Il progetto mira a reimmettere i rifiuti da costruzione e demolizione (CDW: Construction and Demolition Waste) nel ciclo produttivo in maniera sostenibile, ovvero con vantaggi sociali, ambientali ed economici. I CDW, rifiuti speciali non pericolosi, rappresentano circa 1/3 del totale di tutti i rifiuti. Tale ammontare va addizionato con una quota significativa dei rifiuti da attività di cava e da miniera (MQW: Mining and quarry Waste, che rappresentano circa 1/3 del totale dei rifiuti), per le attività di prelievo per la produzione di beni costruttivi. Quindi, il mondo edilizio concorre per almeno la metà di tutti i rifiuti prodotti. Il riciclo dei CDW e la contestuale riduzione di una quota importante di MQW sono quindi nodali come già attenzionato a livello di Comunità Europea; il loro fattivo reimpiego indurrebbe una riduzione dei prelievi di nuovi materiali naturali (sedimenti e rocce da scavo) per la produzione di leganti cementizi, laterizi, ceramici e pietre ornamentali accompagnata da una riduzione della loro disposizione in discariche.
In linea con la vigente normativa comunitaria, il riciclo di CDW è alquanto elevato, ma il reimpiego è confinato in usi di bassissimo valore economico (recycle downcycling). Infatti, la produzione di materiali costruttivi è ancora largamente basata sull’impego di specifici materiali di partenza naturali (NPRM: natural primary raw materials); a differenza dei CDW, i NPRM hanno una elevata omogeneità petrografica (chimica, mineralogia e tessitura d’insieme e di ogni singola fase) sia nel tempo che nel luogo (cave). Tale omogeneità spazio-temporale dei NPRM determina che il processo produttivo dei beni costruttivi mantenga costanti le performance fisico-meccaniche ed estetiche. Al contrario, ogni singolo CDW è molto eterogeneo risultando da una miscelazione meccanica di svariati prodotti costruttivi prioritariamente ceramici (calcestruzzi e malte, mattoni e forati, piastrelle e tegole, rocce, ecc.) più eventuali volumi minoritari di metalli, vetro e solidi organici (legni, plastiche, gomme). In aggiunta, i vari depositi di CDW sono variabili in funzione delle caratteristiche architettoniche e ingegneristiche succedutesi nel tempo, oltre che della tipologia di NPRM disponibili in un determinato areale geografico e geologico.
Attualmente, la separazione dei CDW consta della rimozione manuale macroscopica, eventualmente anche per via elettromagnetica, di metalli, vetri e organici in entrata negli impianti industriali di trattamento; poi, segue macinazione e vagliatura in poche classi granulometriche. Il materiale così ottenuto è un frammisto di materiali solidi prettamente ceramici, in cui ogni granulo avrà colore, porosità, imbibizione di acqua, resistenza a compressione e trazione variabili, in funzione delle caratteristiche petrografiche di ognuno di essi. Risulta così evidente che il reale e sostenibile reimpiego dei CDW, in sostituzione dei NPRM, necessita di una separazione (sorting) sostenibile nelle varie classi omogenee che lo compongono. Le caratteristiche petrografiche di ogni classe separata saranno così atte ad essere reimpiegata per la produzione più idonea e mirata in nuovi prodotti costruttivi con performance costanti nel tempo. Tale approccio è l’unico capace di concorre qualitativamente ed economicamente con l’estrazione dei NPRM, con evidenti vantaggi ambientali. Questo quadro è ancora più cogente per quelle aree che necessitano di veloci e voluminosi trattamenti di CDW come zone post-belliche e/o colpite da disastri naturali (terremoti, inondazioni, frane, ecc.).
Il presente progetto focalizza sulla separazione sostenibile dei vari materiali eterogeni di qualsiasi accumulo di CDW in varie classi a caratteristiche petrografiche e quindi fisico-meccaniche omogenee, oltre che granulometriche. La separazione dei vari materiali è affrontabile con diverse metodiche fisiche e chimiche, ad esempio per colore, ferrimagnetismo, solubilizzazione, ecc.. Tuttavia, il basso valore economico dei NPRM e ancor più dei CDW (variabile entro poche decine di euro per tonnellata), impone che il sorting deve essere il più economico possibile. Negli ultimi anni lo studio petrografico dei CDW, tramite metodiche XRF (X-Ray Fluorescnce), XRPD (-Ray Powder Diffractio), IR (Infra-Red spectroscopy) e di microscopia ottica ed elettronica (SEM: scanning electron microscopy), ha evidenziato come alcune fasi siano potenzialmente indicative delle varie tipologie di materiali di un CDW, riflettendo così anche le loro prerogative fisico-meccaniche. Tali fasi sono potenzialmente discriminabili in maniera rapida, quindi implementabile a scala industriale, attraverso analisi di spettroscopia vibrazionale IR o visibile, in riflessione.
Il presente progetto propone così di implementare un prototipo direttamente in un sito industriale di stoccaggio dei CDW. Il CDW triturato e vagliato (frazione > 16, 16/8, 8/4 e 4/2 mm), secondo i comuni processi già largamente in uso, verrà depositato su un nastro trasportatore e sottoposto a lavatura con acqua. Durante lo scorrimento i granuli di una singola frazione granulometrica asciugati all’aria verranno dapprima separati per colore così da ottenere delle classi omogenee per granulometria e colore. Ognuna di queste singole classi verrà poi depositata nuovamente su nastro trasportatore per essere vagliato attraverso spettroscopia IR in riflessione; in funzione delle fasi chiave e loro abbondanza relativa contenute nei calcestruzzi, malte, mattoni, forati, piastrelle, tegole, rocce, ecc., di un CDW si separeranno con un approccio modulare e multi-spettrale che integra sensori specifici su bande mirate e intelligenza artificiale. Il risultato finale consisterà nella produzione di cumuli di materie prime seconde da CDW con caratteristiche peculiari. La soluzione tecnologica innovativa, flessibile e replicabile, sarà in grado di adattarsi a diversi contesti geografici e geologici per contribuire in modo concreto alla transizione ecologica del settore edilizio, promuovendo il recupero avanzato di materiali e la riduzione dell’impatto ambientale complessivo.
In linea con la vigente normativa comunitaria, il riciclo di CDW è alquanto elevato, ma il reimpiego è confinato in usi di bassissimo valore economico (recycle downcycling). Infatti, la produzione di materiali costruttivi è ancora largamente basata sull’impego di specifici materiali di partenza naturali (NPRM: natural primary raw materials); a differenza dei CDW, i NPRM hanno una elevata omogeneità petrografica (chimica, mineralogia e tessitura d’insieme e di ogni singola fase) sia nel tempo che nel luogo (cave). Tale omogeneità spazio-temporale dei NPRM determina che il processo produttivo dei beni costruttivi mantenga costanti le performance fisico-meccaniche ed estetiche. Al contrario, ogni singolo CDW è molto eterogeneo risultando da una miscelazione meccanica di svariati prodotti costruttivi prioritariamente ceramici (calcestruzzi e malte, mattoni e forati, piastrelle e tegole, rocce, ecc.) più eventuali volumi minoritari di metalli, vetro e solidi organici (legni, plastiche, gomme). In aggiunta, i vari depositi di CDW sono variabili in funzione delle caratteristiche architettoniche e ingegneristiche succedutesi nel tempo, oltre che della tipologia di NPRM disponibili in un determinato areale geografico e geologico.
Attualmente, la separazione dei CDW consta della rimozione manuale macroscopica, eventualmente anche per via elettromagnetica, di metalli, vetri e organici in entrata negli impianti industriali di trattamento; poi, segue macinazione e vagliatura in poche classi granulometriche. Il materiale così ottenuto è un frammisto di materiali solidi prettamente ceramici, in cui ogni granulo avrà colore, porosità, imbibizione di acqua, resistenza a compressione e trazione variabili, in funzione delle caratteristiche petrografiche di ognuno di essi. Risulta così evidente che il reale e sostenibile reimpiego dei CDW, in sostituzione dei NPRM, necessita di una separazione (sorting) sostenibile nelle varie classi omogenee che lo compongono. Le caratteristiche petrografiche di ogni classe separata saranno così atte ad essere reimpiegata per la produzione più idonea e mirata in nuovi prodotti costruttivi con performance costanti nel tempo. Tale approccio è l’unico capace di concorre qualitativamente ed economicamente con l’estrazione dei NPRM, con evidenti vantaggi ambientali. Questo quadro è ancora più cogente per quelle aree che necessitano di veloci e voluminosi trattamenti di CDW come zone post-belliche e/o colpite da disastri naturali (terremoti, inondazioni, frane, ecc.).
Il presente progetto focalizza sulla separazione sostenibile dei vari materiali eterogeni di qualsiasi accumulo di CDW in varie classi a caratteristiche petrografiche e quindi fisico-meccaniche omogenee, oltre che granulometriche. La separazione dei vari materiali è affrontabile con diverse metodiche fisiche e chimiche, ad esempio per colore, ferrimagnetismo, solubilizzazione, ecc.. Tuttavia, il basso valore economico dei NPRM e ancor più dei CDW (variabile entro poche decine di euro per tonnellata), impone che il sorting deve essere il più economico possibile. Negli ultimi anni lo studio petrografico dei CDW, tramite metodiche XRF (X-Ray Fluorescnce), XRPD (-Ray Powder Diffractio), IR (Infra-Red spectroscopy) e di microscopia ottica ed elettronica (SEM: scanning electron microscopy), ha evidenziato come alcune fasi siano potenzialmente indicative delle varie tipologie di materiali di un CDW, riflettendo così anche le loro prerogative fisico-meccaniche. Tali fasi sono potenzialmente discriminabili in maniera rapida, quindi implementabile a scala industriale, attraverso analisi di spettroscopia vibrazionale IR o visibile, in riflessione.
Il presente progetto propone così di implementare un prototipo direttamente in un sito industriale di stoccaggio dei CDW. Il CDW triturato e vagliato (frazione > 16, 16/8, 8/4 e 4/2 mm), secondo i comuni processi già largamente in uso, verrà depositato su un nastro trasportatore e sottoposto a lavatura con acqua. Durante lo scorrimento i granuli di una singola frazione granulometrica asciugati all’aria verranno dapprima separati per colore così da ottenere delle classi omogenee per granulometria e colore. Ognuna di queste singole classi verrà poi depositata nuovamente su nastro trasportatore per essere vagliato attraverso spettroscopia IR in riflessione; in funzione delle fasi chiave e loro abbondanza relativa contenute nei calcestruzzi, malte, mattoni, forati, piastrelle, tegole, rocce, ecc., di un CDW si separeranno con un approccio modulare e multi-spettrale che integra sensori specifici su bande mirate e intelligenza artificiale. Il risultato finale consisterà nella produzione di cumuli di materie prime seconde da CDW con caratteristiche peculiari. La soluzione tecnologica innovativa, flessibile e replicabile, sarà in grado di adattarsi a diversi contesti geografici e geologici per contribuire in modo concreto alla transizione ecologica del settore edilizio, promuovendo il recupero avanzato di materiali e la riduzione dell’impatto ambientale complessivo.