Il processo di costruzione e ristrutturazione di edifici comporta una notevole quantità di rifiuti che devono essere adeguatamente gestiti per ridurre l’impatto ambientale. I rifiuti da cantiere possono variare considerevolmente in termini di tipo e quantità, in base a vari fattori, come la dimensione dell'edificio, il tipo di struttura, le tecniche costruttive utilizzate, e la fase del progetto edilizio. Una comprensione approfondita della tipologia di rifiuti generati durante la costruzione e la demolizione è cruciale per ottimizzare i tassi di riciclaggio e la gestione dei materiali.

Durante la fase di costruzione, uno degli scarti principali è il terreno escavato, che viene solitamente prodotto all'inizio del progetto. Successivamente, si accumulano i rifiuti provenienti dai materiali non utilizzati, dagli scarti di taglio, dalle imballaggi sporchi che non possono essere restituiti, e dai residui di materiali ausiliari. Durante il processo di ristrutturazione o modernizzazione, oltre ai materiali di demolizione, vengono generati anche i rifiuti derivanti dall'installazione e smantellamento di impianti tecnici degli edifici. La quantità di rifiuti da costruzione dipende da diversi fattori, tra cui la dimensione dell'edificio, il tipo di edificio (residenziale, commerciale, industriale, ecc.), e il metodo costruttivo adottato.

Un aspetto fondamentale nella gestione dei rifiuti è la comprensione della relazione tra la dimensione dell’edificio e la quantità di rifiuti generati. Una relazione approssimativa per calcolare il volume dei rifiuti da costruzione può essere espressa come segue (Figura 2.11): il volume dei rifiuti da cantiere è legato al volume lordo dell'edificio e, generalmente, si stima che per ogni metro cubo di volume lordo venga prodotto tra i 0,03 e i 0,05 metri cubi di rifiuti da cantiere, con valori inferiori per gli edifici più piccoli. Inoltre, il tipo di struttura influisce sulla quantità e la tipologia di scarti. Per esempio, una casa unifamiliare genererà un quantitativo inferiore di rifiuti rispetto a un grande edificio commerciale.

I rifiuti da costruzione si dividono in diverse categorie materiali: i principali sono i componenti minerali, come cemento, mattoni, cartongesso, pietra naturale, e materiali di rivestimento; metalli, come l’acciaio di armatura e materiali per impianti sanitari ed elettrici; legno, come il legname per casseforme e il compensato; carta e cartone; plastica e materiali vari. Le analisi di classificazione dei rifiuti da cantiere mostrano che i componenti minerali costituiscono la parte dominante, seguiti da una varietà di materiali che vengono raggruppati sotto la voce "miscellanea", e poi legno, carta e cartone. Metalli e plastica sono presenti in proporzioni molto ridotte. In base alla composizione massica dei rifiuti, è fondamentale che questi vengano separati il più possibile, al fine di ottimizzare il riciclo e ridurre i costi di smaltimento. È particolarmente utile separare il cartongesso, in quanto il suo smaltimento o riciclo può presentare difficoltà se non viene trattato correttamente.

Un altro aspetto importante nella gestione dei rifiuti è la densità di massa dei vari materiali, che influisce sul volume necessario per lo stoccaggio e il trasporto. I dati di densità di contenitore (Tabella 2.2) mostrano che i materiali più leggeri, come il legno e la plastica, richiedono un volume maggiore per unità di peso rispetto ai componenti minerali. Per esempio, mentre i rifiuti minerali costituiscono circa il 56% in peso dei rifiuti da costruzione, il loro volume rappresenta solo circa il 17% del volume totale.

Il recupero dei materiali da demolizione e smantellamento è un altro aspetto cruciale. I materiali riciclabili ottenuti dalle demolizioni provengono da una vasta gamma di strutture, tra cui edifici residenziali, commerciali, industriali, e infrastrutture civili. La composizione dei rifiuti dipende dal tipo di struttura e dalla sua età. Le costruzioni più recenti tendono a presentare una maggiore varietà di materiali rispetto a quelle più vecchie, che spesso contengono materiali più omogenei e meno diversificati. Per esempio, un edificio residenziale di nuova costruzione avrà una maggiore varietà di materiali, come legno, plastica e metalli, rispetto a un edificio industriale o agricolo.

Per quanto riguarda il processo di demolizione, la quantità e la tipologia di materiale recuperato dipendono dalla dimensione e dal tipo di struttura. Le strutture con un elevato grado di finitura, come gli edifici residenziali o gli uffici, tendono a produrre una maggiore varietà di materiali rispetto a strutture più semplici. Il recupero di materiali dai rifiuti di demolizione è fondamentale per ridurre la necessità di nuove risorse naturali e promuovere la sostenibilità nell'edilizia.

Oltre alla gestione dei rifiuti, è altrettanto importante implementare sistemi efficaci di riciclo. La separazione corretta dei materiali durante la costruzione, ristrutturazione e demolizione è essenziale per garantire che i materiali possano essere riutilizzati o riciclati in modo efficace. Inoltre, l'adozione di tecnologie moderne, come i sistemi di separazione automatizzati, può contribuire notevolmente a migliorare l'efficienza del riciclo. In questo senso, le normative europee e le linee guida per la gestione dei rifiuti da costruzione stanno diventando sempre più stringenti, spingendo l'industria a conformarsi a standard più elevati.

È fondamentale che le pratiche di gestione dei rifiuti nel settore edile vengano costantemente monitorate e migliorate, per favorire l’efficienza, ridurre i costi e contribuire alla sostenibilità dell’ambiente. Con il giusto approccio alla gestione e al riciclo dei rifiuti da costruzione e demolizione, è possibile raggiungere tassi di riciclaggio più elevati e una riduzione significativa dell'impatto ambientale.

Quali materiali da costruzione possono essere riciclati e come cambia il loro ciclo di vita?

I materiali da costruzione rappresentano una parte significativa del flusso globale di rifiuti solidi, e il loro riciclo non costituisce solamente una pratica ecologica, ma una vera e propria esigenza strutturale dell’economia circolare nel settore edilizio. Comprendere le caratteristiche dei materiali primari, la natura dei loro scarti, e le tecnologie applicabili al loro riutilizzo significa intervenire sul ciclo di vita dell’intero sistema costruttivo.

Il gesso, ad esempio, è un materiale minerale largamente utilizzato, soprattutto sotto forma di pannelli per interni e finiture. Il materiale primario si presenta come solfato di calcio diidrato, mentre i rifiuti derivanti dalla sua lavorazione o demolizione si distinguono per la loro purezza chimica e la sensibilità all’umidità. La separazione del gesso dagli altri rifiuti da demolizione è una condizione necessaria per evitare reazioni indesiderate, in particolare la formazione di gas solforati durante la fase di smaltimento. Il riciclo avviene spesso attraverso la frantumazione e la ricalcinazione, con il fine di produrre nuovi pannelli o leganti. Tuttavia, il downcycling, ovvero l’utilizzo in applicazioni meno pregiate, rimane frequente, specialmente nei casi in cui la purezza del rifiuto non è sufficiente per un riciclo diretto.

Il cemento-fibra, composto a base cementizia rinforzato con fibre organiche o inorganiche, si distingue per una maggiore resistenza meccanica ma pone sfide importanti al momento del suo fine vita. Le fibre presenti, spesso non separabili, riducono la possibilità di un riciclo completo. In molti casi si procede con la frantumazione e il recupero parziale come aggregato secondario. Le tecnologie emergenti cercano di intervenire a livello molecolare per il recupero selettivo delle fibre e dei leganti, ma l’efficienza di tali processi non è ancora economicamente sostenibile su larga scala.

La lana minerale, utilizzata come isolante termico e acustico, rappresenta un’altra categoria critica. I rifiuti di lana di vetro o lana di roccia, spesso contaminati da leganti organici o sostanze ignifughe, sono difficili da trattare. Sebbene tecnologie termiche o chimiche consentano il recupero parziale della fibra, nella maggior parte dei casi il materiale viene avviato alla discarica o riutilizzato in prodotti a basso valore aggiunto.

Il vetro da costruzione, diversamente, presenta un ciclo di vita più favorevole al riciclo. I rifiuti vetrari, purché non contaminati da pellicole plastiche o materiali composti, possono essere rifusi e reimpiegati nella produzione di nuovi elementi vetrati. Tuttavia, la presenza di strati stratificati, inserti metallici o rivestimenti superficiali può ostacolare l’efficienza del processo di riciclo, richiedendo impianti con tecnologie di separazione ottica avanzata.

Le tecnologie avanzate di trattamento, come la comminuzione e la selezione automatizzata, rivestono un ruolo centrale. La comminuzione, ovvero la frantumazione controllata, permette di ridurre i materiali in granulometrie

Come vengono trattati i materiali di risulta da costruzione e demolizione: tecnologie e sistemi di stoccaggio

Il trattamento dei materiali di risulta provenienti da costruzioni e demolizioni richiede un sistema complesso e articolato, in cui ogni fase contribuisce a ottimizzare la qualità e la resa del materiale riciclato. Lo stoccaggio riveste un ruolo fondamentale nell’organizzazione del processo, influenzando sia la compattezza dello spazio necessario sia i costi specifici di investimento. Materiali come inerti riciclati vengono spesso immagazzinati in cassoni suddivisi da pareti in calcestruzzo o assi di legno, disposti in modo da sfruttare la gravità per trasferire i materiali alle fasi successive, eliminando la necessità di nastri trasportatori per l’accumulo. Questa soluzione offre una maggiore compattezza rispetto agli accumuli tradizionali all’aperto e un livello medio di flessibilità operativa.

Un’alternativa più tecnologica e compatta è rappresentata dallo stoccaggio in silos d’acciaio o in calcestruzzo armato, sovrastati da macchine di vagliatura e selezione, come separatori a nastro idraulico. Dopo il trasporto iniziale verso la sommità tramite nastri elevatori, la movimentazione del materiale prosegue per gravità, mentre veicoli possono transitare sotto i silos per il carico diretto nei mezzi di trasporto. Questi impianti consentono anche la produzione di miscele di diverse granulometrie o tipologie di materiali, fondamentali per la fabbricazione di calcestruzzo con aggregati riciclati. Tuttavia, il loro costo specifico è elevato e la capacità di adattarsi a condizioni variabili è limitata.

Il cuore del processo di riciclo include la frantumazione, che può essere a singolo o doppio stadio, integrata da fasi di pre-selezione e classificazione a monte e a valle. La materia prima grezza viene alimentata in una tramoggia e sottoposta a vagliatura preliminare con macchine robuste a uno o due piani. Le frazioni di materiale troppo grossolano vengono indirizzate verso i frantoi, mentre le particelle più fini possono essere stoccate o ulteriormente classificate con vagli flip-flop, che separano frazioni sottili da quelle più grossolane. In base alla qualità del materiale in ingresso, le frazioni più grandi possono essere commercializzate, aumentando il rendimento complessivo.

Per la frantumazione si prediligono frantoi a urto per stadi singoli, mentre per due stadi si impiegano combinazioni di frantoi a mascelle come primari e frantoi a urto come secondari. Alcuni impianti adottano esclusivamente frantoi a mascelle. Il materiale frantumato viene quindi sottoposto a vagliatura di controllo per separare le particelle secondo la dimensione voluta (spesso 45 mm). Le frazioni più grandi vengono ricircolate nel processo o inviate a ulteriori frantumazioni, mentre quelle più piccole sono suddivise e stoccate o avviate alle fasi di selezione.

L’inclusione di tecniche di selezione è imprescindibile per garantire materiali riciclati privi di impurità. I magneti a nastro sono collocati in punti strategici per rimuovere materiali ferrosi. Gli impianti di classificazione ad aria e i processi di selezione a umido richiedono materiali pre-classificati e si trovano generalmente a valle della vagliatura finale. I classificatori ad aria possono pulire materiali a partire da 4 mm, mentre le tecnologie umide consentono anche la pulizia delle frazioni sabbiose, sebbene ancora poco diffuse. Nonostante le tecnologie meccaniche, la selezione manuale rimane insostituibile e può essere effettuata sia prima che dopo la frantumazione.

La logistica coinvolge mezzi pesanti per la consegna e il ritiro dei materiali, con pale meccaniche e escavatori dotati di pinze idrauliche per la movimentazione, la pre-selezione e la frammentazione grossolana. Il trasporto interno alle diverse unità di trattamento avviene tramite nastri e coclee, organizzati in base alla granulometria e allo stato del materiale.

È fondamentale comprendere che il trattamento efficiente e sostenibile dei materiali di risulta non si limita alle fasi di frantumazione e vagliatura, ma richiede un sistema integrato che consideri le caratteristiche variabili del materiale in ingresso, la gestione ottimale degli spazi e l’integrazione di tecnologie di selezione avanzate. Solo una combinazione bilanciata di processi meccanici e interventi manuali può garantire prodotti finali di qualità, adatti a sostituire materiali vergini nei processi costruttivi. Inoltre, la pianificazione accurata della logistica e dello stoccaggio, con soluzioni adattate alla scala dell’impianto e al tipo di materiale, è decisiva per minimizzare i costi e l’impatto ambientale complessivo.

Come si Gestisce il Bitume Riciclato nell'Asfalto: Materiali, Processi e Rischi Ambientali

Il bitume è un materiale fondamentale nella costruzione delle strade, utilizzato come legante negli asfalti. Esso si presenta come una matrice solida che connette gli aggregati, risultando praticamente insolubile in acqua e classificato come non pericoloso per le risorse idriche. A temperature normali, il bitume si mantiene solido, ma quando riscaldato a temperature tra i 150 e i 200°C, diventa liquido e può essere mescolato con aggregati, avvolgendoli. Una volta raffreddato, il bitume solidifica di nuovo, legando insieme i vari componenti dell'asfalto.

Esistono diversi tipi di bitume che differiscono per la loro consistenza e utilizzo. I bitumi più morbidi sono ideali per strade e percorsi a bassa intensità di carico, mentre quelli più duri sono destinati a strade soggette a carichi pesanti. I bitumi modificati con polimeri, che sono miscele di bitume ed elastomeri, presentano una gamma di lavorabilità più ampia rispetto ai bitumi tradizionali, una migliore adesione agli aggregati, maggiore resistenza e una durata superiore alle sollecitazioni e alle deformazioni permanenti. Questi bitumi sono particolarmente adatti per aree ad alto traffico, condizioni climatiche estreme o tipologie speciali di asfalto.

Per quanto riguarda l'asfalto con legante a base di catrame di carbone, la situazione cambia. Il catrame di carbone viene ottenuto attraverso la pirolisi di carbone o lignite, da cui si separa il catrame grezzo che, attraverso distillazione frazionata, lascia come residuo il catrame di carbone. Rispetto all’asfalto legato con bitume, l’asfalto con catrame di carbone come legante presenta dei rischi ambientali e per la salute, che devono essere considerati quando questo materiale viene riutilizzato. I leganti a base di catrame contengono sostanze dannose come idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e fenoli. Gli IPA sono composti chimici derivati dal benzene, di cui molti, composti da più di quattro anelli benzenici, sono noti per la loro cancerogenicità. Tra questi, il benzo(a)pirene è il più studiato per quanto riguarda la sua diffusione e tossicità. I fenoli, d'altro canto, sono sostanze corrosive e tossiche, e il loro effetto nocivo è immediato e misurabile.

Nonostante il catrame di carbone contenuto nell'asfalto non rappresenti una minaccia immediata per l'ambiente, poiché è praticamente impermeabile all'acqua e difficile da dissolvere, il riutilizzo di pavimentazioni stradali contenenti catrame potrebbe causare il rilascio di queste sostanze pericolose. Per questo motivo, esistono regolamenti specifici per la gestione di questi materiali in costruzione stradale. L'uso di catrame di carbone nella costruzione delle strade è stato vietato in Germania dal 1987, e la sua presenza nell'asfalto riciclato va trattata con particolare attenzione.

Gli aggregati, che costituiscono la parte minerale dell'asfalto, sono fondamentali per la resistenza strutturale del materiale. Devono essere in grado di sopportare alte temperature e carichi durante la produzione e l'uso dell’asfalto. Durante la produzione, gli aggregati vengono riscaldati fino a circa 300°C, senza subire alterazioni. Gli aggregati per gli strati superficiali delle strade devono essere resistenti agli urti, alla pressione e all’usura. Materiali come la sabbia e il diabase sono spesso utilizzati per gli strati più sollecitati, poiché possiedono le caratteristiche richieste.

Il processo di produzione dell'asfalto prevede una miscelazione in impianti automatizzati di aggregati secchi e riscaldati, bitume riscaldato e filler, ovvero polveri di roccia con una granulometria molto fine. L’asfalto misto viene poi trasportato al sito di costruzione a temperature tra i 130 e i 180°C e steso in strati con spessori variabili a seconda della funzione della singola parte della strada. Esistono diverse tipologie di asfalto in base alla parte della strada in cui vengono utilizzate. Lo strato superficiale (top course) è quello che subisce le sollecitazioni dirette del traffico e quindi deve essere molto resistente all’usura e alla pressione. Lo strato di legante (binder course) deve assorbire le sollecitazioni da frizione dei veicoli e deve essere resistente all’abrasione. Infine, lo strato di base (base course) distribuisce i carichi di traffico in modo che la struttura sottostante non venga danneggiata.

Oltre ai materiali utilizzati e alle tecniche di produzione, è fondamentale tenere in considerazione la gestione dei materiali riciclati, come l’asfalto da recupero (RAP), che può essere riutilizzato per nuove costruzioni stradali. L’utilizzo di asfalto riciclato permette di ridurre l’impatto ambientale e i costi, ma deve essere gestito correttamente per evitare il rilascio di sostanze pericolose.

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