Utilizzo di residui provenienti da un inceneritore di RSU e ROT in matrici cementizie

Capitolo 1                                                                                                                        Introduzione 
 ______________________________________________________________________________
5 
Attualmente in Italia sono inceneriti 2.2 [6] Mt/anno di RSU, in 52 
impianti attivi [6], che possono produrre secondo una stima circa 
66000/110000 t/anno [7] di ceneri volanti; queste sono smaltite in discarica 
di seconda categoria del tipo C in quanto classificate, secondo la Normativa 
italiana [8], come rifiuti tossici e nocivi per la presenza oltre le 
concentrazioni limite di metalli pesanti quali Pb, Cd, Ni, Cr, Zn. 
Nel nostro paese quindi solo il 10% dei RSU è incenerito, mentre il 
restante 90% è smaltito in discariche autorizzate o abusive, situazione del 
tutto anomala se confrontata con quella d'altri paesi industrializzati nei quali 
la quota dei rifiuti termodistrutti è notevolmente superiore, dal 75% del 
Giappone al 42% della Francia, al 40% della Germania o al 18% della Gran 
Bretagna [6]. 
Se si mettono a confronto le emissioni al camino connesse 
all'esercizio di un impianto di termodistruzione, con quelle di un impianto di 
potenza ad olio combustibile a parità di KWh d'energia elettrica prodotta, la 
valutazione dell’impatto ambientale globale è favorevole per il primo (g 
SO
2
/KWh 0.66-1.6, g NO
X
/KWh 2.6-1.6, g ceneri/KWh 0.13-0.16, essendo 
i primi valori riferiti all'impianto di termodistruzione [9]). Da considerazioni 
ambientali ed economiche (incenerire i RSU costa 100 Lit./kg comprensivo 
dei ricavi derivanti dalla vendita d'energia, mentre smaltirli in discarica di 
prima categoria costa fino a 250 Lit./Kg senza condizionamento) si può 
prevedere che in futuro ricorreremo nel nostro paese alla termodistruzione 
in maniera sempre più incisiva, con la conseguente crescita della produzione 
di residui solidi da trattare. 
Da tali considerazioni prende spunto il lavoro di tesi, atto a valutare 
la possibilità d'impiego delle ceneri volanti nella preparazione di malte 
cementizie. Si è cercato di utilizzare i residui in parziale sostituzione del 
legante e/o degli inerti, in analogia con quanto avviene ormai da diverso 
Capitolo 1                                                                                                                        Introduzione 
 ______________________________________________________________________________
6 
tempo per i calcestruzzi confezionati con ceneri volanti prodotte dalla 
combustione di carbone negli impianti di potenza. 
Il lavoro è stato articolato dapprima nella caratterizzazione dal punto 
di vista fisico e chimico delle ceneri provenienti da un impianto 
d'incenerimento di RSU e rifiuti tossici ospedalieri (ROT) nella misura del 
90% e 10% rispettivamente. I test includono l’analisi chimica, la 
valutazione della struttura superficiale, il contenuto e l’assorbimento 
d'umidità, l’analisi granulometrica, la perdita in peso per calcinazione, la 
densità e i sali solubili in acqua. E' stato studiato il comportamento delle 
diverse tipologie di ceneri provenienti dall'inceneritore, in pratica quelle 
raccolte in corrispondenza della caldaia, dell'elettrofiltro, del reattore, dei 
filtri a maniche e dello stoccaggio finale e in una seconda fase sono stati 
realizzati impasti sostituendo fino al 60% di cemento con due dei cinque tipi 
di ceneri volanti (del tipo caldaia ed elettrofiltro) separatamente. 
Infine sono stati indagati i tempi d'inizio e fine presa, la resistenza a 
compressione e il rilascio d'elementi tossici con lo scopo di poter valutare 
l'utilizzo di tali matrici per applicazioni non strutturali quali, ad esempio, la 
realizzazione di sottofondi stradali e piste per aeroporti. 
Una possibile alternativa, nell’impossibilità di poter realizzare 
applicazioni non strutturali di tali malte, potrebbe riguardare il collocamento 
delle matrici in discarica di tipo 2B con risparmio di costi rispetto all'attuale 
smaltimento delle ceneri in discarica di tipo 2C. 
E' stata raccolta e analizzata la Normativa vigente legata ai residui 
ceneri volanti in vista dell'eventuale utilizzo anche se, a tutt'oggi, sono del 
tutto assenti nel nostro paese Normative che disciplinano l'impiego delle 
ceneri volanti nei calcestruzzi. 
I risultati di tale lavoro sono positivi in quanto le caratteristiche 
meccaniche degli impasti preparati sono discrete anche a percentuali di 
Capitolo 1                                                                                                                        Introduzione 
 ______________________________________________________________________________
7 
sostituzione del cemento pari al 40%, mentre il rilascio dei metalli pesanti è 
al di sotto dei limiti della Normativa italiana, anche per le malte con il 
maggiore tenore di rifiuto. 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
8 
2. SMALTIMENTO DEI RIFIUTI: NORMATIVE 
VIGENTI 
2.1 INTRODUZIONE 
La Normativa italiana nel settore dei rifiuti risente del ritardo che il 
nostro paese ha nei confronti delle altre nazioni dell'Unione Europea in 
materia ambientale. Poiché per molti anni le Regioni italiane si erano date 
una Legislazione autonoma per lo smaltimento dei rifiuti, nel 1982 lo Stato 
intervenne con un D.P.R. che è ormai diventato "guida" per lo smaltimento 
e il riutilizzo di ogni tipo rifiuto: il D.P.R. 915/82. 
La mancanza di una pianificazione nazionale organica e la necessità 
di recepire le Direttive Comunitarie (nel 1982 le Direttive n° 75/442, 
76/403, 78/319) hanno determinato un continuo susseguirsi di Leggi, 
Decreti e Regolamenti (vedi allegato 2.1). Questi, legati anche alla necessità 
di fronteggiare situazioni d'emergenza, hanno dato luogo a notevoli 
difficoltà per gli operatori del settore e, al tempo stesso, una mancanza di 
coscienza generale del problema. 
2.2 LINEE GUIDA DEL D.P.R. 915/82 
Il D.P.R. 915/82 disciplina lo smaltimento dei rifiuti ed impone le 
modalità di realizzazione e gestione degli impianti di scarico controllato. Il 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
9 
decreto divide così i rifiuti in tre categorie: i rifiuti urbani, i rifiuti speciali e 
i rifiuti tossici e nocivi.  
Riportando le definizioni si possono dunque individuare le seguenti 
classi di rifiuti:  
• RSU (rifiuti solidi urbani): 
-  i residui provenienti da fabbricati o da altri insediamenti civili in 
genere; 
-  i rifiuti ingombranti quali beni di consumo durevoli, d'arredamento, 
d'impiego domestico, d'uso comune, provenienti da fabbricati o da 
altri insediamenti civili in genere; 
-  i rifiuti di qualunque natura o provenienza giacenti sulle strade 
pubbliche o private o sulle spiagge marittime, lacuali e sulle rive dei 
fiumi. 
• RS (rifiuti speciali): 
-  i residui derivanti da lavorazioni industriali, quelli derivanti da 
attività agricole, artigianali, commerciali e di servizi che, per 
quantità e qualità non siano dichiarati assimilabili ai RSU; 
-  i ROT (rifiuti ospedalieri) non assimilabili a quelli urbani; 
-  i materiali provenienti da demolizioni e scavi e i macchinari e le 
apparecchiature deteriorati e obsoleti; 
-  i veicoli a motore, rimorchi e simili fuori uso e loro parti; 
-  i residui di attività di trattamento dei rifiuti e quelli derivanti dalla 
depurazione di effluenti. 
• RTN (rifiuti tossici nocivi) tutti i rifiuti che contengono o sono 
contaminati dalle sostanze elencate nel D.P.R. 915/82 (vedi allegato 2.2), 
inclusi i Policlorodifenili e i Policlorotrifenili e loro miscele. 
Le sostanze tossiche e nocive dell’allegato 2.2 sono state classificate 
secondo il criterio d'etichettatura delle sostanze pericolose dettato dalla 
Direttiva CEE 89/831 in molto tossiche, tossiche, nocive in funzione della 
concentrazione limite (CL) come riportato in Tabella 2.1.
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
10 
 
Tab. 2.1 - Criterio di classificazione dei rifiuti tossici e nocivi 
Categoria CL (mg/Kg)
Tossiche 500
Molto tossiche 5000 
Nocive 50000
 
In generale i RTN possono essere classificati anche secondo uno dei 
seguenti criteri: 
-  tipologia (classificato tossico e nocivo in base alla sua appartenenza alla 
classe di rifiuti prodotti da attività industriali o da servizi, contenuto nella 
Normativa); 
-  sostanze chimiche (un rifiuto è tossico e nocivo se contiene sostanze 
chimiche in CL superiore al limite fissato dall’allegato 2.3); 
-  processi produttivi (un rifiuto è tossico e nocivo se proviene da un 
determinato processo produttivo, vedi allegato 2.4) 
In Italia sono adottati tutti e tre i criteri, come da Delibera del 
27/7/1984, a completamento del D.P.R. 915/82.  
Con questa delibera furono definiti RTN quelli che: 
1. 
  contenessero una o più delle sostanze indicate nell’allegato 2.3 in 
concentrazioni superiori ai valori di concentrazione limite (CL) indicate 
nello stesso allegato e/o una o più delle altre sostanze appartenenti ai 
ventotto gruppi dell'allegato 2.2 del D.P.R.915/82 in concentrazioni 
superiori ai valori di CL espressi nell’allegato 2.3, con il quale si posero 
dei criteri generali per la classificazione dei RTN. Nel caso in cui un 
rifiuto contenesse due o più sostanze ognuna in concentrazione inferiore 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
11 
alla CL si classificò tossico nocivo se la sommatoria dei rapporti tra la 
concentrazione effettiva (cei) di ogni sostanza e la rispettiva CL 
risultasse maggiore di uno 
( / cl )ice i
i
n
=
∑
⟩
1
1  
 ; 
2.   figurassero nell'allegato 2.4 come provenienti da attività di produzione 
o di servizi salvo che il produttore dimostri la non tossicità del rifiuto. 
Con il D.P.R. 915/82 si è regolamentato il regime delle attività di 
smaltimento dei RTN; secondo l'articolo 16 deve essere autorizzata ogni 
fase dello smaltimento e quindi: 
•   raccolta e trasporto; 
•   stoccaggio provvisorio; 
•   trattamento; 
•   stoccaggio definitivo in discarica controllata. 
L'articolo prevede anche un registro di carico e scarico. 
Le disposizioni attuative dell'articolo 4 del D.P.R. 915/82 (Delibera 
27/7/84) classificano le discariche controllate in tre categorie di seguito 
indicate: 
1.PRIMA CATEGORIA: 
•   RSU e rifiuti speciali assimilabili ai RSU; fanghi non tossici e nocivi 
provenienti dagli impianti di depurazione di acque di insediamenti civili. 
2.SECONDA CATEGORIA:  
•   Tipo A. Rifiuti inerti, materiali ceramici, cotti, vetri, rocce e materiali 
da costruzione, materiali da demolizione e scavo. 
•  Tipo B. Rifiuti speciali: tossici e nocivi non contenenti 
concentrazione di sostanze pericolose superiori ad un centesimo delle 
concentrazioni limite indicate dalle disposizioni del D.P.R. 915/82; rifiuti 
contenenti fibre d'amianto in concentrazione superiori a 10 g/Kg. 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
12 
•   Tipo C. Rifiuti industriali ed agricoli non assimilabili ai RSU; rifiuti 
provenienti dalla depurazione degli effluenti e trattamento rifiuti; rifiuti 
tossici e nocivi eccetto quelli contenenti concentrazioni superiori a dieci 
volte la CL. 
3.TERZA CATEGORIA: 
•   RTN contenenti sostanze pericolose aventi concentrazione superiore 
a dieci volte la concentrazione limite. 
I rifiuti in forma liquida, solida, di emulsione, di liquame o di fango, 
sono spesso costituiti da una miscela di composti chimici diversi. Molto 
spesso i RTN prima di essere stoccati in discarica subiscono dei trattamenti 
fisici, chimici e biologici che implicano l'applicazione di diverse tecnologie 
finalizzate alla riduzione del volume e della tossicità dei rifiuti stessi. I 
principali trattamenti sono riassunti nella seguente tabella 2.2: 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
13 
 
Tab. 2.2 - Principali trattamenti dei rifiuti 
A) Trattamenti di separazione in base alla diversità dei materiali 
1-Sedimentazione-ispessimento 
2-Centrifugazione 
3-Flottazione 
4-Separazione di più fasi solide 
B) Neutralizzazione e coagulazione flocculazione 
1-Neutralizzazione 
2-Coagulazione-flocculazione 
C) Filtrazione 
1-Su letti 
2- A flusso incrociato 
3-A pannelli 
D) Precipitazione chimica 
1-Con idrossidi 
2-Con carbonati 
3-Con boroidruro di sodio 
E) Ossidazione chimica 
1-Clorazione 
2-Con ipocloriti 
3-Con biossido di cloro 
4-Con permanganato di potassio 
5-Con perossido di idrogeno 
6-Ozonizzazione 
7-Con perossido di idrogeno e raggi UV 
8-Con perossido di idrogeno e ozono 
9-Con perossido di idrogeno, ozono e raggi UV 
F) Riduzione chimica 
1-Con solfito di sodio 
2-Con bisolfito di sodio  
3-Con metabisolfito di sodio 
4-Con anidride solforosa 
5-Con solfuro di sodio 
6-Con boroidruro di sodio 
7-Con metalli in forma elementare 
8-Con idrazina 
9-Con ione ferroso 
G) Adsorbimento su carbone attivo 
H) Strippaggio con aria 
I) Distillazione 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
14 
2.3 I RESIDUI ED IL LORO UTILIZZO 
2.3.1 Il quadro nazionale sulle materie prime secondarie (MPS) 
La problematica attinente il riutilizzo dei cosiddetti "residui" di 
produzione, cioè di quei materiali che, pur non essendo l'oggetto principale 
della produzione di un'impresa trovano comunque una forma d'utilizzo in un 
processo produttivo e non sono "smaltiti", è da molto tempo al centro 
dell'attenzione sia del legislatore sia di coloro che si occupano della materia. 
Una prima regolamentazione ha cercato di disciplinare le "materie 
prime secondarie" (articolo 2 della Legge 475/88, Decreto ministeriale 
26/1/90 e a seguito di tali disposizioni varie Regioni hanno adottato 
apposite norme), ma dapprima la Corte Costituzionale (sentenza n. 512 del 
30/10/90) e successivamente vari interventi della giurisprudenza hanno 
totalmente, e con varie motivazioni, vanificato e reso inapplicabile questa 
Normativa. 
Per porre rimedio alla situazione di estrema confusione ed incertezza 
venutasi a creare sul territorio nazionale in seguito al venire meno, nei fatti, 
della disciplina relativa alle "materie prime secondarie", il Governo è 
intervenuto emanando il Decreto-Legge 9 novembre 1993, n. 443 (G.U. 
10/11/93, n. 264), contenente "Disposizioni in materia di riutilizzo dei 
residui derivanti da cicli di produzione o di consumo in un processo 
produttivo o in un processo di combustione". 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
15 
Il provvedimento, sicuramente necessario nella situazione 
contingente, non è stato convertito in Legge dal Parlamento nei termini 
previsti ed è stato quindi più volte reiterato. Attualmente, si è arrivati dopo 
due anni alla tredicesima versione (Decreto-Legge 8 marzo 1996, n° 113) 
recante "Disposizioni in materia di riutilizzo dei residui derivanti da cicli di 
produzione o di consumo in un processo produttivo o in un processo di 
combustione, nonché in materia di smaltimento dei rifiuti" (G.U. 9/3/96, n.° 
58). 
Nel corso di questo biennio il provvedimento originario, D. L. n. 
443/93, ha subito più volte delle modificazioni ed integrazioni, la più 
evidente delle quali sta, già nel titolo del Decreto ove si evince che la 
materia trattata non è esclusivamente quella dei residui riutilizzabili, ma 
anche quella dello smaltimento dei rifiuti (nelle varie reiterazioni sono, 
infatti, stati aggiunti vari articoli riguardanti lo stoccaggio provvisorio dei 
rifiuti tossici e nocivi, l'albo smaltitori, i rifiuti solidi urbani, ecc.). 
E' evidente che in questo contesto, caratterizzato da una Normativa, 
che per le caratteristiche proprie dello strumento legislativo utilizzato, non 
può certamente essere definita stabile (sta ormai diventando una regola la 
prassi della decretazione d'urgenza) il tentativo di fare chiarezza e di dare 
delle certezze agli operatori è riuscito solo parzialmente, anzi con il passare 
del tempo e delle reiterazioni del Decreto-Legge, va aumentando nei 
destinatari della disciplina il convincimento che ben difficilmente questa 
sarà la soluzione definitiva del problema. 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
16 
2.3.2 Le nuove norme sui rifiuti e residui: aspetti tecnici 
Dal punto di vista dei contenuti la Normativa relativa ai "residui 
riutilizzabili" si caratterizza, nelle sue linee essenziali per i seguenti 
principi: 
1.  la disciplina si applica esclusivamente ai cosiddetti "residui" 
derivanti non solo da processi di produzione, ma anche di consumo, 
destinati ad essere riutilizzati, cioè impiegati, in ulteriori processi 
produttivi, per l'ottenimento di prodotti o materie prime, ovvero per la 
produzione di energia, e puntualmente individuati con i seguenti 
provvedimenti ministeriali: decreto del Ministro dell'ambiente 5/9/94 
(Sup. Ord. alla G. U. 10/9/94, n. 212), nel quale sono stati individuati, 
nell'allegato III del D.M., i residui riutilizzabili in processi produttivi e le 
norme tecniche generali per il loro riutilizzo, Decreto del Ministro 
dell'ambiente 16/1/95 (Sup. Ord. alla G.U. 30/1/95, n. 24), nel quale sono 
stati individuati i residui riutilizzabili come fonte d'energia e le norme 
tecniche per il loro riutilizzo; 
2.   sono state previste delle esclusioni dall'ambito di applicazione del 
provvedimento (pertanto in questi casi non si applica la Normativa sui 
residui, né, tantomemo, quella dei rifiuti), fra le quali si segnalano in 
particolare quelle relative ai residui (o materiali) quotati con precise 
specifiche merceologiche in borse merci o in listini e mercuriali ufficiali 
delle Camere di Commercio dei capoluoghi di Regione ed elencati 
nell'allegato I del decreto del Ministro dell'ambiente 5/9/94 ed alle 
attività finalizzate al riutilizzo dei residui come materia prima effettuate 
nell'ambito dello stabilimento di produzione degli stessi; 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
17 
3.   l'esercizio delle attività di raccolta e trasporto, stoccaggio, trattamento e 
riutilizzo dei residui individuati nei due decreti ministeriali sopracitati, 
non è subordinato ad alcun atto d'assenso formale (autorizzazione) delle 
amministrazioni competenti, bensì al semplice invio alla Regione o 
Provincia autonoma o delegata e alla sezione regionale dell'Albo 
nazionale delle imprese esercenti servizi di smaltimento dei rifiuti (per 
l'attività di raccolta e trasporto la comunicazione va presentata al solo 
Comitato Nazionale dell'Albo delle imprese esercenti servizi di 
smaltimento dei rifiuti) di una comunicazione preventiva, da ripresentare 
annualmente, in cui vanno indicate le informazioni relative ai residui, al 
ciclo produttivo cui sono destinati ed alle caratteristiche merceologiche 
dei prodotti derivanti dai cicli di riutilizzo; 
4.   l'esercizio di attività di stoccaggio, trattamento e riutilizzo di residui 
non individuati nei due decreti ministeriali sopra indicati è assoggettato 
al regime autorizzatorio; 
5.  coloro che esercitano attività di produzione, stoccaggio, 
importazione, esportazione, trattamento e riutilizzo dei residui individuati 
devono tenere un apposito registro di carico e scarico e dare una 
comunicazione annuale (D.P.C.M. 6/7/95, in Suppl. Ord. G.U. 28/7/95, 
n. 175, con la quale è stato approvato il modello unico di dichiarazione 
ambientale da utilizzarsi, anche per la comunicazione dei residui, a 
decorrere dalle dichiarazioni da presentarsi entro il 30 aprile 1996 con 
riferimento all'anno 1995). 
In questo contesto, è necessario osservare e commentare alcuni punti 
interessanti relativi agli elenchi dei residui riutilizzabili. 
Come accennato in precedenza la disciplina sui "residui riutilizzabili" 
si applica solamente nei confronti dei residui espressamente elencati 
nell'allegato III al D.M. 5/9/94, nel quale sono indicate le norme tecniche 
Capitolo 2                                                                          Smaltimento dei rifiuti: Normative vigenti 
  ______________________________________________________________________________
18 
generali per il riutilizzo dei residui in un processo produttivo, e nell'allegato 
I al D.M. 16/1/95, nel quale sono indicate le norme tecniche per il riutilizzo 
dei residui in un ciclo di combustione per la produzione di energia. 
La logica perseguita dal legislatore è stata, quindi, quella di 
consentire una forma agevolata d'utilizzo (previa semplice comunicazione) 
solo per i residui positivamente e tassativamente elencati. In questo modo si 
è ritenuto di superare tutte le difficoltà, presenti nella precedente Normativa 
e segnalate da vari operatori, legate all'estrema soggettività con cui erano 
individuati quelli che potremmo chiamare "i non rifiuti". E', peraltro, 
evidente che una scelta di questo genere, in quanto vincolata all'esistenza di 
un atto normativo che elenca i materiali assoggettati alla disciplina, 
disincentiva gli operatori dallo studiare e sperimentare forme d'utilizzo di 
materiali non espressamente elencati, e che quindi sono da considerarsi e da 
trattare alla stregua dei rifiuti. 
Un accenno particolare dev'essere fatto in merito al D.M. 16/1/95 
(Norme tecniche per il riutilizzo dei residui in cicli di combustione). Il 
provvedimento elenca ventitré tipologie di residui riutilizzabili come 
"combustibili non convenzionali" e per ognuno di essi descrive: 
caratteristiche del residuo, modalità di recupero, caratteristiche dell'impianto 
in cui i residui vengono utilizzati. 
In particolare per quanto concerne le caratteristiche dell'impianto, 
sono fissati, nella quasi totalità dei casi dei limiti minimi di potenza termica 
nominale (p. es. per i residui della lavorazione del legno e affini trattati 
l'utilizzo è consentito in impianti di potenza termica nominale non inferiore 
a 3 MW) e dei limiti alle emissioni più restrittivi rispetto a quelli previsti 
per la medesima tipologia d'impianto o per le medesime sostanze nel D.M. 
12/7/90, che se non rispettati impediscono, di fatto, l'utilizzo del residuo.