Crediamo che un ambiente più pulito sia possibile, ma sappiamo che per realizzare progetti così ambiziosi servono passione, tenacia e un continuo desiderio espandere i confini della nostra conoscenza.
Crediamo che i giovani incarnino questi ideali, e per questo motivo, abbiamo deciso di finanziare ed accompagnare dei giovani ricercatori dell’Università Ca’ Foscari nei loro Dottorati di Ricerca. Abbiamo già parlato del lavoro svolto dalla dott.ssa Juliana Busato, oggi parleremo invece di quanto realizzato dal Dott. Loris Calgaro.
Il progetto
La ricerca di Loris è stata svolta in collaborazione con la nostra azienda IN.T.EC. nel periodo Settembre 2016-Settembre 2019, e ha avuto come oggetto solidificazione/stabilizzazione di matrici contaminate da metalli pesanti e inquinanti organici.
In particolare, lo scopo della ricerca è stato quello di studiare i meccanismi coinvolti nell’immobilizzazione e nel rilascio di tali contaminanti, al fine di ottimizzare i processi di solidificazione/stabilizzazione attualmente in uso e di svilupparne nuove applicazioni.
I processi di stabilizzazione e solidificazione
I trattamenti di solidificazione/stabilizzazione consistono in un’ampia gamma di processi, normalmente realizzati attraverso la miscelazione delle matrici contaminate con leganti idraulici, che mirano ad ottenere un nuovo materiale, detto inertizzato, che risulti essere in grado di trattenere gli inquinanti rilasciandoli in concentrazioni accettabili secondo le normative vigenti.
Il materiale inertizzato prodotto tramite questi processi incapsula i contaminanti presenti, limitandone quindi il rilascio e la dispersione nell’ambiente circostante, a causa di vari tipi di interazione fisica e chimica che si instaurano tra essi, il legante e la matrice inertizzata.
I leganti utilizzati più di frequente sono cemento Portland, calce, argille calcinate, e loppa d’altoforno.
Molti tra i processi di stabilizzazione e solidificazione “in situ” attualmente in uso possono presentare delle difficoltà nell’immobilizzare efficacemente inquinanti metallici e organici, in quanto la miscelazione diretta del legante con il terreno da trattare attraverso l’uso di apposite trivelle può portare all’ottenimento di un materiale avente un’area superficiale, una porosità ed una permeabilità molto simili a quelle della matrice di partenza. Questo causa una netta diminuzione della resistenza al dilavamento degli inquinati e delle prestazioni meccaniche dei materiali stessi.
Migliori risultati sono invece stati ottenuti utilizzando tecniche di solidificazione/stabilizzazione “ex situ”, nelle quali la matrice contaminata viene miscelata con il legante in appositi impianti di trattamento.
Vista la quantità sempre maggiore di materiali contaminati che necessitano di essere trattati (terreni, sedimenti, ceneri e fanghi di depurazione contaminati) risulta quindi essere di grande interesse indagare i meccanismi coinvolti nel rilascio di metalli e contaminanti organici dalle matrici in questione.
È sulla base di queste considerazioni che Loris Calgaro ha iniziato a sviluppare il suo progetto di dottorato.
Le fasi della ricerca
- Una fase iniziale dedicata ad una ricerca bibliografica nella quale sono stati approfonditi i materiali che vengono prodotti dai processi di inertizzazione dei rifiuti, considerando in particolare il rilascio di sostanze pericolose per l’ambiente. Inoltre sono state esaminate le più recenti applicazioni delle tecnologie di solidificazione/stabilizzazione con particolare attenzione verso i principali parametri coinvolti.
- Una fase di ricerca attiva, in collaborazione con IN.T.EC. S.r.l., volta a studiare i meccanismi coinvolti nell’immobilizzazione e nel rilascio dei contaminati presenti nelle matrici inertizzate prodotte applicando la tecnologia di solidificazione e stabilizzazione sviluppata da IN.T.EC. S.r.l.. I dati così ottenuti sono stati utilizzati per la formulazione di nuovi leganti da utilizzare nell’applicazione di tale tecnologia, avvalendosi delle apparecchiature. sia su scala di laboratorio che di impianto pilota messe a disposizione da INT.EC. S.r.l.
Di cosa parliamo riferendoci alla tecnologia sviluppata da IN.T.EC. S.r.l.?
Il processo HPSS® (High Performance Solidification/Stabilization), sviluppato da Mapei S.p.a. e IN.T.EC. S.r.l. (brevetto Europeo EP1858821), è una tecnologia per il trattamento “ex situ” di terreni, sedimenti e rifiuti di matrice inorganica contaminati da metalli pesanti e inquinanti organici.
Il processo consiste nel trattamento della matrice contaminata finemente suddivisa (frazione ≤ 2 mm) con un legante idraulico (tipicamente cemento Portland) e speciali additivi in idonei impianti di miscelazione e granulazione ottenere un materiale granulare indurito caratterizzato da livelli di cessione degli inquinanti particolarmente ridotti.
Tale risultato deriva dall’effetto combinato del cemento, che provoca l’immobilizzazione dei metalli sotto forma di composti poco solubili (idrossidi, carbonati) e la loro incorporazione nei prodotti di idratazione (silicati di calcio idrati e alluminati di calcio idrati) e degli additivi utilizzati.
Questi ultimi permettono di ridurre la quantità di acqua necessaria durante la granulazione ed ottenere un materiale più denso e meno poroso avente caratteristiche meccaniche simili a quelle di un calcestruzzo, a differenza dei tradizionali processi di solidificazione/stabilizzazione che non prevedono il riutilizzo del materiale stabilizzato.
Grazie a queste sue caratteristiche il materiale granulare stabilizzato ottenuto dall’applicazione della tecnologia HPSS® può essere riutilizzato per ripristini ambientali e per la realizzazione di sottofondi stradali e calcestruzzi non strutturali.
Considerando la natura inorganica dei leganti cementizi utilizzati, i trattamenti di solidificazione/stabilizzazione non sono generalmente adatti per il trattamento di rifiuti contenenti sostanze organiche volatili e semi-volatili. Per far fronte a questo problema, il processo HPSS® comprende anche uno step di distillazione a pressione ridotta per la rimozione di tali sostanze dal granulato. Grazie all’uso di un impianto di trattamento termico appositamente progettato, questo processo viene condotto in condizioni meno spinte rispetto ad altri sistemi disponibili in commercio, con un netto risparmio di tempo ed energia.
Ecco perché crediamo che un ambiente più pulito sia possibile, e ci impegniamo ogni giorno per trasformare il sogno in realtà.
