IS ENERGY SAVING POSSIBLE IN CEMENT WORKS?
 
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Residui:  
una prospettiva  
da valutare per la  
salvaguardia 
dell'ambiente 

L'adeguamento normativo del nostro Paese alle direttive dell'Unione europea comincia a sortire i primi effetti anche nel settore ambientale.  
Le ricadute sono molte e coinvolgono in maniera interessante alcuni comparti dell'industria. In particolare, anche in Italia è ora consentito l'utilizzo di residui ad elevato contenuto energetico, come combustibili non convenzionali, nei forni da cemento.  
La pratica è del resto già largamente in uso in numerosi paesi stranieri, quali Germania, Stati Uniti, Austria, Svizzera, Belgio, Olanda, Giappone e Francia.  
I cementifici possiedono infatti la tecnologia e le esperienze necessarie per sfruttare le potenzialità di una normativa più organica e coerente con un nuovo progetto - già in essere presso alcuni siti italiani - che consente di abbinare un sicuro risparmio energetico e di costi alla tutela ambientale. 

Termoutilizzazione e cementifici: un sodalizio possibile 

Tra le varie metodiche di smaltimento dei rifiuti la termoutilizzazione si presenta come una delle soluzioni più valide. Il ricorso alle discariche, a causa dell'impatto ambientale, è infatti una scelta non ulteriormente sostenibile e la ricerca di alternative applicabili a breve si fa sempre più pressante. 
Negli impianti di incenerimento la decomposizione termica delle molecole avviene mediante ossidazione ad alta temperatura (normalmente 900°C e oltre) ed è utilizzata per la distruzione dei composti organici inquinanti o tossico-nocivi, la riduzione del volume dei residui, il recupero di energia. La termoutilizzazione è consentita presso gli inceneritori professionali e durante i processi industriali che operano ad alte temperature e sono in grado di dar luogo alle tre finalità sopra elencate. Tra questi - come detto - vanno annoverati i cementifici.  
Il cemento è prodotto per macinazione fine di calcari, argille, tufi, marne, scisti (componenti principali). La miscela cruda passa all'interno di un reattore nel quale hanno luogo scambi di calore - che scatenano complesse reazioni chimiche - seguiti da un rapido raffreddamento. Il risultato di questo processo di cottura è il clinker da cemento, prodotto-base che viene poi macinato insieme ad altri costituenti secondari per renderlo idoneo ai più svariati impieghi. 
La fase di cottura è il cuore della produzione cementifera. I forni raggiungono la temperatura di 1.450°C e assorbono tra il 90 e il 100% dell'energia complessivamente consumata dall'intero processo di fabbricazione del cemento. Questo consumo, che incide in modo particolare sulla voce dei costi, è oggetto di particolare attenzione e di iniziative finalizzate alla sua riduzione. I cementifici sono quindi i primi ad essere interessati alla ricerca di fonti energetiche alternative. 
La Direttiva 94/76/UE sull'incenerimento dei rifiuti pericolosi ha equiparato il ruolo degli inceneritori professionali a quello degli impianti industriali che bruciano i residui come combustibile alternativo. Come si è visto, infatti, nel processo di lavorazione del cemento, la fase di cottura del clinker richiede altissime temperature ad un elevato tempo di permanenza in atmosfera altamente ossidante dei gas. Ciò crea condizioni ancora più favorevoli di quelle esistenti negli inceneritori. 
In questo caso la legge limita l'apporto calorico dei residui al 40% del fabbisogno totale di energia primaria dell'impianto. Durante il processo produttivo del cemento, il riutilizzo dei residui può avvenire con due destinazioni diverse: 
- residui riutilizzabili nella miscela cruda di alimentazione del forno per la cottura del clinker (ad esempio ceneri di pirite, ossidi di ferro, sabbie e terre esauste di fonderia ecc.); 
- residui riutilizzabili come costituenti secondari dei cementi (come loppe d'altoforno, ceneri volanti, gessi chimici, sabbie e terre esauste di fonderia ecc.). 

Quali vantaggi? 

La termoutilizzazione nei forni da cemento presenta, sia in assoluto sia in rapporto agli inceneritori professionali, numerosi vantaggi in termini di risparmio (economico e di materie prime) e di salvaguardia ambientale. 
Innanzitutto si realizza un recupero pressoché totale dell'energia, in quanto l'energia termica fornita dai residui sostituisce quella risparmiata in combustibili convenzionali con un rapporto di circa 1 a 1.  
Questo valore è assai meno significativo negli inceneritori e tende addirittura allo zero per gli impianti di vecchia costruzione. Sotto il profilo ecologico, le emissioni dei forni rimangono praticamente invariate nella quantità, ma la concentrazione di CO2 è minore. Si annullano, inoltre, le emissioni di un forno di incenerimento specializzato. Utilizzando al massimo le quantità di residui consentiti dalla legge (pari al 40% dell'energia totale necessaria) si raggiungerebbe un risparmio pari a 1.700.000 t/a di carbon fossile (risorsa naturale non rinnovabile). Il riutilizzo nei forni da cemento non dà luogo alla formazione di residui solidi, scorie o liquidi e ai problemi relativi al loro smaltimento con cui i forni convenzionali devono fare i conti. 
Gli impianti cementiferi sono sottoposti a costante controllo, che rende il riutilizzo sicuro dal punto di vista della prevenzione dell'inquinamento atmosferico. 
E' inoltre da osservare che il riutilizzo dei residui nei forni da cemento lascia inalterate le caratteristiche del cemento che risulta essere perfettamente ecocompatibile e non può arrecare danni alla salute umana.  
L'interesse dei cementieri al potenziamento dell'utilizzo dei forni per cemento nello smaltimento dei rifiuti è avvalorata anche da altre osservazioni: l'uniforme distribuzione delle cementerie sul territorio nazionale, l'importo degli investimenti per adeguare i forni dei cementifici all'opera di termoriutilizzazione dei residui (consistenti ma sempre inferiori a quelli necessari per l'impianto di nuovi inceneritori), l'attuale presenza di installazioni per l'abbattimento delle polveri, rendono infatti le cementerie un rilevante potenziale per affrontare il problema dello smaltimento dei rifiuti e dell'ambiente. 
Gli effetti ambientali sono significativi.  
In primo luogo non si prospettano rischi di inquinamento del suolo e delle acque, in quanto il riutilizzo (a differenza di quanto accade negli inceneritori professionali) avviene senza la produzione di residui solidi né liquidi.  
I forni sono dotati di impianti di abbattimento delle polveri sospese nei gas emessi, la concentrazione di ossidi di zolfo nelle emissioni è molto ridotta grazie ad alcune caratteristiche chimico-fisiche del processo. Si verifica inoltre di regola una riduzione del tenore di ossidi di azoto nei gas emessi, si consente la distruzione pressoché totale dei composti organici pericolosi, e non si registrano aumenti significativi dei metalli emessi. 
Tra i combustibili del futuro possiamo annoverare (con ulteriori perfezionamenti del processo di separazione e l'eliminazione di componenti non compatibili) il rifiuto solido urbano e il PDF (Package derived fuel), quest'ultimo costituito da scarti di lavorazione di materie plastiche con un elevato contenuto energetico.  
In base alle informazioni riportate, l'industria cementifera può fornire un contributo rilevante al recupero di residui ad alta energia per una maggiore conservazione delle risorse naturali non rinnovabili e dell'ambiente.  
Il recupero energetico realizzato nei forni da cemento si presenta infatti come un'operazione globalmente favorevole dal punto di vista ecologico e ambientale e, come dimostrato nella sua applicazione in paesi tecnologicamente avanzati ed ecologicamente sensibili in Europa, negli Stati Uniti e in Giappone, priva di conseguenze per la salute degli addetti agli impianti e della popolazione.  
Coscienti del fatto che ormai la salvaguardia ambientale è una responsabilità non più precrastinabile anche per il settore industriale, i cementieri possono e vogliono contribuire in maniera rilevante, con esperienze e tecnologie in loro possesso, ad una crescita coerente con le normative e le scelte più avanzate a livello mondiale.

 
 
 
 
 
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