Log in

TyreCForLife, Riciclo Pneumatici nelle Pavimentazioni

Il progetto europeo TYREC4LIFE

da Stradeeautostrade on line riportiamo e ringraziamo:

Nell’ambito del programma europeo Life+, è stato sviluppato un progetto per l’implementazione su scala locale delle tecnologie di utilizzo degli pneumatici fuori uso nelle pavimentazioni stradali. Particolare attenzione è stata riservata alle soluzioni sostenibili da un punto di vista tecnico, economico e ambientale.

tori: Ezio SantagataMaria Chiara ZanettiAgata Fortunato

Pubblicato martedì 9 giugno 2015

 
 

spaceplay / pause

 

qunload | stop

 

ffullscreen

shift + slower / faster (latest Chrome and Safari)

volume

 

mmute

seek

 

 . seek to previous

126 seek to 10%, 20%, …60%

Immagini

 Guarda le immagini

La Città Metropolitana di Torino (già Provincia di Torino) ha deciso sin dal 2008 di promuovere in ambito locale le varie tecnologie disponibili per il riutilizzo degli pneumatici fuori uso (PFU) nelle pavimentazioni stradali. Facendo seguito a un primo studio commissionato al Politecnico di Torino, che ha condotto alla realizzazione di un tronco pilota su una superficie di circa 16.000 m2 sulla circonvallazione Borgaro-Venaria, ha quindi assunto il ruolo di capofila di un progetto europeo, intitolato “Development and implementation of innovative and sustainable technologies for the use of scrap tyre rubber in road pavements” (TYREC4LIFE), finanziato nell’ambito del programma LIFE+. Il progetto, avente durata quadriennale (Settembre 2011-Settembre 2015), ha visto il coinvolgimento di Amministrazioni Pubbliche, Istituzioni di ricerca e Imprese private: Politecnico di Torino (cui è spettata la supervisione scientifica delle attività), Centro Ricerche Fiat Scpa, Patrimonio Città di Settimo Torinese Srl, Brillada Vittorio & C. Snc, Ceipiemonte Scpa ed Ecopneus Scpa.

Nella presente memoria viene fornita una sintetica illustrazione delle attività di indagine e di studio svolte nei primi tre anni del progetto TYREC4LIFE, con un cenno ai principali risultati conseguiti. Maggiori informazioni sono contenute nei documenti tecnici sottoposti alla valutazione della Commissione Europea e rinvenibili nel sito web del progetto (tyrec4life.eu). I quattro obiettivi specifici sui quali sono state focalizzate le attività del progetto TYREC4LIFE sono di seguito elencati.

Validazione di miscele bituminose innovative

Utilizzando le classiche miscele ”gap-graded” come riferimento per il confronto, il progetto ha preso in considerazione altri tipi di miscele bituminose contenenti polverino da PFU a volumetria e tessitura superficiale controllate. Con tali miscele si è prevista la posa in opera di strati di usura su circa 3,5 km di strade, per i quali è stato pianificato un rigoroso piano di monitoraggio.

Valutazione del potenziale uso di aggregati di qualità ridotta o riciclati

Il progetto ha preso in esame la possibilità di impiegare aggregati di diverse origini e tipologie, compresi i prodotti riciclati, per la produzione di miscele ”gap-graded”. Ciò è stato ritenuto strategico per superare le limitazioni dovute alla disponibilità locale di aggregati di qualità superiore oltre che per ridurre i costi di costruzione e manutenzione.

Sviluppo di soluzioni per la riduzione dei consumi energetici e delle emissioni

Il progetto ha analizzato l’uso di specifici additivi per la riduzione della viscosità al fine di diminuire le temperature di miscelazione, il consumo energetico e le emissioni, rendendo possibili le operazioni di manutenzione e costruzione anche in condizioni ambientali particolarmente severe.

Implementazione preliminare della tecnologia “dry”

Il progetto ha previsto una serie di attività sperimentali per l’implementazione della tecnologia “dry”, che può permettere un utilizzo di gomma significativamente maggiore rispetto alla tecnologia “wet”. A tale scopo, si è prevista la progettazione e la realizzazione di un prototipo di miscelatore in scala reale e la sua successiva validazione mediante stese di prova in impianto.

Per raggiungere gli obiettivi sopra indicati, sono state sviluppate numerose azioni di studio e di ricerca. Di seguito vengono sinteticamente descritte quelle aventi contenuto più propriamente tecnico.

Azioni di valutazione

Le azioni di valutazione hanno avuto la finalità di definire il contesto operativo del progetto, validando la sua rilevanza e valutando preventivamente la possibilità di future implementazioni.

Nella fase di avviamento del progetto è stata effettuata una ricognizione dei sistemi adottati in Italia e in altri Paesi (europei e non) per la gestione dei veicoli fuori uso (ELV - End of Life Vehicles) e dei PFU. L’analisi quantitativa degli effetti ambientali diretti e indiretti associati alle varie tecniche di trattamento e impiego di questi ultimi è stata sviluppata mediante l’applicazione di una metodologia di Life Cycle Assessment (LCA). In particolare, sono stati messi a confronto i casi di dismissione in discarica (assunto come riferimento ancorché non più consentito dalle Leggi vigenti), utilizzo come combustibile in cementifici e comminuzione meccanica per la produzione di granulati e polverini. Ulteriori valutazioni basate sui risultati di LCA sono state effettuate prendendo in esame le tecnologie di produzione e stesa di conglomerati bituminosi contenenti polverino da PFU. In particolare, facendo riferimento a specifiche tecniche derivate da precedenti indagini del Politecnico di Torino, si sono prese in considerazione lavorazioni basate sulla tecnologia “wet” (riconducibili a miscele “gap-graded” e “open-graded”) e “dry”.

Al fine di valutare l’effettiva possibilità di procedere nell’ambito del progetto TYREC4LIFE all’implementazione delle attività di studio con la posa in opera di conglomerati contenenti polverino da PFU, sono stati censiti gli aggregati lapidei e i polverini da PFU potenzialmente utilizzabili. A tale scopo sono stati analizzati i dati forniti dalle cave del Nord Italia, con una particolare attenzione per quelle ubicate nella regione Piemonte, e sono state effettuate specifiche indagini sperimentali per la determinazione delle caratteristiche fisico-chimiche dei polverini prelevati da sette diversi impianti di trattamento. Si è potuto concludere che con gli aggregati ed i polverini attualmente disponibili è possibile pervenire alla formulazione di miscele bituminose aventi caratteristiche adeguate all’impiego stradale.

Azioni di indagine sperimentale e sviluppo tecnologico

Le azioni di indagine sperimentale e sviluppo tecnologico sono state effettuate con il principale obiettivo di sviluppare le basi tecnologiche e scientifiche su cui fondare le successive attività di implementazioneLe attività di sperimentazione di laboratorio sono state incentrate sullo studio di leganti bituminosi di tipo “asphalt rubber”, preparati mediante l’impiego di polverini da PFU derivanti da differenti processi produttivi (a temperatura ambiente, criogenico e waterjet), e di diverse tipologie di miscele bituminose: “gap-graded” (standard, a basso contenuto di legante e a grana grossa) e “dense-graded” (a grana grossa e fine). I leganti sono stati sottoposti a prove per la valutazione della viscosità, che ha una significativa influenza sulla produzione delle miscele bituminose e sulla loro compattazione, e delle principali grandezze reologiche (modulo complesso e angolo di fase) che controllano le prestazioni in esercizio. Le miscele sono state caratterizzate prendendo in esame addensabilità, volumetria, caratteristiche meccaniche empiriche, caratteristiche prestazionali (“wheel-tracking” e ”semi-circular bending”) e potenziale emissivo (test di cessione e analisi delle emissioni gassose). I risultati ottenuti si sono dimostrati compatibili con i requisiti posti dalle Norme Tecniche e sono stati organizzati in una banca dati cui attingere per la successiva formulazione e accettazione delle miscele da mettere in opera nei tronchi pilota.

Nell’ambito delle azioni di sviluppo tecnologico si è infine provveduto allo studio e alla realizzazione di un prototipo di miscelatore in vera grandezza per la produzione di miscele bituminose con tecnologia “dry”. Ciò è stato ritenuto necessario per il successo del progetto TYREC4LIFE in quanto le sperimentazioni documentate in letteratura indicano il frequente verificarsi, per miscele di questo tipo, di fenomeni di sgranamento in esercizio derivanti dalla disomogeneità degli impasti. Il sistema di miscelazione è stato progettato tenendo conto delle più avanzate soluzioni tecnologiche disponibili e dei risultati conseguiti in uno studio di laboratorio nel corso del quale per varie miscele (per strati di usura e di base) si è valutato l’effetto dell’inserimento di polverini di diversa pezzatura (ultrafine e granulato) mediante differenti procedure (a caldo e a freddo). La sperimentazione ha preso in considerazione le caratteristiche di lavorabilità, volumetriche e meccaniche delle miscele, conducendo alla individuazione dei criteri per la loro formulazione e alla definizione del lay-out finale del prototipo. Mediante l’impiego del prototipo sopra descritto, sono in corso di realizzazione (primavera 2015) stese di prova in vera grandezza per valutare il possibile impiego di additivi per la riduzione delle temperature di stesa e per acquisire informazioni circa le caratteristiche funzionali e strutturali delle miscele prodotte anche in relazione all’ottimizzazione delle modalità di compattazione.

Azioni di implementazione

Le azioni di implementazione sono state previste per conferire al progetto TYRE4LIFE, così come richiesto dal programma LIFE+, un carattere dimostrativo.

In tale ambito, si è proceduto con la progettazione e realizzazione di interventi di costruzione e manutenzione di pavimentazioni su infrastrutture della rete della Città Metropolitana di Torino mediante l’impiego di conglomerati bituminosi contenenti leganti “asphalt rubber”. In particolare, utilizzando i materiali nella disponibilità dell’Impresa appaltatrice dei lavori, sono state progettate due miscele bituminose: una di tipo “gap-graded” e una di tipo “dense-graded”. Le miscele, sottoposte a una preventiva verifica delle caratteristiche di composizione e di addensamento a seguito di realizzazione di idonei campi prove, sono state quindi destinate alla realizzazione di strati di usura dello spessore di 3 cm posti in opera, rispettivamente, sulla S.P. 503 di Baio Dora (Settembre 2014, circa 8.900 m2di stesa) e sulla S.P. 53 di San Giorgio (Ottobre 2014, circa 9.400 m2 di stesa).

In maniera del tutto analoga, sono stati progettati interventi di manutenzione straordinaria mediante soluzioni innovative da adottare su una strada extraurbana del comune di Settimo Torinese (via Brescia). A seguito di una valutazione preventiva dell’effettivo stato di ammaloramento della pavimentazione esistente, sono stati definiti tre tratti di intervento, consistenti nella messa in opera di uno strato di usura “gap-graded” (analogo a quello della S.P. 503), di uno strato di usura “dense-graded” con sottostante strato di assorbimento delle sollecitazioni in “asphalt rubber” (SAMI, Stress Absorbing Membrane Interlayer) e di uno strato di usura di riferimento di tipo standard. Si prevede che gli interventi, che interesseranno una superficie complessiva di circa 21.000 m2, verranno eseguiti nell’estate 2015.

Nell’ambito del progetto si è previsto che le stese dimostrative realizzate sui vari tronchi pilota vengano sottoposte a un adeguato monitoraggio che dovrà prendere in esame le caratteristiche di aderenza e regolarità, nonché quelle strutturali e di rumorosità.

Azioni di valutazione globale della sostenibilità

Tale azione esula da quelle di pura implementazione e ha come oggetto l’analisi dei potenziali impatti sull’ambiente e sulla salute dei lavoratori determinati dall’impiego di tecniche di costruzione e manutenzione delle pavimentazioni nelle quali si utilizzi polverino da PFU. A tale scopo si sono quindi utilizzati strumenti di analisi che sono andati a costituire un innovativo sistema di Life Cycle Risk Assessment (LCRA).

Nel corso delle valutazioni preliminari, l’analisi del ciclo di vita (Life Cycle Analysis, LCA) è stata effettuata mettendo a confronto le prestazioni ambientali di miscele bituminose contenenti polverino da PFU (prodotte con tecnologie “wet” e “dry”) con quelle di miscele di tipo tradizionale. I risultati ottenuti, derivanti da un caso studio di strada extraurbana ed espressi in termini di GER (Gross Energy Requirement) e GWP (Global Warming Potential), hanno mostrato come l’uso di miscele prodotte con tecnologia “wet” possa apportare significativi benefici in termini di risparmio energetico, impatto ambientale e riduzione dell’utilizzo delle risorse. Tali vantaggi sono garantiti solo se le miscele bituminose vengono progettate e messe in opera a regola d’arte, con la corrispondente possibilità di ridurre lo spessore dello strato di usura e la frequenza di manutenzione. Nel caso della tecnologia “dry”, si è invece rilevato che gli eco-profili della corrispondente pavimentazione risultano approssimativamente equivalenti a quelli di una pavimentazione stradale di tipo tradizionale. Ulteriori analisi con strumenti LCA sono in corso con specifico riferimento alle stese realizzate sulle infrastrutture della Città Metropolitana di Torino e del comune di Settimo Torinese.

Per quel che riguarda le analisi di rischio (Risk Analysis, RA), il confronto tra le varie tecnologie prese in esame è stato effettuato focalizzando l’attenzione sul parametro di tossicità HQ (Hazard Quotient) e su quello di cancerogenicità IELCR (Individual Excess Life Cancer Risk). Nel corso del 2015 esse verranno completate con specifico riferimento alle stese del progetto TYREC4LIFE.

La versione integrale del presente articolo è a pagina 22 del fascicolo n° 111 Maggio/Giugno 2015