre. Metalli ferrosi e non ferrosi vengono eliminati mediante separatori magnetici o a correnti parassite. Sistemi di aspirazione rimuovono materiali leggeri come residui di etichette, anelli plastici e chiusure varie. La selezione sensoriale mediante tecnologie ottiche consente di identificare e rimuovere ceramiche, porcellane e pietre, nonché vetri fuori colore o contenenti piombo, grazie alla fluorescenza UV o alla spettrometria a raggi X.

Negli ultimi decenni, le soglie di granulometria per la selezione automatica si sono abbassate in modo significativo: dai 10 mm degli anni '90 si è passati oggi a una soglia minima di 1 mm per la rimozione di ceramica e pietra. La selezione cromatica è possibile già a partire da 3 mm. L’efficacia dei processi aumenta con l’uso di lavaggi a secco preliminari, in cui le superfici del vetro vengono pulite mediante attrizione, consentendo la rimozione di etichette residue e polveri.

Quando il vetro trattato non soddisfa i criteri per la rifusione in nuovi contenitori, può essere utilizzato per produrre vetro espanso o vetro cellulare. La produzione di vetro cellulare inizia con la frantumazione del vetro grezzo e l’aggiunta di agenti espandenti come il carbonio. Un successivo trattamento termico provoca l’ammorbidimento del vetro e la generazione di gas, determinando una struttura porosa. Se il raffreddamento avviene lentamente e in modo controllato, si ottengono lastre; un raffreddamento rapido induce invece tensioni interne che causano la frattura in ghiaia.

Nel caso del vetro espanso, il vetro usato viene macinato, miscelato con un agente espandente e trasformato in granuli. Durante il trattamento termico, la liberazione di gas e la formazione di una fase fusa generano la porosità e la stabilizzazione dei granuli. In seguito è possibile ottenere lastre porose.

Questi materiali, pur mantenendo quasi inalterata la composizione chimica del vetro di partenza, acquisiscono proprietà fisiche nuove: la porosità conferisce densità estremamente basse, rendendoli adatti come isolanti termici e acustici. Il vetro cellulare può essere utilizzato per l’isolamento di pavimenti, coperture e cavi. La ghiaia di vetro espanso è indicata per isolamenti perimetrali o come sottofondo leggero per strade. Il vetro espanso trova impiego nella produzione di calcestruzzo leggero, intonaci alleggeriti, malte da muratura e riempimenti isolanti.

Un’ulteriore applicazione per il vetro di scarto consiste nell’impiego come ausilio di sinterizzazione nella produzione di laterizi, permettendo una riduzione della temperatura di cottura senza alterarne le proprietà meccaniche.