Autodemolizioni. Demolizione auto. Sfasciacarrozze.
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Frantumazione di veicoli. Linee guida per le autodemolizioni.

Frantumazione

Frantumazione di veicoli

Frantumazione di veicoli nelle autodemolizioni:

  • Linee guida per gli impianti di frantumazione

  • Tecnologie di separazione post frantumazione di veicoli

Frantumazione di veicoli

Linee guida APAT sul trattamento dei veicoli fuori uso: APPENDICE

APPENDICE 1 – TECNOLOGIE DI POST FRANTUMAZIONE
Tra le diverse azioni previste dalla norma al fine di garantire un elevato livello di tutela ambientale nell’esercizio delle attività connesse alla gestione dei veicoli a fine vita e dei rifiuti da essi derivanti, il D.Lgs. 209/2003 prevede lo sviluppo di nuove tecnologie di separazione post frantumazione finalizzate a ridurre la produzione del residuo di frantumazione. Inoltre, secondo la decisione della Commissione 2005/293/CE, che istituisce le modalità di controllo dell’osservanza degli obiettivi di reimpiego/recupero e di reimpiego/riciclaggio fissati all’articolo 7 della direttiva 2000/53/CE relativa ai veicoli fuori uso, gli Stati membri calcolano tali obiettivi in base ai materiali reimpiegati, riciclati e recuperati ottenuti da operazioni di bonifica, demolizione e post frantumazione. Al fine di raggiungere gli obiettivi fissati dalla normativa europea e ripresi dalla normativa nazionale, diventa quindi essenziale trovare soluzioni ottimali per la corretta gestione dei veicoli giunti a fine vita, coinvolgendo tutta la filiera, dalle aziende automobilistiche attraverso lo sviluppo del “progettare per il riciclaggio”, ai demolitori attraverso la divulgazione di indicazioni utili al trattamento dei veicoli, ai frantumatori e alle aziende che trattano il car fluff. Negli ultimi anni, infatti, i filoni di ricerca più evoluti si sono indirizzati, da una parte, allo sviluppo di tecnologie volte ad ottimizzare lo smantellamento spinto e meccanizzato delle automobili giunte alla fine del loro ciclo di vita e, dall’altra, allo sviluppo di nuove tecnologie di trattamento del prodotto di post frantumazione dei veicoli, le uniche in grado di garantire gli obiettivi di reimpiego/riciclaggio e reimpiego/recupero da raggiungere nel 2015 (pari rispettivamente all’85% e al 95% del peso medio per veicolo e per anno). Fonti comunitarie, in particolare la valutazione di impatto [(SEC 2007)14], del 16 gennaio 2007, che accompagna la relazione della Commissione sugli obiettivi della direttiva ELV [(COM 2007)5], sottolineano l’importanza delle fasi di messa in sicurezza, bonifica e demolizione dei veicoli a fine vita e valutano che la riduzione in peso dei veicoli soggetti a tali operazioni è compresa tra il 12,5 ed il 30%. La successiva frantumazione del veicolo, sottoposto ad operazioni di messa in sicurezza e demolizione, determina la produzione di una quota rilevante di metalli ferrosi e non ferrosi (circa il 75%) e di un residuo di frantumazione (circa il 25%). La frazione metallica risulta semplice da separare sia in fase di smantellamento che in seguito alla frantumazione, ed è avviata al riciclo/riutilizzo, concorrendo in maniera fondamentale al raggiungimento degli obiettivi fissati di riuso, riciclaggio, reimpiego. Rimane, dunque, il problema di ridurre la frazione fluff destinata allo smaltimento finale la cui percentuale non appare compatibile con gli obiettivi di recupero e riciclaggio da raggiungere. Va inoltre evidenziato che le proporzioni tra le diverse frazioni tendono a cambiare anche alla luce della tendenza dei produttori ad utilizzare materiali e componenti sempre più leggeri, come alluminio e plastiche, al fine di migliorare efficienza e prestazioni dei veicoli. Numerosi fattori determinano, ad oggi, l’elevata eterogeneità nella composizione del fluff in termini di composizione, densità e presenza di sostanze pericolose, dipendente dalle caratteristiche del rifiuto trattato in ingresso agli impianti di frantumazione, peraltro costituito non solo da veicoli fuori uso ma anche da rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, nonché dall’anno di costruzione dei veicoli stessi, e soprattutto dalle operazioni di demolizione cui è sottoposto il veicolo prima della frantumazione. Inoltre, in relazione al contenuto di sostanze pericolose, che è correlato sia alla eterogeneicità del rifiuto in ingresso agli impianti di frantumazione che ad eventuale una fase di bonifica non adeguata, il fluff può essere classificato come rifiuto pericoloso o non pericoloso, richiedendo conseguentemente diverse tecnologie di trattamento per lo smaltimento. Da studi effettuati su campioni di fluff si rileva l’alta variabilità nella sua composizione.
Nella tabella che segue, tratta dallo studio “Strategies for Meeting EU End-of-Life Vehicle Reuse/Recovery Targets”, è possibile osservare la composizione dell’ASR in diversi Paesi.

Tabella 17: Composizione media dei residui di frantumazione, in EU, Giappone e USA

(Fonte: “Strategies for Meeting EU End-of-Life Vehicle Reuse/Recovery Targets”

Frantumazione di veicoli

La composizione media della frazione leggera del residuo prodotto dalla frantumazione, fluff o ASR, è riportata nel grafico sottostante.

Post frantumazione

Figura 13 – Composizione media del fluff o ASR (da “Il fine vita dell’automobile: prospettive tecnologiche e ambientali” – Alessandro Levizzari, Centro Ricerche FIAT 2001)

Il fluff in uscita dagli attuali impianti di frantumazione è composto principalmente per più del 50% da una frazione ricca in plastiche, per circa il 23% da una frazione mista costituita da tessuti, gomma e carta, da metalli ferrosi e non per il 12%, da frammenti di conduttori elettrici per il 5% e da vetro per il 7% circa. Essendo costituito per lo più da materiale combustibile, il fluff è caratterizzato da un potere calorifico in media pari a 13.000-15.000 kJ/kg, pertanto può essere impiegato come combustibile in alternativa ai combustibili tradizionali. Come evidenziato, in Italia il fluff non è generalmente soggetto ad alcun trattamento post frantumazione per il recupero dei suoi costituenti, e la sua destinazione finale è pertanto rappresentata dalla discarica, nonostante i costi di smaltimento siano in aumento e la normativa ponga vincoli stringenti relativi all’ammissibilità di tale tipologie di rifiuti in discarica. Ciò determina non solo possibili problemi di contaminazione ambientale per la presenza di sostanze pericolose nel fluff smaltito in discarica, ma anche una significativa perdita di risorse per il mancato recupero sia di materia che di energia. Il trattamento/smaltimento del fluff ha assunto allo stato attuale proporzioni rilevanti, rappresentando una quota significativa del totale dei rifiuti pericolosi prodotti annualmente in UE e in altri paesi industrializzati che, in termini quantitativi, nel 2005 corrispondono ad un quantitativo compreso tra 1,5 e 2,5 milioni di tonnellate di fluff. Si stima che questa quantità di rifiuti sia destinata a raggiungere i 3,5 milioni di tonnellate nel 2015, termine temporale fissato dalle prescrizioni previste dalla normativa per il raggiungimento degli obiettivi di reimpiego/recupero/riciclaggio. Si pone, quindi, la necessità di sviluppare tecnologie finalizzate al recupero ed al riciclaggio dei materiali contenuti nel fluff. In alcuni paesi europei ed extraeuropei, contrariamente a quanto accade a livello nazionale, sono state sviluppate diverse tecnologie grazie alle quali è possibile recuperare molte delle frazioni merceologiche del fluff. Si tratta di sistemi di post frantumazione essenzialmente basati sulla cernita meccanica delle differenti frazioni, attuati in Francia, Austria, Belgio, Germania, Giappone, U.S.A. ove sono stati realizzati impianti di trattamento del fluff su scala industriale o su scala pilota. La Svizzera, fin dal 2000, vieta lo smaltimento del fluff in discarica, destinandolo in impianti di incenerimento per rifiuti urbani o speciali. Tra le tecniche di separazione più avanzate si ricorda la separazione dei materiali per densità, basata sulle proprietà di galleggiamento dei diversi materiali in liquidi a diversa densità. In particolare, la separazione delle componenti plastiche del fluff ai fini del loro riciclaggio, che richiede standards di purezza elevati, esige lo sviluppo di tecnologie avanzate, in grado di superare una serie di difficoltà tecniche legate principalmente ai seguenti fattori:
a) basso contenuto ed elevata varietà delle plastiche (tabella 18): le tecnologie e le possibilità di riciclaggio sono differenziate in relazione alle diverse tipologie; le plastiche termoindurenti risultano difficili da riciclare, mentre i materiali termoplastici offrono maggiori opzioni di riciclaggio, in particolare poliolefine come PP e PE;
b) rimozione di contaminanti non termoplastici (gomme, legno, tessili, schiume);
c) presenza di plastiche verniciate o rivestite.
Un crescente numero di operatori nel settore del riciclaggio delle plastiche di recente ha iniziato ad adottare tecniche per l’utilizzo di miscele ad alto contenuto di polimeri provenienti dalla frantumazione di veicoli. Generalmente si tratta di processi che prevedono separazione densimetrica, rivelatori per l’infrarosso e tecniche di separazione ad umido e a secco.

Tabella 18 – Componenti in plastica nei veicoli a fine vita (Fonte: Commissione Europea, Valutazione Impatto Dir. ELV IA COM (SEC2007)

Componenti in plastica nei veicoli

Si riportano di seguito le principali tecnologie di trattamento del fluff, impiegate in diversi paesi su scala industriale o ancora in fase di studio.

GREENFLUFF
La tecnologia GreenFluff è espressamente indirizzata al recupero del materiale da reinserire nei cicli industriali. Allo stato attuale non esistono ancora impianti funzionanti con tale tecnologia: in Italia l’entrata in funzione del primo impianto è prevista per la seconda metà del 2007. Tale tecnologia prevede l’utilizzo di una serie di moduli operativi di trattamento del residuo di frantumazione, e specifiche sezioni modulari aggiuntive destinate al trattamento di determinate frazioni e/o materiali, in funzione della qualità che si vuole raggiungere o che il mercato richiede. In uscita dall’impianto di trattamento del fluff si ottengono i seguenti materiali:
– Metalli ferrosi dotati di caratteristiche analoghe al “proler” da utilizzare in acciaierie, ovvero:
massimo contenuto di rame 0,250%;
massimo contenuto di stagno 0,020%;
densità 900 kg\m3;
pezzature non superiori a 200 mm.
– Metalli non ferrosi caratterizzati da notevole purezza, raggiunta attraverso più fasi di separazione che non prevedono i sistemi a mezzo denso.
– Materie plastiche divise in due frazioni: la prima con una densità inferiore a 1,2 g\cm3 composta da polipropilene e polietilene, venduta con un valore pari a circa il 40-50% del prezzo di polimeri vergini, la seconda frazione con densità superiore a 1,2 g\cm3 e destinata ad ulteriori trattamenti di recupero.
– Frazioni minerali distinte in due frazioni: una ricca di ossidi di ferro utilizzabile dalle fonderie, l’altra impiegabile, ad esempio, per le pavimentazioni stradali, per la ricopertura di discariche, come materiale da costruzione. È possibile, inoltre, mediante l’utilizzo di uno specifico modulo aggiuntivo, recuperare fino al 95% la componente vetrosa di tali frazioni minerali (5-15%), avente dimensioni inferiori a 3,75 mm, con un grado di purezza di circa il 99%. Tale materiale può essere commercializzato in varie applicazioni (filtri, drenaggi, abrasivi, prodotti vetrari, ecc.).
– Frazione organica dotata di un potere calorifico inferiore pari a circa 15.000 kJ\kg avviato ad incenerimento.
– Schiume di poliuretano ottenute a seguito di specifici trattamenti di separazione e lavaggio, rappresentano il 5-10% in peso e il 30% del volume del fluff, con caratteristiche conformi agli standard tecnici richiesti dall’industria automobilistica.
– Gomma ottenuta utilizzando un processo di separazione meccanica per la devulcanizzazione della gomma all’interno di un modulo industriale supplementare, attraverso cui vengono recuperate le numerose tipologie di gomme che compongono il fluff. Il materiale ricavato può essere riutilizzato per la produzione di pneumatici, pavimentazione, ingegneria civile.

VW-SICON

Il processo è stato sviluppato dalla Volkswagen e dalla SiCon GmbH con altri partner tecnologici, in cooperazione con un programma di ricerca dell’Università di Witten-Herdecke. Lo stato di attuazione della tecnologia è in fase di sviluppo. Attualmente è utilizzata in un impianto di piccola scala in Belgio, con una capacità di circa 8.000 t/anno. La tecnologia SiCon è prevista in numerosi altri impianti in Austria, Francia e Paesi Bassi, attualmente in via di costruzione, progettati con capacità di circa 100.000 t/anno.
Il processo prevede alcune fasi di riduzione dimensionale e separazione meccanica avanzata, finalizzate alla produzione delle seguenti frazioni:
– granulato (27,2-36%) costituito da componenti plastiche e basso contenuto di metalli. Le componenti plastiche sono separate nelle frazioni PP(5%), EPDM(5%), PE (2%) e una frazione ricca in PVC (3%) recuperata attraverso il processo Vinyloop della Solvay. La frazione rimanente povera in PVC (20%) è attualmente utilizzata in sostituzione di combustibile;
– fibre (25,5-31%) costituito da una miscela di fibre tessili e schiume il cui utilizzo avviene principalmente come agente disidratante dei fanghi in sostituzione delle polveri di carbone;
– sabbie (21-22%) costituite da vetro, particolato fine di ferro e rame e polveri contenenti piombo e zinco, che trovano impiego nel settore metallurgico;
– metalli (8%) costituiti da ferro, rame e alluminio, i quali vengono avviati a riciclaggio;
– fanghi (4-17%) con alto contenuto di zinco, attualmente avviati a trattamento termico in inceneritori.
In figura 14 si riporta il diagramma di flusso del processo SiCon, in figura 15 i costi del processo SiCon per tonnellata di ASR.

Figura 14: diagramma di flusso del processo SiCon (da allegato 3, report Commissione GHK/BIO)

Processo VW-SiCon post frantumazione

Figura 15: Costi del processo SiCon, per tonnellata di ASR (da allegato 3, report Commissione GHK/BIO)

Costi del processo VW-SiCon post frantumazione

La tecnologia SiCon è stata adottata in un progetto sviluppato dalla Toyota, finalizzato ad ottimizzare il riciclaggio del fluff, in particolare per ottenere frazioni di PP e PE di alta qualità. Le plastiche, come già menzionato nel paragrafo 2.1.3, sono costituite da una miscela molto eterogenea all’interno dei residui di frantumazione, la cui variabilità è data dalla presenza delle varie famiglie di plastiche, dai differenti produttori (quindi presenza di diversi “cocktails” di additivi), dall’input al processo di frantumazione (veicoli / rottami/ RAEE) e dall’efficacia delle fasi di demolizione. In questo progetto si utilizza la tecnologia SiCon, accoppiata al processo CreaSolv, che prevede fasi di raffinamento per la frazione ricca in poliolefine (dissoluzione, purificazione e precipitazione) che permettono l’estrazione degli additivi sconosciuti e dei liquidi assorbiti. Il materiale plastico così ottenuto ha una purezza di polimeri maggiore o uguale al 98%.

SCHOLZ
La tecnologia Scholz, presente in alcuni impianti, è principalmente sviluppata nei paesi dell’Europa centro orientale. La figura 16 illustra lo schema dell’impianto di Espenhain in Germania, particolarmente indicativo del processo. La tecnologia Scholz è stata adattata ad un impianto di frantumazione esistente, sviluppandone vari moduli per il trattamento, ottenendo tre frazioni in uscita: rottami metallici, frazione SR ad alta densità, frazione SR a bassa densità, nelle proporzioni di seguito riportate in tabella 19.

Figura 16: diagramma di flusso del processo Scholz

Processo Sholz post frantumazione

I rifiuti in ingresso all’impianto di frantumazione sono in parte costituiti da rifiuti derivante dagli ELV (13%).

Tabella 19: frazioni in uscita dal frantumatore dell’impianto di Espenhain, Germania.

Processo post frantumazione Espenhain

Si riportano in tabella 20 i valori di recupero ottenuti nei moduli legati al trattamento del SR.

Tabella 20: valori di recupero per l’impianto di Espenhain

Percentuali di recupero nel processo post frantumazione Espenhain

In particolare, per quanto riguarda il trattamento della frazione SR ad alta densità si procede con una separazione in funzione della dimensione in quattro categorie:
• < 20 mm
• 20 – 65 mm
• 65-100 mm
• >100 mm.
La frazione maggiore di 100 mm viene sottoposta a separazione manuale, mentre per le altre tre si riporta un diagramma di flusso che schematizza il processo di trattamento ed evidenzia i passaggi finalizzati ad ottimizzare il recupero dei diversi materiali metallici e non metallici. La frazione SR a bassa densità viene trattata in una apposita unità che permette un’ulteriore separazione in tre componenti, una ad alto contenuto in metalli (acciaio e metalli non ferrosi), una minerale (sabbie, vetro ecc..) ed una ad alto potere calorifico (plastiche, gomme, legno), come evidenziato nel diagramma sotto riportato.

Trattamento della frazione SR ad alta densità nel processo Espenhain

ARGONNE
Nei laboratori Argonne (USA) sono stati sviluppati alcuni processi per ottimizzare il recupero di specifiche frazioni e materiali in uscita dai processi di frantumazione, in particolare materiali plastici e schiume di poliuretano. L’impianto pilota Argonne comprende un processo di separazione a due stadi per la separazione dell’ASR nelle seguenti categorie:
– parti fini (ossidi di ferro, altri ossidi, vetro, sporco);
– schiume poliuretaniche;
– polimeri (PP, PE, ABS, Nylon, PVC, poliesteri);
– metalli ferrosi e non ferrosi.

GALLOO
La società di frantumazione Galloo è stata fondata nel 1939 e possiede 24 impianti nel nord della Francia e nel Belgio. In addizione alle operazioni di demolizione e tranciatura, ha sviluppato anche sistemi di riciclaggio per plastiche e metalli. Il metodo Galloo è stato sviluppato per trattare un ASR di composizione molto varia; si tratta di un processo multi step per il trattamento di residui di frantumazione di autoveicoli e materiali vari, con separazione tramite mezzo denso per metalli e plastiche. Il metodo si basa sul principio di separazione meccanica di frazioni eterogenee di materiali attuando, in primo luogo, una separazione dei metalli, quindi preparando le differenti frazioni di materiali da impiegare per un successivo riciclaggio e recupero energetico. Prima di venir frantumati gli autoveicoli sono sottoposti a bonifica e demolizione. Il diagramma di flusso riportato in figura 17 fa riferimento a macchine bonificate ma non demolite. La fase Galloo Plastics produce un granulato (PP, PE e polistireni) che viene rivenduto ai produttori di componenti plastiche. Il 60% delle plastiche prodotte viene venduto all’industria automobilistica per la produzione di nuovi pezzi di ricambio.

Processo Galloo post frantumazione

 

Figura 17: flusso di massa del processo Galloo

Percentuali di recupero nel processo Galloo

Nella figura 18 e nella tabella 21 vengono illustrati i costi delle fasi di processo Galloo France e Galloo Plastics. Non sono al momento disponibili i costi complessivi del processo Galloo.

Tabella 21: Costi dei processi Galloo

Figura 18: costi dei processi Galloo France e Plastics, stimati per il trattamento di una tonnellata di ASR

Costi del processo Galloo

SULT
Il processo SULT tratta meccanicamente i residui di frantumazione ed altri rifiuti. Il rifiuto viene separato meccanicamente attraverso fasi di setacciatura e separazione per densità. Il fabbisogno di personale è limitato, per un impianto che tratta 8 tonnellate all’ora sono necessarie 2 persone. Questo processo, sviluppato in Giappone, al momento non è applicato in impianti europei, con l’eccezione di un impianto dell’azienda R-Plus (Germania) che lo utilizza nelle fasi di post frantumazione. I costi di investimento sono stimati attorno ai 4,5 milioni di EU, mentre i costi di esercizio si aggirano sui 70 EU/t, compresi i costi del personale. La frazione organica può venire separata nelle componenti plastiche come poliuretano e polipropilene, per un successivo riciclaggio. La parte rimanente della frazione organica viene usata come combustibile in un forno. Se non si effettua la separazione delle componenti plastiche, la frazione organica può venire utilizzata come combustibile alternativo in una centrale elettrica, in un letto fluido. La frazione minerale (sabbia) viene principalmente utilizzata come copertura nelle discariche, ripristino ambientale o costruzioni stradali. La frazione metallica può essere rivenduta.

Figura 19: Diagramma di flusso del processo SULT (da allegato 3, report Commissione GHK/BIO)

Processo SULT post frantumazione

Prosegui nella lettura delle Linee guida, visualizzando qui l’APPENDICE 2: “CENSIMENTO DEGLI IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEI VEICOLI FUORI USO

BIBLIOGRAFIA
– Rapporto rifiuti 2004, volume 2, APAT ONR
– Rapporto rifiuti 2005, volume 2, APAT ONR
– Rapporto rifiuti 2005, volume 2, APAT ONR
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– Veicoli fuori uso. La demolizione dei veicoli alla luce del decreto legislativo 209/2003 attuazione della direttiva 2000/53, Ecoeuro, 2002
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