Nell’ottica dell’economia circolare sono state identificate alcune tipologie utilizzabili, ma lo smaltimento rimane complesso. Sembra una lotta già vista in altri settori tra i prodotti eco compatibili e quelli di derivazione industriale che tanto ha interessato la popolazione e un po’ meno la politica. Come per la plastica, il vetro, il legno, la carta e metalli, esiste una competizione sotto traccia tra prodotto “vergine” e prodotto da riuso. Il fango di depurazione è un altro esempio della complicata normativa che regge il mercato dei rifiuti rispetto alle esigenze sul territorio degli operatori del settore. Esistono, in alcune aree, divieti assoluti nell’utilizzo di questi fanghi trattati e libertà di utilizzo in altre, complice anche una normativa che in alcuni paesi è ancora del secolo scorso. Ma cosa è il fango da depurazione? Le cosiddette acque nere delle reti fognarie che confluiscono nei depuratori cittadini, vengono trattate meccanicamente, biologicamente e chimicamente in modo da rendere il fluido di risulta adatto alla reimmissione in natura senza creare alterazioni nell’ecosistema. Queste operazioni creano uno scarto di lavorazione che è composto da un fango contenente parti organiche e inorganiche in gran parte biodegradabili. I fanghi si dividono in fanghi primari e secondari. I primari sono costituiti prevalentemente in: Organici, quali la cellulosa gli zuccheri i lipidi e le proteine, che sono facilmente biodegradabili Inorganici, quali la sabbia gli ossidi metallici e i carbonati Organici non facilmente biodegradabili, come le fibre le gomme e semi I fanghi secondari sono costituiti prevalentemente da: Solidi sospesi che non sono stati trattenuti dalla sedimentazione primaria Solidi prodotti direttamente dall’impianto, quali sostanze che non vengono attaccate dai batteri e solidi disciolti biodegradabili che vengono attaccate dai batteri. Senza entrare nello specifico delle differenze chimiche dei fanghi primari e secondari e sul loro diverso trattamento in un impianto di depurazione possiamo dire che i fanghi secondari sono i più ricchi di nutrienti, come l’azoto e il fosforo rispetto ai primari, quindi più adatti ad un uso in agricoltura. Quelli primari, invece, hanno un potere calorifico maggiore dei secondari biologici e quindi più indicati allo smaltimento per incenerimento. In realtà, per le difficoltà che le normative ambientali stanno ponendo, una consistente frazione di fanghi, che potrebbero essere utilizzati in agricoltura, si sta accumulando nei depositi in quanto non trovano uno sbocco commerciale. Se consideriamo che la produzione dei fanghi da depurazione non si ferma mai, in quanto le acque nere confluiscono ogni giorno nei depuratori, l’enigma di dove collocarli aumenta sempre più ogni giorno. Il problema non è solo per gli impianti di depurazione, ma coinvolge anche gli agricoltori che sono costretti ad usare concimi chimici quando la natura ci dà le stesse sostanze che necessita la terra sotto forma di liquami trattati. I metodi per affrontare questa emergenza vede la reazione degli operatori divisi tra passivi e attivi. Per passivi intendiamo le soluzioni tecniche che mirano, attraverso metodi di gestione del ciclo di depurazione, alla riduzione della quantità di fango di risulta. Tra quelli attivi troviamo proposte per trasformare il fango in “gesso di defecazione” ottenendo un prodotto che non è più da considerare rifiuto, ma come un additivo che può essere utilizzato in agricoltura come correttivo delle ricette di concimazione. Un altro progetto è la “carbonizzazione accelerata del fango” attraverso la permanenza dei fanghi in un’autoclave ad alta pressione (18 bar) e ad alta temperatura (190°). Così facendo si genera una trasformazione dei fanghi in un prodotto definito “biocarbone”. Una ulteriore linea di smaltimento è quella di mischiare i fanghi di depurazione, attraverso un impianto di iniezione dei fanghi disidratati, ai processi di combustione dei rifiuti, creando una co-combustione che utilizzerebbe una percentuale di fanghi tra il 7 e 8% rispetto ai rifiuti immessi.Approfondisci l'argomentoFertilizzanti naturali
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Come scegliere e produrre una membrana bugnata performante con un granulo in HDPE riciclato.La funzione delle membrane bugnate protettive, in hdpe riciclato nel campo dell’impermeabilizzazione edilizia è conosciuta da molti anni anche se probabilmente non tutti conoscono le molteplici opportunità di utilizzo di questo utile elemento separatore-protettore-impermeabilizzante. Le membrane si dividono: Per conformazione geometrica delle bugne Per altezza delle stesse rispetto alla suolaPer spessore della suola Per grammatura al metro quadratoPer resistenza meccanica a compressione e a trazionePer gli eventuali accoppiati che si possono installare in fase di produzioneTessuti non tessuti in poliestereTessuti non tessuti in polipropileneTessuti in polietilene reticolatoReti porta intonacoFogli lisci in PE di scorrimento • Per utilizzo in edilizia Non ci soffermeremo in questa sede sui vari utilizzi ai quali la membrana si presta per migliorare tecnicamente il lavoro, ma su aspetti legati alle materie prime che vengono utilizzate per la produzione del manufatto e al risvolto qualitativo dello stesso, producendo il prodotto con macchine da estrusione a testa piana. In passato si producevano membrane bugnate standard, di comune utilizzo, da 600 grammi al mq. utilizzando resina in HDPE vergine che dava prestazioni tecniche costanti e qualità fisica del prodotto eccellente. Verso la fine degli anni 90 e gli inizi degli anni 2000, la forte crescita della domanda del prodotto ha spinto l’incremento dell’offerta sul mercato con conseguente tensione sui prezzi, spingendo i produttori ad un uso massiccio e quasi esclusivo di granuli in HDPE rigenerati per la produzione. Parallelamente, sempre nell’ottica di una accresciuta conflittualità dei prezzi, si sono offerte membrane bugnate con grammature al mq. da 500-450 e 400. La riduzione di grammatura e l’utilizzo di granuli rigenerati può portare ad una performance meccanica decisamente sotto le attese relativamente agli impieghi per cui i progettisti li hanno prescritte. Per ovviare a questo duplice problema, in relazione alle materie prime da impiegare nella produzione, si deve fare attenzione ad alcuni punti basilari: • L’input normalmente usato è composto da bottiglie e flaconi in HDPE proveniente dalla raccolta differenziata nei quali si trovano tappi in PP che ha un comportamento peggiorativo nella qualità della membrana. Una % di PP elevata porta ad una marcata fragilità del manufatto, specialmente in fase di resistenza all’ancoraggio nella fase di re-interro del piano di fondazione. La riduzione delle % di PP si risolvono attraverso l’uso di macchine separatrici a lettura ottica. • La fase di lavaggio del macinato proveniente dai flaconi di HDPE è importante in quanto il permanere di piccoli residui rigidi nello stesso, in quantità elevate, potrebbero non essere fermati completamente dai filtri in fase di estrusione e quindi essere inglobati nei granuli che, impiegati per la produzione di membrane con spessori di 0,4-0,5 mm., potrebbero facilitare la formazione di buchi sulla superficie del prodotto con la conseguenza di una perdita di impermeabilità e resistenza alla trazione. Quindi un buon lavaggio per decantazione e a rotazione, unito alla scelta di filtri e cambia-filtri in continuo, aiuta ad avere un granulo pulito. • L’utilizzo di cariche minerali per aumentare la resistenza meccanica delle bugne, riducendo l’impiego, in peso, del polimero in HDPE, al fine di ridurre il costo della materia prima, può essere virtuoso fino ad una soglia, conosciuta, oltre la quale il prodotto aumenta in modo importante la fragilità e la vetrosità riducendo le caratteristiche meccaniche richieste. In relazione all’impiego nelle opere edili della membrane bugnate si elencano alcuni fattori fondamentali • Per la posa verticale come la protezione della guaina impermeabile e per la funzione di drenaggio verticale in fondazione, si richiede principalmente una resistenza a trazione rispetto a compressione • Per la posa orizzontale come gli stati separatori nei pavimenti è preminente la resistenza meccanica verticale • Per la posa di membrane con rete porta intonaco per la deumidificazione dei muri è preminente la qualità di resistenza a trazione della membrana rispetto ai tasselli di chiodatura • Per gli strati separatori e drenanti nelle gallerie e tunnel sono necessarie sia una buona resistenza meccanica che di trazione • Per la posa di membrane per l’isolamento acustico la sollecitazione meccanica è molto contenuta nelle abitazioni civili. Con questi punti non si vuole esaurire l informativa, sia gli impieghi, che sono innumerevoli ma che per questione di spazio non si possono trattare in questa sede, sia per i risvolti produttivi nei quali si devono anche considerare l’impatto della qualità delle membrane in relazione ai parametri macchina relativi all’estrusione.
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Come e perché è necessario ridurre l’umidità nei polimeri riciclati prima del loro uso. Come descritto nell’articolo “l’Assorbimento dell’umidità nei polimeri” la presenza dell’umidità sulla superficie esterna e all’interno delle masse polimeriche, crea diverse tipologie di problemi alle caratteristiche della materia prima da impiegare. Sia i polimeri plastici riciclati igroscopici sia quelli non igroscopici sono soggetti all’effetto dannoso dell’umidità, che può essere assorbita nelle fasi di lavorazione, di trasporto o di stoccaggio, attraverso la ricerca di un equilibrio con l’ambiente in cui si trovano. Come abbiamo visto, nei polimeri riciclati non igroscopici, l’umidità è trattenuta superficialmente, mentre in quelli igroscopici la si troverà anche all’interno del granulo plastico. L’umidità, che si trovi in superficie o all’interno del granulo, influisce negativamente sull’aspetto estetico e meccanico del manufatto finale e, quindi, per produrre una materia prima plastica che non incontri queste problematiche, è necessario che la si deumidifichi prima di utilizzarla. La percentuale di umidità residua tollerata dalla materia prima riciclata è solitamente indicata dai produttori attraverso il controllo di qualità delle merci in uscita e può variare a seconda della tipologia di polimero preso in considerazione e del tipo di manufatto che si intende realizzare. Bisogna tenere in considerazione che le materie plastiche riciclate, dopo la fase di confezionamento, passano tempi più o meno lunghi nelle operazioni di trasporto e di stoccaggio, tempi in cui è possibile che i polimeri assumano nuova umidità. Per questa ragione si consiglia sempre, prima di usare il granulo, di effettuare l’operazione di deumidificazione che, in base al polimero, può necessitare di tempi variabili, raggiungendo un’umidità residua finale così espressa per una campionatura di polimeri: • ABS Temperatura dell’aria: 80° Tempo di trattamento: 2-3 ore Umidità residua: 200 ppm • PE Temperatura dell’aria: 90° Tempo di trattamento: 1 ora Umidità residua: 100 ppm • PP Temperatura dell’aria: 90° Tempo di trattamento: 1 ora Umidità residua: 200 ppm • PVC Temperatura dell’aria: 70° Tempo di trattamento: 1 ora Umidità residua: 200 ppm Il sistema più comune per deumidificare i polimeri riciclati consiste nel fare incontrare la materia plastica con una corrente d’aria calda, in quanto questa ha la capacità di trattenere l’umidità e tanto maggiore sarà la temperatura, tanto maggiore sarà il volume di umidità asportato. L’aria ha la possibilità di trattenere l’acqua fino alla sua saturazione e, questa quantità, varia in funzione dell’aumento della temperatura. Ad esempio 1 Kg. di aria è resa satura a: • 20° - 14,7 grammi di acqua • 35° - 36,6 grammi di acqua • 50° - 82,6 grammi di acqua Nei cicli di deumidificazione dei polimeri è possibile impiegare l’aria proveniente dall’ambiente, definita semplice essicazione, solo in situazioni di temperatura e umidità favorevoli. Mentre si può impiegare un’aria preventivamente essiccata, detta deumidificata, per realizzare un’azione di asciugatura importante anche in condizioni non favorevoli. Teniamo in considerazione che un granulo secco, se messo a contatto con l’aria, inizia l’assorbimento dell’umidità, la cui percentuale varierà al variare delle condizioni climatiche in cui si trova, quindi la tipologia dell’intervento di deumidificazione varierà a seconda di questi parametri. In un processo di essicazione l’aria calda investirà il granulo, che sarà posto in una tramoggia, il quale rilascerà dalla sua superficie e dal suo interno l’umidità che migrerà verso il flusso d’aria creato. Le variabili principali, quindi, durante un processo di essicazione sono: • Tipologia di polimero • Umidità di partenza del granulo • Punto di rugiada dell’aria di processo • Umidità residua richiesta • Tempo di essicazione • Temperatura dell’aria di processo • Dimensioni del granulo Tutto il processo di essicazione ruota introno all’umidità residua accettata, in funzione della tipologia del manufatto da produrre e dalla tecnica di produzione e, tanto minore sarà il processo di essicazione, tanto maggiore sarà la temperatura impiegata, fermo restando i limiti tecnici di ogni polimero sul grado di rammollimento e di emanazione di sostanze nocive. Il fabbisogno di aria per i processi di deumidificazioni sarà espresso in mc di aria per ogni Kg. di polimero da essiccare, tenendo conto della quantità di granulo movimentato in tramoggia, della temperatura dell’aria e del consumo di corrente. Anche la dimensione e la forma del granulo hanno una loro influenza nel processo di deumidificazione, in quanto, al crescere della sua dimensione e della superficie per unità di misura (cubo, cilindro o sfera) aumenta il tempo di essicazione. Vedi maggiori informazioni sulle materie plasticheVedi maggiori informazioni sul riciclo
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La costruzione del reattore Tokamak in Francia lascia grandi speranze per l'energia prodotto attraverso la fusione nucleare.Tokamak è un mega reattore nucleare in fase di costruzione nel sud della Francia e precisamente a Saint Paul Lez Durance in base all’accordo siglato nel 2005 tra Unione Europea, Stati Uniti, Svizzera, Russia, Giappone, India e Corea del Sud. E’ già stato definito il progetto energetico del secolo in quanto ha l’obbiettivo di produrre energia nucleare pulita. Come funziona la fusione nucleare? A differenza del processo produttivo fino ad oggi utilizzato nelle centrali atomiche per la produzione di energia, che si basa sulla fissione nucleare, cioè la creazione energetica attraverso la separazione degli atomi, il nuovo concetto espresso da Tokamak sarà basato sul processo di fusione degli stessi, creando almeno 10 volte l’energia che si produceva attraverso la fissione nucleare. Il processo avviene attraverso il riscaldamento del gas idrogeno a 100 milioni di gradi, trasformandolo allo stato di plasma, controllato da enormi magneti che ne seguono l’evoluzione finchè gli atomi di questo plasma si fondono tra loro liberando energia. Il plasma può essere considerato come il quarto stato della materia, accostabile a quello liquido, gassoso e solido. Perché si parla di energia pulita? Il processo della fusione nucleare da degli indubbi vantaggi per la gestione delle scorie radioattive in quanto se prendiamo in considerazione le scorie provenienti dalla fissione nucleare, sappiamo che per circa 3000 anni restano radioattive, mentre quelle derivanti dalla fusione nucleare già al 12° anno avranno dimezzato i loro effetti radioattivi. Non c’è dubbio che gli studi sul riutilizzo delle scorie prodotte dalle future centrali a fusione nucleare devono essere ancora completati per cercare la via di inertizzare la radioattività al loro interno e soprattutto per riutilizzare il materiale di scarto nei nuovi processi produttivi. Solo allora si potrà parlare di energia rinnovabile da fusione nucleare. C’è comunque un cauto ottimismo sulla possibilità di giungere, alla fine di questo iter scientifico, ad una risposta positiva in termini di economia circolare delle scorie. Quando potrà entrare in funzione Tokamak? Lo stato costruttivo della centrale ha visto quest’anno la fine dei lavori edili primari necessari ad accogliere il mega reattore il quale è in fase di costruzione ed è giunto a circa il 60% del suo cammino costruttivo. Se il processo di realizzazione di Tokamak non troverà impedimenti, l’accensione all’interno della centrale dovrebbe avvenire nel 2025. Ci vorranno ancora alcuni decenni prima che l’energia atomica prodotta con la fusione nucleare sia adottata su larga scala nel mondo, considerando che l’investimento, fatto in Francia dal team di paesi, raggiungerà i 20 miliardi di euro al termine del lavoro. Come si è giunti a questo accordo esteso a diversi paesi? E’ da molto tempo che si parla di poter costruire la prima centrale nucleare a fusione di atomi ed ufficialmente ne avevano già parlato Ronald Regan e Mikhail Gorbaciof nel 1985 durante un vertice USA-URSS a Ginevra. Entrambi i paesi stavano studiando il processo di fusione nucleare ma era necessario, sia per il completamento degli studi scientifici che per l’enorme investimento, la partecipazione altri paesi. Si è arrivati così all’accordo del 2005 che ha creato un team internazionale di paesi interessati, necessario per poter portare avanti questo ambizioso programma energetico.Vedi maggiori informazioni
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