SOCIETA’ BUZZI UNICEM S.p.A. Parere tecnico-scientifico ... · SOCIETA’ BUZZI UNICEM S.p.A. Parere tecnico-scientifico sul progetto di recupero energetico di 60.000 t/anno di

Prof. Ing. Carlo Solisio

SOCIETA’ BUZZI UNICEM S.p.A.

Parere tecnico-scientifico sul progetto di recupero energetico di 60.000 t/anno di “prodotto” denominato “CarboNeXT® nel forno di cottura clinker della Cementeria di Vernasca (PC).

Giugno 2015

Università Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica e Ambientale

Università di Genova Via all’Opera Pia 15, 16145 – GENOVA

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Elenco contenuti

Sommario 1 Premessa................................................................................................................................................................... 1

1.1 Lo sviluppo dell’elaborato .......................................................................................................................................... 2

2 Inquadramento metodologico.................................................................................................................................... 4

2.1 Generalità sul processo produttivo ............................................................................................................................. 4

2.2 La tutela dell’ambiente, lo stato dell’arte e le migliori tecnologie disponibili ............................................................... 5

2.3 Richiamo alla normativa............................................................................................................................................. 7

2.3.1 Limiti emissivi e Best Available Techniques ................................................................................................................. 7

2.3.2 Il Combustibile Solido Secondario – CSS combustibile ............................................................................................... 11

2.4 Valutazioni propedeutiche sull’utilizzo dei combustibili solidi secondari .................................................................... 14

2.4.1 La “sostenibilità” del CSS.......................................................................................................................................... 17

2.5 Approfondimento sul ciclo produttivo ...................................................................................................................... 22

2.5.1 La successione delle fasi operative ........................................................................................................................... 22

2.5.2 I livelli termici e l’apporto di calore .......................................................................................................................... 24

2.6 L’impatto ambientale associabile alla produzione di cemento ................................................................................... 27

2.6.1 Considerazioni generali sulle specie inquinanti emesse e i criteri/tecniche per il loro contenimento .......................... 27

2.6.1.1 Polveri ..................................................................................................................................................................... 29

2.6.1.2 Ossidi di zolfo .......................................................................................................................................................... 32

2.6.1.3 Ossidi di azoto ......................................................................................................................................................... 35

2.6.1.4 CO e COT ................................................................................................................................................................. 38

2.6.1.5 Metalli..................................................................................................................................................................... 39

2.6.1.6 HCl e HF .................................................................................................................................................................. 44

2.6.1.7 Idrocarburi Policiclici Aromatici (I.P.A.) ..................................................................................................................... 46

2.6.1.8 Diossine e furani ...................................................................................................................................................... 47

3 La Cementeria di Vernasca ....................................................................................................................................... 49

3.1 Lo stabilimento e l’attività produttiva ....................................................................................................................... 49

3.2 Le emissioni della Cementeria di Vernasca ............................................................................................................... 52

3.2.1 Identificazione delle sorgenti emissive ..................................................................................................................... 52

3.3 Le nuove installazioni ............................................................................................................................................... 54

3.3.1 Sezione ricevimento, stoccaggio e alimentazione del CarboNeXT® ............................................................................ 54

3.3.2 Sistema di by-pass del cloro ..................................................................................................................................... 55

3.4 Considerazioni di sintesi sull’assetto impiantistico ed emissivo ................................................................................. 58

3.5 Verifica dell’applicazione delle B.A.T. per la Cementeria di Vernasca ......................................................................... 59

4 L’utilizzo del CARBONEXT® nella Cementeria di Vernasca .......................................................................................... 79

4.1 La produzione e le caratteristiche del CarboNeXT® ................................................................................................... 79

4.1.1 La produzione .......................................................................................................................................................... 79

4.1.2 Le caratteristiche del CarboNeXT®............................................................................................................................ 82

Elenco contenuti


4.1.3 Modalità di utilizzo e criteri operativi/gestionali del CarboNeXT® nel cementificio..................................................... 86

4.2 Valutazione delle implicazioni ambientali per l’utilizzo di CarboNeXT® ...................................................................... 91

4.2.1 Sui livelli emissivi ..................................................................................................................................................... 92

4.3 Sulle caratteristiche dei prodotti .............................................................................................................................. 99

4.4 Considerazioni di sintesi sul CarboNeXT® ................................................................................................................ 102

5 Studio previsionale di ricaduta atmosferica delle emissioni della cementeria .......................................................... 104

5.1 Generalità sui modelli di dispersione atmosferica e il modello “Spray” .................................................................... 104

5.2 Le assunzioni di base del calcolo ............................................................................................................................ 106

5.3 Inquinanti atmosferici e quadro di riferimento normativo....................................................................................... 108

5.4 Risultati dello studio .............................................................................................................................................. 110

5.5 Considerazioni di sintesi sulle risultanze dello studio di dispersione ........................................................................ 113

6 Considerazioni Conclusive dello studio ................................................................................................................... 116

Indice Figure

Figura 1 - Confronto tra inceneritore e cementificio (Fonte: AITEC) ................................................................................................ 18

Figura 2: Confronto tra discarica e cementificio (Fonte: AITEC) ...................................................................................................... 19

Figura 3: Schema gerarchico dei rifiuti .......................................................................................................................................... 20

Figura 4: Percentuale di sostituzione calorica di combustibili fossili con CSS nelle cementerie ( Fonte: WBCSI- CEMBUREAU, 2012) ....................................................................................................................................................... 21

Figura 5 - Utilizzo di combustibili non convenzionali nei cementifici (Fonte: AITEC) ........................................................................ 21

Figura 6-Schema operativo della linea di cottura ........................................................................................................................... 22

Figura 7- Livelli termici nel preriscaldatore .................................................................................................................................... 25

Figura 8- Profili di temperatura nel complesso forno, preriscaldatore, calcinatore (tratta da VDI 2094, 2003: "Emissionsminderung Zementwerke - Emission control Cement plants"). ....................................................................... 28

Figura 9 - Ciclo dello zolfo ............................................................................................................................................................. 34

Figura 10 - Ciclo del mercurio (VDZ gGmbH (Ed.): Activity Report 2009 – 2012. Düsseldorf, 2012) .................................................. 41

Figura 11 - Andamento del grado di precipitazione in funzione della temperatura dei gas (VDZ, 2008, personal communication) ............................................................................................................................................................ 42

Figura 12 – (a) Evoluzione temporale delle concentrazioni medie di metalli in traccia rilevate nei cementi prodotti in Germania e (b) nel tasso di sostituzione calorica utilizzato nello stesso periodo (VDZ, 2012) ............................................ 96

Figura 13 – Cementeria di Robilante: confronto emissione di nanoparticelle con e senza utilizzo di CDR ......................................... 98

Figura 14 - Il dominio di calcolo ................................................................................................................................................... 106

Figura 15 - Mappa valori di isoconcentrazione per Cd e Tl ............................................................................................................ 115

Indice Tabelle

Tabella 1- Classificazione dei CSS (UNI EN:2011) Tabella 1 all’Allegato 1 del D.M. 22/2013 ............................................................. 12

Tabella 2 - Caratteristiche di specificazione del CSS-Combustibile, ................................................................................................. 12

Tabella 3- Schema delle reazioni e calori di reazione nella formazione del clinker .......................................................................... 26

Tabella 4 - Condizioni operative di utilizzo del CarboNeXT® ........................................................................................................... 55

Elenco contenuti


Tabella 5 - Tabella riepilogativa dei rapporti di prova dei lotti mensili di CSS prodotti nel 2014 presso l’impianto di Sommariva Bosco ....................................................................................................................................................... 82

Tabella 6 - Tabella riepilogativa dei rapporti di prova dei lotti mensili di CSS prodotti nel 2013 presso l’impianto di Sommariva Bosco ....................................................................................................................................................... 83

Tabella 7 - Confronto CarboNeXT con CSS e Combustibili tradizionali ............................................................................................. 84

Tabella 8- Confronto valori emissivi per diversi rapporti di sostituzione petcoke con RDF (estratta da M.Kara, 2012) ...................... 85

Tabella 9 - Ipotesi di quantificazione del "mix" energetico ............................................................................................................. 88

Tabella 10 - Confronto tra il traffico allo stato attuale (a) e il traffico con CarboNeXT (b) ................................................................ 90

Tabella 11 Valori medi dei rilasci di alcuni metalli di interesse ambientale (% rispetto al contenuto nel cemento) - ....................... 101

Tabella 12 - Contributo delle ceneri di CarboNeXT® sul clinker prodotto ...................................................................................... 102

Tabella 13- Valori Limite alle concentrazioni di inquinanti dell'aria indicati dal D. Lgs. 13/08/2010 n. 155 in recepimento della Direttiva 2008/50/CE.................................................................................................................... 109

Tabella 14 - Valori Limite alle concentrazioni di PM10 indicati dal D. Lgs. 13/08/2010 n. 155 in recepimento della Direttiva 2008/50/CE ................................................................................................................................................ 109

Tabella 15 - Valori limite per le concentrazioni medie annuali in aria per i metalli e BaP secondo la normativa di riferimento relativa al D.L. n. 155/2010 ..................................................................................................................... 109

Tabella 16: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di NOx e NO2. Valori in µg/m3. .......................................... 110

Tabella 17: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di SO2. Valori in µg/m3. ..................................................... 111

Tabella 18: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di CO. Valori in mg/m3. ...................................................... 111

Tabella 19: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PM10. Valori in µg/m3. .................................................. 111

Tabella 20: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di NH3. Valori in µg/m3. ..................................................... 111

Tabella 21: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di HCl. Valori in µg/m3. ...................................................... 111

Tabella 22: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di HF. Valori in µg/m3. ....................................................... 112

Tabella 23: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo dei metalli Cd + Tl. Valori in ng/m3. ................................... 112

Tabella 24: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo dei metalli Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V. Valori in ng/m3. ........................................................................................................................................................ 112

Tabella 25: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di Hg. Valori in ng/m3. ....................................................... 112

Tabella 26: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di COT. Valori in µg/m3. ..................................................... 112

Tabella 27: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di IPA. Valori in ng/m3. ...................................................... 113

Tabella 28: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PCCD. Valori in fg/m3. .................................................... 113

Tabella 29: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PCB. Valori in fg/m3. ...................................................... 113

Elenco contenuti


1 PREMESSA

In data 3 giugno 2014, la Società Buzzi Unicem presentava alla Provincia di Piacenza uno

Studio d’Impatto Ambientale finalizzato allo svolgimento della procedura di verifica di

assoggettabilità a Valutazione d’Impatto Ambientale. Ciò, con specifico riferimento al progetto di

recupero energetico di 60.000 t/anno di “prodotto” denominato “CarboNeXT® nel forno da

cemento della Cementeria di Vernasca (PC), in parziale sostituzione dei combustibili fossili

tradizionali in oggi utilizzati (carbon fossile, petcoke, CAV).

In esito alle risultanze dell’iter istruttorio, con Provvedimento n. 17 del 11.12.2014 la

Provincia di Piacenza disponeva di assoggettare alla procedura di V.I.A., ai sensi della L. R. n. 9/99

(art. 10, comma 1, lettera c) e in coerenza con le valutazioni conclusive espresse dalla conferenza

di servizi nella seduta del 9 dicembre 2014, l’intervento di “Utilizzo del CarboNeXT®, combustibile

solido secondario nel forno di cottura clinker della Cementeria Buzzi Unicem di Vernasca”.

Conseguentemente al provvedimento provinciale, la Società Buzzi Unicem, in data 19

dicembre 2014, inoltrava richiesta di

1) attivazione della procedura di Valutazione d’Impatto Ambientale, ai sensi dell’art. 22 del

D.Lgs. 3/04/2006 n. 152 e s.m.i. e degli artt. 11e 13 della L.R. 18/5/1999 n. 9,come

modificata dalla L.R. 20/04/2012 n. 3 (cfr. alla categoria progettuale di cui al p. B.2.68

dell’Allegato B.2);

2) modifica della vigente A.I.A. n. 367 del 27/02/2014.

La stessa società forniva, a corredo della richiesta, la pertinente documentazione.

Dall’esame della suddetta documentazione nell’ambito della prima Conferenza dei Servizi

svoltasi il giorno 11 febbraio 2015, risultavano alcune richieste di integrazioni e chiarimenti da

parte di diversi soggetti partecipanti alla stessa Conferenza.

Ciò veniva formalizzato con la comunicazione dell’Amministrazione Provinciale di Piacenza

del 27 marzo 2015, nella quale erano poste n. 44 richieste di integrazioni alla documentazione

presentata.

Peraltro, antecedentemente alla richiesta della Provincia di Piacenza, alla Società Buzzi

Unicem venivano rese note le complessive osservazioni poste dai cosiddetti “portatori di

interessi” nell’ambito dell’iter istruttorio descritto in precedenza.

pag. 1


A fronte delle richieste integrazioni e ravvisata l’opportunità di svolgere un

approfondimento in merito alle osservazioni esibite nei confronti del citato Studio di Impatto

Ambientale, la Società Buzzi Unicem richiedeva la formulazione di consulenza per un parere

tecnico-scientifico in merito all’attività produttiva svolta nella propria Cementeria di Vernasca.

In particolare, la Società Buzzi Unicem richiedeva di esprimere parere circa il progetto di

recupero energetico quanto alla sua:

- conformità, per quanto attiene l’ambito della vigente normativa di settore rispetto alla

quale deve necessariamente riferirsi il progetto di cui trattasi.

- congruità, relativamente allo stato dell’arte di mezzi e tecnologie impiegati, con specifico

riferimento all’impatto emissivo e all’utilizzo del CarboNeXT®;

Previ sopralluoghi e preliminare esame istruttorio del caso, lo scrivente accettava

l’incarico e perveniva alle conclusioni esposte nel presente elaborato sulla base della

documentazione resa disponibile dalla Società Buzzi Unicem, della documentazione presentata

agli Enti, della normativa di riferimento e della pertinente letteratura tecnico-scientifica.

1.1 Lo sviluppo dell’elaborato

Giova precisare che l’espletamento dell’incarico ha comportato una necessaria

articolazione di numerose tematiche al fine di recepire correttamente tutti gli aspetti di ordine

formale e sostanziale che devono caratterizzare un’indagine tecnico-scientifica.

Pertanto, nel presente studio verrà preliminarmente esposto un rigoroso inquadramento

metodologico di opportuno riferimento per le successive considerazioni sviluppate in merito alla

valutazione dell’assetto produttivo ed emissivo della Cementeria di Vernasca.

In tale inquadramento verranno quindi contemplati propedeutici aspetti di valenza

generale, riconducibili:

- alla normativa di settore;

- allo stato dell'arte della produzione di cemento, segnatamente nell’ambito delle tecniche

e modalità produttive a tutela dell’ambiente.

Sulla base del complesso dei temi sopra riportati, l'esposizione dello studio proseguirà con

la disamina sulla Cementeria di Vernasca, verificando l'assetto impiantistico ed emissivo

segnatamente per gli aspetti pertinenti la fattispecie del progetto di recupero energetico con

utilizzo di CarboNeXT®, con specifico richiamo alle eventuali implicazioni tecniche, ambientali e

pag. 2


l’incidenza sul prodotto finale, attraverso la valutazione dell’impianto attualmente autorizzato e

quanto posto in essere dall’adozione dello stesso CarboNeXT®.

Proprio a tal fine, per dare luogo ad un’ampia e completa valutazione di tale assetto, si è

ritenuto opportuno sviluppare uno studio di dispersione atmosferica, così da recepire le risultanze

di tale studio per integrare e perfezionare le complessive considerazioni sull’impatto ambientale

derivante dalla stessa Cementeria.

pag. 3


2 INQUADRAMENTO METODOLOGICO

Come anticipato in premessa, la finalità della presente parte dell’elaborato si configura

nella valutazione del complesso della vicenda di cui trattasi nell’ambito di un rigoroso

inquadramento metodologico. Ciò, per valutare in modo oggettivo la compatibilità ambientale

della Cementeria di Vernasca, specie in riferimento allo specifico oggetto di V.I.A., l’utilizzo del

prodotto CarboNeXT®, ossia di Combustibile Solido Secondario (CSS) secondo definizione di

Normativa, in parziale sostituzione dei combustibili attualmente utilizzati presso il sito produttivo.

2.1 Generalità sul processo produttivo

Sotto il profilo metodologico, il settore cementiero si colloca nell’ambito delle

trasformazioni di processo, ove si denotano sistematicamente aspetti unificanti, insiti nel

carattere ripetitivo e generalizzabile dei fondamenti concettuali, delle metodologie e delle

operazioni attuate sui materiali.

La produzione di cemento si sviluppa attraverso un processo tecnologico concettualmente

univoco e lineare, classificabile tecnicamente come “monogenico-monoparo”. In linea di

principio, tale processo viene alimentato, sostanzialmente, da un’unica materia prima (il

componente calcareo, integrato con altre componenti) che conduce ad un unico prodotto finito: il

cemento.

Le lavorazioni attuate nella Cementeria si sviluppano su materiali allo stato solido e

implicano operazioni classiche quali: frantumazione, vagliatura, comminuzione, miscelazione,

essiccamento, cottura e movimentazione.

La trasformazione radicale della materia prima avviene nei forni di cottura (rotativi) ai

quali la stessa materia prima viene alimentata sotto forma di farina. Essa viene preriscaldata in

controcorrente con i gas di combustione e, successivamente, portata alla temperatura di cottura

di 1400-1500 °C.

A tale temperatura avvengono le reazioni di sinterizzazione tra gli ossidi principali del

cosiddetto “clinker,” con fusione parziale della fase solida e la formazione dei minerali

caratteristici del clinker stesso (C2S, C3S, C3A, C4AF).

Il prodotto della cottura viene quindi raffreddato alla temperatura dell’ordine dei 100°C in

un sistema a ventilazione forzata, macinato con gesso ed eventuali correttivi per comporre il

prodotto finito ed avviarlo allo stoccaggio, prima del definitivo confezionamento.

pag. 4


Si rimanda al successivo Cap. 2.5 per uno specifico approfondimento del ciclo produttivo,

visto la valenza che esso assume sia nei confronti delle emissioni ad esso ascrivibili, che della sua

peculiare e intrinseca capacità di provvedere al loro contenimento.

2.2 La tutela dell’ambiente, lo stato dell’arte e le migliori tecnologie disponibili

Sul piano “ambientale”, la ricerca di soluzioni tese alla salvaguardia delle risorse non

costituisce certamente prassi innovativa, giacché l’attività di processo si prefigge

sistematicamente l’obiettivo di ottimizzare la serie dei processi di trasformazione al fine di

rendere minimo lo spreco di risorse e minimizzare i fabbisogni energetici delle varie operazioni

sviluppate.

In questo ramo produttivo, infatti, il principio economico è particolarmente vincolante,

quale presupposto della competitività commerciale e del successo di talune produzioni rispetto ad

altre più esigenti in termini di consumo e/o di perdita di risorse.

Va ricordato, in proposito, che il cemento è un prodotto “povero”, in quanto a basso

valore aggiunto, la cui economia produttiva si sostiene a condizione di minimizzarne il più

possibile i costi globali.

Diversamente, cioè in assenza di un congruo bilancio delle sopra esposte componenti, il

rischio si configura in mancata competitività e, di conseguenza, la stessa sopravvivenza

dell’impianto può risultarne compromessa.

In linea generale, l’ottimazione del ciclo produttivo del cemento sotto il profilo

ambientale è attualmente concepibile attraverso interventi di vario tipo, di cui nel seguito

vengono date alcune sintetiche esemplificazioni.

- Preriscaldo della farina cruda in un sistema a cicloni (“preriscaldatore), abbinato a un

“precalcinatore” (o “calcinatore”) separato dal forno di cottura del clinker e

autonomamente alimentato da combustibile. L’alimentazione del “precalcinatore” con

combustibile, miscelato con aria comburente preriscaldata dal forno rotante, emancipa il

forno stesso dalla funzione di decarbonatazione, riducendone notevolmente la lunghezza.

Le quantità di combustibile e di aria comburente necessarie alla complessiva cottura

risultano decisamente ridotte rispetto ai processi ove, nel passato, la decarbonatazione

avveniva unicamente in seno al forno. Nella soluzione ”monolinea integrata”, il

combustibile e l’aria comburente per il fabbisogno della decarbonatazione non sono più

introdotti nel forno di cottura, ma vengono utilizzati in unità separata ad hoc (appunto il

pag. 5


precalcinatore), ove si deve sviluppare una temperatura di circa 950°C, ben inferiore a

quella massima necessaria al predetto forno (>1400°C).

Il vantaggio energetico che ne risulta è espresso da un fabbisogno globale di energia

primaria decisamente inferiore rispetto ai processi, per così dire, più tradizionali e che

prevedevano forni di cottura maggiormente sviluppati in lunghezza, dovendo essi svolgere

anche la citata fase di decarbonatazione. Tenuto conto del fatto che nel forno deve

essere comunque raggiunta una temperatura di 1400°C per lo sviluppo completo delle

reazioni di sinterizzazione, è evidente che a una contrazione del volume (ossia, della

superficie) corrisponde una minore dispersione termica, con notevoli vantaggi energetici.

Inoltre, sul piano ambientale ne consegue la diminuzione di emissioni atmosferiche, a

motivo del diminuito impiego di combustibile rispetto ai forni più tradizionali.

In buona sintesi, il sistema preriscaldatore-precalcinatore è assimilabile, per certi aspetti,

a quello dei letti fluidizzati impiegati per la combustione nelle centrali termiche

tecnologicamente più avanzate, che minimizzano la formazione di NOx ed SOx.

- Eliminazione, dalle fasi operative, di unità di sosta e di attesa. Essa viene conseguita, in

particolare, nell’accoppiamento termico del forno con il molino del “crudo”, nonché

nell’essiccamento della farina direttamente all’interno del molino stesso, anziché in unità

separate. Ne consegue notevole mitigazione delle emissioni atmosferiche diffuse e

convogliate.

- Controllo ed ottimazione della granulometria della miscela cruda nella fase di

macinazione. Ciò consente di ottenere un miglioramento dello scambio termico, con

risparmio di combustibile unitamente ad una intensificazione dei fenomeni di

adsorbimento delle componenti gassose che si generano nella fase di cottura. Inoltre, ciò

contribuisce ad ottenere un processo più regolare di cui beneficiano le varie

apparecchiature, tra cui i presidi ambientali.

- Semplificazione del ciclo tecnologico attraverso lo sviluppo di un lay-out univoco e lineare,

con lavorazioni interdipendenti e in successione diretta, senza diramazioni e/o percorsi a

ritroso: dalla frantumazione della materia prima, sino all’immissione del clinker nei silos;

tale semplificazione, unita a opportuna e oculata automazione del processo tramite

sistema di controllo, diminuisce altresì l’eventualità di infortuni e offre peculiari vantaggi

in campo ergonomico.

pag. 6


Sulla base di quanto sopra riportato, considerando anche le indicazioni di cui ai documenti

esplicativi delle cosiddette B.A.T. (Best Available Techniques) che verranno successivamente

commentate, si può concludere che lo stato dell’arte è rappresentato dal processo a via secca con

preriscaldatore a più stadi e precalcinatore.

Giova evidenziare sin d’ora che tale processo è applicato nella Cementeria di Vernasca.

Ancora in linea generale, tra i criteri ai quali riferirsi per conseguire adeguate prestazioni

ambientali, energetiche e produttive rientra ovviamente l’esercizio del forno, la cui marcia deve

essere stabile e costante; a tale obiettivo contribuisce certamente l’ottimizzazione del controllo di

processo, comprendendo con esso i sistemi di controllo automatici computerizzati.

Il funzionamento del forno, quanto alla sua stabilità e regolarità, influisce inoltre

positivamente su tutte le emissioni di processo ed è, pertanto, un requisito indispensabile.

Non certo ultime per importanza, rientrano altresì nel processo di ottimizzazione misure

quali l’omogeneizzazione della miscela del crudo, la garanzia del dosaggio uniforme del

combustibile e il miglioramento del funzionamento del raffreddatore del clinker.

2.3 Richiamo alla normativa

2.3.1 Limiti emissivi e Best Available Techniques

Vengono qui sviluppate alcune considerazioni in merito alla normativa a tutela della

qualità dell'aria, con specifico riferimento:

- ai valori emissivi cui sono soggetti gli insediamenti industriali;

- al concetto di Migliore Tecnologia Disponibile, altresì noto con l’acronimo B.A.T. (Best

Available Techniques).

I due temi si configurano come vincoli ineludibili cui soggiacciono le attività produttive.

In buona sintesi, essi costituiscono un riferimento cui ispirarsi per ottemperare ai vincoli

normativi ed evolutivamente adeguare gli assetti produttivi in conformità allo stato dell’arte di

mezzi e tecnologie impiegati.

In altri termini (e con diretto richiamo al caso di cui alla presente fattispecie), la

valutazione dell’assetto emissivo di un insediamento industriale deve prioritariamente ricondursi

alla verifica del rispetto dei due vincoli sopra citati, quale condizione minima necessaria per

valutarne l’impatto ambientale e le sue eventuali conseguenze in termini di incidenza sulla salute.

pag. 7


Se il rispetto dei limiti emissivi costituisce tema facilmente recepibile, la complessità del

concetto di migliore tecnologia disponibile introduce considerazioni necessariamente articolate e

meritevoli di approfondimento, sia pur in via sintetica, specie considerando che, sin dall'inizio

della loro promulgazione, gli strumenti legislativi hanno costantemente considerato le B.A.T.- o

meglio, il loro significato - un principio irrinunciabile.

Va infatti evidenziato che il concetto è solo apparentemente innovativo e non deve essere

attribuito alla più recente normativa. Anzi, esso è stato recepito nel nostro Ordinamento persino

prima dell’introduzione dei valori limite di emissione in atmosfera.

Sotto il profilo “storico”, può essere utile in tal senso richiamare il principio introdotto

dalla prima normativa specifica a tutela del comparto atmosferico, ossia la legge n. 615 del 1966,

laddove all’art.20 (ora abrogato) il Legislatore specificava che "Tutti gli impianti industriali …

(omissis)…devono, in conformità al regolamento di esecuzione della presente legge, possedere

impianti, installazioni e dispositivi tali da contenere entro i più ristretti che il progresso della

tecnica consenta la emissione di fumi o gas o polveri o esalazioni che, oltre a costituire comunque

pericolo per la salute pubblica, possono contribuire all'inquinamento atmosferico".

Non a caso, dunque, i limiti emissivi vengono determinati proprio sulla base di quello che

è il cosiddetto "stato dell'arte", ossia il compendio delle conoscenze tecniche e scientifiche

disponibili.

Pertanto, ad esse deve essere fatto rigoroso riferimento per analizzare obiettivamente le

prestazioni raggiungibili dai sistemi tecnologici e quindi valutare la congruità di mezzi, sistemi

produttivi e presidi/tecniche a protezione dell’ambiente.

L’impianto normativo di riferimento è costituito dal Decreto Legislativo 152 del 3 aprile

2006 (il cosiddetto “Testo unico ambientale”) che, in buona sintesi, recepisce e adegua gli

strumenti legislativi precedenti (in larga parte abrogandoli).

Il comparto atmosferico viene disciplinato nella Parte Quinta del Decreto (Norme in

materia di tutela dell’aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera) in combinato disposto con la

disciplina in materia di autorizzazione integrata ambientale di cui alla Parte Seconda del

medesimo Decreto ed è qui sufficiente ricordare che il Legislatore ha ribadito il principio che il

giudizio sulla conformità delle emissioni va riferito a due ineludibili vincoli, peraltro estremamente

interconnessi tra loro:

pag. 8


- i limiti emissivi, contemplati negli Allegati alla citata Parte Quinta del D.Lgs. 152/2006 e

Titolo III-bis Parte Quarta, e ponendo in essere un’operazione coincenerimento dal D.Lgs

133/2005;

- il concetto di Miglior Tecnica Disponibile (MTD/BAT), recepito già nella stesura originale

del D. Lgs. 152/2006, all’art 268, e quindi richiamato dall’art. 29-bis e dall’art. 29-sexies,

comma 4-bis, del medesimo D. Lgs. 152/2006.

Proprio in riferimento al secondo aspetto e alle finalità del presente studio, pare il caso di

precisare che tra i più recenti strumenti normativi si evidenzia l’importanza del D.Lgs. n. 46 del 4

marzo 2014 1 che recepisce la cosiddetta direttiva IED (Industrial Emission Directive). Trattasi

della direttiva europea 2010/75/UE relativa alle emissioni industriali che, per omogeneizzare

l’impianto normativo a livello comunitario, ha abrogato e sostituito sette direttive comunitarie 2,

tra le quali la direttiva IPPC 2008/1/CE.

Sotto un profilo generale, la valenza principale della Direttiva Europea si configura nelle

cosiddette “Conclusioni sulle migliori tecniche disponibili (B.A.T.)”, ossia i riferimenti tecnico-

operativi che raccolgono (o raccoglieranno per quelli di futura emanazione) per i diversi settori

produttivi le conclusioni dei BRef (Best Reference Document), diventando strumenti del tutto

vincolanti sotto il profilo dei principi in essi richiamati.

Com’è noto, i BRef furono concepiti per rispettare elementari principi di omogeneità nelle

valutazioni tecniche, con particolare riferimento, quale esempio significativo, al rilascio

dell’Autorizzazione Integrata Ambientale, costituendo uno strumento di supporto operativo per

l’individuazione delle B.A.T. di settore e della loro applicabilità.

Per il settore cementiero, il primo documento di riferimento è stato edito nel 2001

dall’Istituto IPTS di Siviglia della Commissione Europea e, nel tempo, ha subito diverse modifiche

per giungere alla stesura del 2010 3 che, in breve, ha costituito il supporto tecnico per la Decisione

della Commissione Europea del 26 marzo 2013 4, nota anche come “B.A.T. Conclusions”.

Non pare superfluo osservare che, pur nella loro concatenazione, i due documenti hanno

una valenza propria, nel senso che le “B.A.T. Conclusions” esprimono una sintesi di quanto viene,

molto più ampiamente, riportato nel BRef e indirizzano verso l’individuazione dei livelli emissivi

1 Attuazione della direttiva 2010/75/UE relativa alle emissioni industriali (prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento 2 Dir. 78/176/CEE, Dir. 82/883/CEE, Dir. 92/112/CEE, Dir. 1999/13/CE, Dir. 2000/76/CE, Dir. 2008/1/CE, Dir. 2001/80/CE. 3 Reference Documents on Best Available Techniques in the Cement, Lime Manufacturing Industry, maggio 2010 4 Gazzetta Ufficiale della Comunità Europea del 9 aprile 2013.

pag. 9


associati all’applicazione delle tecniche disponibili (BAT – A.E.L. Associated Emission Levels).

Certamente, specie sotto il profilo più propriamente tecnico, ai BRef va fatto riferimento per

valutare puntualmente i presupposti processo-impiantistici che supportano l’effettiva applicabilità

dei citati B.A.T. – A.E.L.

Diversamente, l’acritica imposizione di interventi/limiti risulterebbe vuoto ed iniquo

formalismo.

Anzi, verrebbe a cadere lo stesso concetto di "Best Available Techniques" ad esse

pragmaticamente attribuito dal Legislatore, ossia uno strumento (e non un fine) di riferimento per

garantire l’armonica evoluzione del sistema socio-economico-produttivo.

Infatti, le B.A.T. costituiscono elemento strategico e si configurano come mezzo attraverso

il quale si definiscono linee di indirizzo alla quali riferirsi per individuare, nell’interesse del sistema

di cui sopra, azioni mirate al miglioramento delle prestazioni ambientali di un sito e alla

salvaguardia delle risorse perseguendo una serie di obiettivi che possono essere così

schematicamente riassunti:

− minimizzazione di consumi di risorse naturali ed energetiche;

− minimizzazione della produzione di rifiuti;

− riduzione delle emissioni (in aria, acqua e suolo) e dei livelli sonori;

− sviluppo di innovativi strumenti gestionali e schemi certificativi, in linea con

l’evoluzione dello scenario legislativo europeo;

− sistematicità nella verifica, attraverso audit, del costante rispetto degli standard

prestazionali ed il controllo continuo degli aspetti ambientali più significativi;

− pianificazione delle attività di formazione e aggiornamento di tutto il personale

(interno e esterno) verso la “prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento”,

con l’attivazione di tutte le iniziative finalizzate al controllo delle varie incidenze

ambientali.

Chiarita l’importanza dei temi sopra discussi, pare evidente che, ai fini del presente studio,

il confronto della realtà produttiva della Cementeria di Vernasca con i documenti normativi di

riferimento debba costituire prioritario elemento di valutazione, che verrà svolto nel seguito

dell’esposizione, previo richiamo delle caratteristiche dell’impatto ambientale associabile alla

produzione di cemento.

pag. 10


2.3.2 Il Combustibile Solido Secondario – CSS combustibile

Nella presente parte ci si propone di sintetizzare, sotto il profilo tecnico, gli strumenti

normativi che disciplinano l’utilizzo dei cosiddetti Combustibili Solidi Secondari come “prodotti”.

In tal senso, il primo e immediato richiamo alla vigente legislazione non può che

configurarsi nel Decreto del Ministero dell’Ambiente n. 22 del 14/02/2013 “Regolamento

recante disciplina della cessazione della qualifica di rifiuto di determinate tipologie di combustibili

solidi secondari (CSS), ai sensi dell’art. 184-ter, comma 2 del D.lgs. 03/04/2006 n. 152 e s.m.i.” 5.

Nel concreto, tale D.M. costituisce attuazione dei principi ispiratori della cosiddetta

direttiva europea “End of Waste” 6 laddove il Legislatore, anche nell’intento di superare oggettivi

dubbi interpretativi dovuti a precedenti direttive, ha inteso fornire uno strumento normativo

concreto per favorire e promuovere il riciclaggio e il recupero dei rifiuti, in coerenza ai principi

ispiratori della cosiddetta “Gerarchia dei rifiuti”. Ciò, stabilendo rigorose linee di indirizzo e criteri

applicativi, per identificare quei materiali che, sottoposti ad opportuni trattamenti, possono

assumere la valenza di prodotto e, come tali, essere utilizzati, con beneficio diretto nel consumo

di materie prime e nel risparmio delle risorse.

Tra questi requisiti, vale la pena ricordare quelli esplicitati dall’art. 184-ter del D.Lgs

152/2010 che, secondo le modifiche introdotte dal D.Lgs 205/2010 al recepimento della direttiva

europea di cui sopra, ben chiarisce la “Cessazione della qualifica di rifiuto” esplicitando che una

sostanza cessa di essere “rifiuto” quando (sottoposta a un recupero e preparata per il riutilizzo)

rispetta le seguenti condizioni:

a) è comunemente utilizzata per scopi specifici;

b) esiste un mercato o una domanda per tale sostanza;

c) soddisfa i requisiti tecnici per gli scopi specifici e rispetta la normativa e gli standard esistenti

applicabili ai prodotti;

d) l’utilizzo non porterà ad impatti ambientali complessivi negativi sull’ambiente o sulla salute

umana.

In sintesi, non v’è dubbio che sussistono riferimenti giuridici e tecnici tali da costituire ineludibile

vincolo ai fini del raggiungimento dello status di “non rifiuto” e conseguire il recupero di

“prodotti” a partire, è bene rilevarlo, da rifiuti urbani e speciali purché non pericolosi.

5 Gazzetta Ufficiale n. 62 del 14/03/2013 6 Direttiva 2008/98/CE

pag. 11


Il citato D.M. 22/2013 definisce proprio questi vincoli e, ai fini dell’individuazione dei CSS

combustibili “prodotti” richiama la norma tecnica UNI EN 15359 del 2011 per dare luogo alla

classificazione in tre classi del CSS, secondo lo schema di cui alla successiva Tabella 1, sulla base di

tre parametri quali, il potere calorifico, il contenuto di Cloro e il contenuto di Hg.

Caratteristiche di classificazione

Caratteristica Misura statistica

Unità di misura

Valore limite per classe

1 2 3 4 5

PCI media MJ /kg t.q. ≥ 25 ≥ 20 ≥ 15 ≥ 10 ≥ 3

Cl media % s.s. ≤ 0,2 ≤ 0,6 ≤ 1,0 ≤ 1,5 ≤ 3

Hg mediana mg /MJ t.q. ≤ 0,02 ≤ 0,03 ≤ 0,08 ≤ 0,15 ≤ 0,50

80° percentile mg /MJ t.q. ≤ 0,04 ≤ 0,06 ≤ 0,16 ≤ 0,30 ≤ 1,00

Tabella 1- Classificazione dei CSS (UNI EN:2011) Tabella 1 all’Allegato 1 del D.M. 22/2013

In sintesi, possono essere considerati “prodotti” i CSS classificabili nelle classi 1, 2 e 3 e

relative combinazioni per quanto riguarda il PCI e Cl, mentre fa riferimento alle classi 1 e 2 in

riferimento al mercurio.

Sempre in conformità alla norma tecnica UNI EN 1539, il D.M. 22/2013 definisce le

“caratteristiche di specificazione” come valori limite di concentrazione di alcuni parametri (11

metalli) :

Caratteristiche di specificazione

Parametro Misura statistica Unità di misura Valore massimo della mediana

Cd mediana mg /kg s.s. 4 Tl mediana mg /kg s.s. 5 As mediana mg /kg s.s. 5 Co mediana mg /kg s.s. 18 Cr mediana mg /kg s.s. 100 Cu mediana mg /kg s.s. 500 Mn mediana mg /kg s.s. 250 Ni mediana mg /kg s.s. 30 Pb mediana mg /kg s.s. 240 Sb mediana mg /kg s.s. 50 V mediana mg /kg s.s. 10

Tabella 2 - Caratteristiche di specificazione del CSS-Combustibile,

pag. 12


L’introduzione, a tutti gli effetti, del CSS nel novero dei combustibili utilizzabili in impianti

industriali ha necessariamente comportato la modifica della pertinente disciplina, riscontrabile nel

D.Lgs. 30/04/2006 n. 152 e s.m.i., in particolare nella Parte Quinta dell’Allegato X “Disciplina dei

combustibili”.

La modifica è stata resa possibile con l’emanazione del Decreto del Ministero

dell’Ambiente 20 marzo 2013 7"Modifica dell'Allegato X della Parte Quinta del D.Lgs 3/04/2006 n.

152 e smi, in materia di utilizzo del combustibile solido secondario (CSS)”.

L’Allegato X recepisce dunque l’utilizzo del CSS, con caratteristiche conformi al DM

22/2013, inserendo chiaro e specifico riferimento al p.to 10 del paragrafo 1 della Parte I - Sezione

I e nella Sezione 7 della Parte II del suddetto Allegato X.

Anche ai fini del caso qui considerato, non è superfluo evidenziare che il D.M. n. 22 è stato

pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale (n. 62 del 14 marzo 2013) soltanto dopo l’acquisizione del

parere positivo della Commissione Europea (28 febbraio 2013). Commissione che, giova

precisarlo, ha ritenuto di apportare talune modifiche al testo originale per riscontrare i vari pareri

e le osservazioni pervenute da alcuni stati membri e, in buona sostanza, rendere la stesura

pubblicata sulla G.U coerente e pienamente compatibile con i dettami della Direttiva Europea di

ispirazione.

Neppure è superfluo soffermarsi sulla premessa del D.M. 22/2013, ove ne vengono

richiamati i principi ispiratori : “Ritenuto necessario promuovere la produzione di combustibili

solidi secondari (CSS), che, ai sensi e per gli effetti dell'articolo 184-ter, hanno cessato di essere un

rifiuto, nonché il loro utilizzo in sostituzione di combustibili convenzionali per finalità ambientali e

economiche con l'obiettivo di contribuire alla riduzione delle emissioni inquinanti, ivi incluse le

emissioni di gas climalteranti, all'incremento dell'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili mediante

un utilizzo sostenibile a scopi energetici della biomassa contenuta nei rifiuti, ad un più elevato

livello di recupero dei rifiuti, nel rispetto della gerarchia di trattamento dei rifiuti di cui all'articolo

179 del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, ad una riduzione degli oneri ambientali ed

economici legati allo smaltimento di rifiuti in discarica, al risparmio di risorse naturali, alla

riduzione della dipendenza da combustibili convenzionali e all'aumento della certezza

d'approvvigionamento energetico”.

In concreto, le caratteristiche e le condizioni di utilizzo del CSS combustibile costituiscono

presupposto irrinunciabile per l’utilizzo in impianti industriali come qui specificato.

7 Gazzetta Ufficiale n. 77 del 2/04/2013

pag. 13


Pertanto, ai fini della presente fattispecie dell’utilizzo di CarboNeXT®, nel seguito verrà

svolto confronto puntuale di tale prodotto con i requisiti di cui al D.M. 22/2013 per verificarne la

puntuale rispondenza -- e quindi la congruità del suo utilizzo – nella Cementaria di Vernasca.

2.4 Valutazioni propedeutiche sull’utilizzo dei combustibili solidi secondari

Avendone già svolto l’inquadramento normativo, in questa parte ci si propone di

sintetizzare alcuni aspetti generali circa l’utilizzo dei cosiddetti Combustibili Solidi Secondari (CSS)

poiché, fuori di polemica, intorno ad essi si è sviluppato un dibattito per taluni aspetti improprio.

Peraltro, nel pieno rispetto delle istanze ambientali che, qualora prive di atteggiamento

ideologico, vengono giustamente introdotte nel dibattito generale, pare utile ed opportuna una

riflessione di carattere generale, nel tentativo di inquadrare in modo oggettivo la fattispecie dei

combustibili solidi secondari.

Oltre che opportuna, tale discussione è peraltro pertinente il caso di fattispecie, poiché il

prodotto CarboNeXT® prodotto dalla Società Buzzi Unicem si colloca per l’appunto nella categoria

dei CSS e, in particolare, va annoverato in quella serie di materiali che, ai sensi della citata

direttiva europea nota come “End of Waste”, possono essere utilmente impiegati nei cicli

produttivi in qualità di prodotti e non già di rifiuti.

In ogni caso, proprio al fine di evitare ogni forma di disputa per così dire “filosofica”, nel

seguito ci si soffermerà su alcuni aspetti oggettivi utili per trarre un compiuto giudizio,

esclusivamente sotto il profilo tecnico visto che, per manifesta incompetenza, non si ritiene

appropriato estendere la valenza delle considerazioni del seguito a temi di portata ben più ampia

di quelli squisitamente tecnici.

Si parta dal tema generale dei rifiuti, laddove le più volte citate B.A.T. esplicitano che il

recupero di materiali, altrimenti destinati allo smaltimento, va considerato come risorsa

irrinunciabile.

Sempre in linea generale, infatti, va ricordato lo stesso concetto di B.A.T. che, in via

estremamente sintetica, può configurarsi nell’obiettivo di fornire chiari riferimenti per conseguire

ottimali prestazioni produttive e ambientali.

Peraltro, proprio in virtù di tale obiettivo, esse perseguono il fine ultimo di dare luogo alla

salvaguardia delle risorse e dell’ambiente, anche attraverso il contenimento più spinto possibile

della produzione di rifiuti quale strumento, tra i vari, per contemperare alle diverse istanze socio-

economico -produttive.

pag. 14


Una visione parziale delle B.A.T., ossia limitata in estremo ad una singola realtà

produttiva, tradirebbe lo stesso significato di “sviluppo sostenibile”, quale il raggiungimento di

adeguate condizioni sociali, economiche, produttive ed ambientali. Tale infatti è lo scopo della

stessa Autorizzazione Integrata Ambientale che deve contemperare alle esigenze della collettività

piuttosto che a singole categorie sociali.

Di fatto, il ricorso al “recupero” rappresenta un'alternativa ottimale nella gestione

integrata dei rifiuti, specie se lo stesso recupero si sviluppa attraverso una filiera ben definita,

requisito necessario per salvaguardare la collettività attraverso la tracciabilità dei rifiuti,

preservare l'ambiente per mezzo di una riduzione delle emissioni e, giova evidenziarlo, il ricorso

minore alla discarica.

Con specifico riferimento alla presente fattispecie va inoltre ricordato che il ricorso ai

cosiddetti CSS (Combustibili Solidi Secondari) si colloca nell’ambito dell’utilizzo di materiali che, ai

sensi delle direttive europee, si configurano come prodotti “end of waste” e per essi ne è previsto

l’utilizzo come combustibili in diverse realtà produttive. Tra queste, il settore cementiero che si

connota, in virtù delle peculiari condizioni operative di produzione, come ambito ottimale per lo

sfruttamento di tali prodotti.

Non a caso, il recupero degli stessi rifiuti (ossia, neppure prodotti) per la loro

valorizzazione energetica in particolari categorie di impianti, come i cementifici, costituisce

un’applicazione delle “B.A.T. conclusions” di cui alla decisione di esecuzione della commissione

del 26 marzo 2013 e sulle quali ci si è già soffermati in precedenza.

A fugare ogni dubbio di parzialità, può essere richiamato il fatto che il recupero di rifiuti

non è certo indicato (dalle B.A.T. di settore) per il solo comparto cementiero. Quale significativo

esempio, si introduce il caso delle cokerie (non certo una qualunque realtà produttiva sotto

molteplici aspetti), per le quali si riscontra analoga indicazione quanto al favorire il recupero di

rifiuti.

La valorizzazione energetica costituisce, infatti, un ottimo sistema di recupero in favore

del contrasto alla crisi energetica, consentendo pure vantaggi sotto il profilo ambientale,

conseguenti alla riduzione sia delle emissioni atmosferiche globali che dei quantitativi di rifiuti da

smaltire in discarica.

Il recupero energetico di combustibili alternativi in parziale sostituzione dei combustibili

tradizionali (soprattutto carbone fossile e petcoke) risulta essere una pratica molto efficace che

pag. 15


trova applicazione estesa a livello internazionale, pure in misura drasticamente superiore a quella

riscontrabile per il nostro Paese, come successivamente discusso.

Questa pratica, infatti, consente una riduzione del consumo di fonti fossili tradizionali non

rinnovabili, unitamente alla riduzione delle emissioni di gas serra, direttamente correlata alla

frazione di materiale organico contenuto nei rifiuti stessi.

In linea del tutto teorica e generale, l’impiego di CSS a fini energetici potrebbe avvenire in

impianti di termovalorizzazione appositamente costruiti, con produzione di energia termica ed

elettrica. Peraltro, pare evidente che lo stesso impiego troverebbe più opportuna collocazione in

impianti già esistenti (ovviamente idonei) in sostituzione dei combustibili tradizionali, con

sostanziale riduzione dei costi di progettazione e realizzazione, per tacere delle problematiche

sociali connesse all’accoglimento sul territorio di nuovi insediamenti.

Tra gli impianti esistenti, i forni per la produzione di clinker offrono notevoli vantaggi nel

recupero energetico di CSS rispetto ad altre tipologie di impianti di combustione, compresi gli

impianti appositamente progettati per l’incenerimento dei rifiuti.

Sebbene il tema sia stato già accennato e verrà approfondito nella successiva esposizione,

è opportuno richiamare brevemente alcuni vantaggi che derivano dalle peculiari caratteristiche

tecnologiche dei forni per la produzione di cemento, ossia:

− elevata temperatura dei gas di combustione in corrispondenza dei possibili punti di

introduzione di combustibili non convenzionali (1800 – 2000°C per il bruciatore principale,

1000 – 1200°C per il bruciatore ausiliario) dovuta alla necessità di portare la miscela cruda

ad almeno 1450°C, ossia la temperatura di “clinkerizzazione”;

− tempi di permanenza dei combustibili non convenzionali al di sopra delle temperature

minime per la loro combustione; tra l’altro, in ciò si riscontra piena coerenza con i

requisiti richiesti per la termodistruzione di rifiuti (1.100 °C per rifiuti pericolosi

contenenti sostanze organiche alogenate, 850 °C in tutti gli altri casi per almeno 2 s);

− ottimali condizioni ossidative per il tenore di ossigeno nei gas di combustione;

− pronunciata inerzia termica del sistema di cottura che garantisce il citato ambiente

ossidativo per un tempo considerevole (oltre 15 sec.), pure in caso di improvvisa

interruzione dell’alimentazione di combustibili;

pag. 16


− presenza di miscela basica nel forno di cottura che unitamente ai lunghi tempi di contatto

tra gas e materiale costituisce un efficace presidio alle emissioni di gas acidi, con rimozioni

di SO2 superiori al 90%;

− non si originano rifiuti, poiché le ceneri residue della combustione (ancorché in quantità

minimali) sono totalmente inglobate nel clinker, cui sono chimicamente affini, senza

alterarne la qualità e le proprietà;

− non si originano scarichi idrici;

− non si rendono necessarie sorgenti addizionali di calore.

Per concludere, sul piano formale, l’uso dei “Combustibili Solidi Secondari”, ossia

combustibili solidi prodotti da rifiuti non pericolosi, sia di origine urbana che speciale (compresi i

rifiuti industriali), è subordinato al rispetto delle caratteristiche individuate delle norme tecniche

UNI EN 15359, come richiamato nel Decreto del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del

territorio e del Mare n. 22 del 14 febbraio 2013, sancendone (art. 4) i requisiti per i quali per esso

viene a cessare la qualifica di rifiuto.

2.4.1 La “sostenibilità” del CSS

La filiera dei Combustibili Solidi Secondari è sostenibile sotto il profilo ambientale,

segnatamente in termini di riduzione del consumo di risorse naturali e di materie prime,

consentendo di recuperare energia per il fabbisogno termico del processo produttivo che,

diversamente, dovrebbe essere unicamente prodotta a partire da fonti fossili.

E’ altresì sostenibile sotto il profilo emissivo, in quanto sfrutta il semplice principio per cui

la combustione avviene direttamente a contatto con i materiali allo stato solido. In tal modo,

molti composti, che in altri processi di combustione finirebbero negli effluenti in atmosfera, nel

caso dei cementifici sono inglobati, tramite fenomeni di cattura fisica, nel prodotto finale senza

pregiudizio per la sua qualità, come verrà evidenziato nel Cap. 2.6.1.

Poiché l’utilizzo dei Combustibili Solidi Secondari, per la quota parte biodegradabile di cui

sono composti, sostituisce l’impiego di combustibili fossili quali il carbone e il coke di petrolio, è

inoltre possibile ottenere una sensibile riduzione delle emissioni complessive di CO2.

pag. 17


In proposito, pare utile il confronto tra un impianto di produzione cemento e un impianto

tradizionale di incenerimento riportato nella seguente rappresentazione grafica, laddove è del

tutto evidente la sensibile riduzione delle emissioni di CO2 nel caso del co-incenerimento di rifiuti

in cementeria.

Figura 1 - Confronto tra inceneritore e cementificio (Fonte: AITEC)

La filiera del CSS è altresì sostenibile sotto il profilo energetico, poiché il suo utilizzo nei

cementifici consente la sostituzione di un combustibile fossile con un combustibile parzialmente

rinnovabile. Non a caso, si parla comunemente a livello legislativo comunitario e nazionale di

valorizzazione energetica dei rifiuti.

Rispetto all’utilizzo delle fonti fossili, infatti, l’utilizzo di combustibili non convenzionali

rappresenta una significativa evoluzione anche in termini di indipendenza energetica.

Non vi è dubbio che, a livello internazionale, è riscontrabile un utilizzo più spinto di tale

risorsa rispetto a quello che è riscontrabile nel nostro Paese. Pare in tal senso pertinente

evidenziare che, a titolo esemplificativo, nel 2014 l’industria tedesca del cemento ha impiegato

combustibili non convenzionali in misura del 62% sul totale dei combustibili utilizzati nel settore, a

fronte del solo 13,3 % dell’Italia.

Inoltre, ancor più che nel confronto con l’incenerimento, il coincenerimento nei

cementifici risulta più sostenibile rispetto all’abbandono in discarica. Va ricordato, infatti, che

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l’utilizzo di una discarica genera inquinanti sotto forma liquida e gassosa e gas metano, il cui

contributo in termini di effetto serra è circa venti volte superiore all’anidride carbonica prodotta

dalla combustione.

Quale sintesi, il confronto tra una discarica e un impianto di produzione cemento

riportato nella seguente Figura 2 pone chiarisce i benefici del coincenerimento attuato in

cementeria.

Figura 2: Confronto tra discarica e cementificio (Fonte: AITEC)

Inoltre: non solo a livello tecnico, ma anche a livello sociale e, soprattutto, normativo, si è

raggiunta la consapevolezza che la sola riduzione delle quantità prodotte e il recupero della

materia non siano sufficienti per conseguire la gestione “sostenibile” dei rifiuti.

Tale gestione necessita di altre misure complementari e integrative e il recupero

energetico dei rifiuti si evidenzia sempre più come intervento del tutto strategico.

In tale contesto, la combustione di CSS nei processi di produzione del cemento

rappresenta la soluzione più sostenibile sotto diversi profili, come più sopra chiarito.

Tale soluzione è del tutto coerente con le indicazioni che provengono dal contesto

europeo di riferimento. Infatti, va ricordato che attraverso la Direttiva Comunitaria 2008/98/CE,

l’Unione Europea ebbe a stabilire i principi essenziali che vanno prioritariamente considerati nella

gestione integrata del ciclo di rifiuti (la cosiddetta “gerarchia dei rifiuti”) e, in tal senso, il

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coincenerimento rientra tra le attività prioritarie rispetto ad altre esistenti modalità di gestione,

tra le quali vanno nuovamente ricordati l’incenerimento o l’uso di discariche.

Tali principi sono richiamati nel ben noto schema grafico che viene riproposto nella figura

seguente.

Figura 3: Schema gerarchico dei rifiuti

La produzione e combustione dei Combustibili Solidi Secondari è inoltre sostenibile sotto

il profilo sociale.

Va infatti chiarito che la filiera del CSS non è in contrasto con la raccolta differenziata;

anzi, con quest’ultima si integra pienamente e ne implementa la funzione. Si integra altresì con il

recupero di materia poiché consente, durante la fase di produzione, di ricondurre al riciclo parte

dei rifiuti che sfuggono alla raccolta differenziata.

Infine, qualche riflessione conclusiva sull’utilizzo dei combustibili non convenzionali a

livello europeo.

In Italia, l’incidenza del CSS nel mix energetico del settore cementiero è ancora marginale

e presenta ampi spazi di miglioramento.

E’ singolare come, nonostante il nostro Paese sia tra i maggiori produttori mondiali di

cemento, risulti ancora piuttosto arretrato per quello che riguarda la diversificazione delle fonti

energetiche utilizzate negli impianti produttivi.

pag. 20


Pare emblematico il grafico riassuntivo di cui alla sottostante Figura 4 laddove bene si

evidenzia quanto il ricorso al CSS in Italia si ponga a livelli decisamente inferiori rispetto agli altri

paesi, ove la sostituzione di combustibili fossili tradizionali con CSS raggiunge valori drasticamente

superiori.

Figura 4: Percentuale di sostituzione calorica di combustibili fossili con CSS nelle cementerie ( Fonte: WBCSI- CEMBUREAU, 2012)

Nel dettaglio del nostro Paese, secondo recenti statistiche elaborate dall’Associazione

Italiana Tecnico Economica del Cemento (AITEC), negli ultimi anni il settore dei cementifici in Italia

ha utilizzato combustibili alternativi nei processi termici di produzione del cemento nella misura

riportata nel prospetto di cui alla seguente figura.

Figura 5 - Utilizzo di combustibili non convenzionali nei cementifici (Fonte: AITEC)

N.B.: 2014: 310.000 t di combustibili alternativi, pari al 13,3 % di sostituzione calorica

pag. 21


2.5 Approfondimento sul ciclo produttivo

2.5.1 La successione delle fasi operative

Sulla base della descrizione generale del ciclo produttivo di cui al precedente Cap. 2.1,

nella presente parte verrà svolto un approfondimento circa alcune impiantistiche delle quali si

ritiene pertinente richiamare alcune caratteristiche, visto la loro incidenza sia in termini produttivi

che in quelli ambientali.

Ci si soffermerà pertanto su:

− il preriscaldatore a cicloni, ove viene introdotta, dall’alto la “farina” (ossia la miscela delle

materie prime finemente polverizzate nel cosiddetto molino del “crudo”);

− il calcinatore, nel quale avviene la calcinazione, con formazione dell’ossido di calcio (CaO)

tramite la dissociazione del calcare contenuto nella materia prima ;

− il forno rotante di cottura, in cui si sviluppa la fase di sinterizzazione (nel seguito anche

clinkerizzazione) della farina e dare luogo alla formazione del clinker;

La sottostante Figura 6 illustra lo schema operativo della linea di cottura e individua le

sopra elencate unità.

Esse sono strettamente interconnesse tra loro e, in buona sintesi, si può individuare un

percorso unico in controcorrente tra la fase solida che le attraversa, cui corrisponde un’evolutiva

trasformazione della farina in clinker, e la fase gassosa, costituita dai gas caldi necessari per

l’apporto termico necessario alla suddetta trasformazione.

Figura 6-Schema operativo della linea di cottura

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L’interconnessione costituisce stretto vicolo operativo, in quanto la formazione del clinker

si basa su una serie di fasi (calcinazione, sinterizzazione, fusione, raffreddamento alle quali pure

corrisponde un complesso meccanismo di reazioni) che, pur non avvenendo

contemporaneamente, si influenzano reciprocamente, come sarà discusso nel seguito.

In via del tutto semplificata, il clinker si forma attraverso due fasi consecutive tra loro; la

prima di queste è costituita dalla “calcinazione”, ossia la trasformazione del carbonato di calcio

(CaCO3) in ossido di calcio (CaO), con la contestuale liberazione di CO2.

La reazione di trasformazione, altresì nota con il termine “decarbonatazione”, avviene a

circa 850-900 °C ed è endotermica. La seconda fase è costituita dalla sinterizzazione, ossia la

reazione ad alta temperatura (1400-1500 °C) che completa il processo di trasformazione

dell’ossido di calcio per formare alluminati, silicati e ferriti tri-tetra calcici, ossia i costituenti

principali del clinker.

A differenza degli impianti con forno “lungo”, tecnologicamente obsoleti, ove le due fasi

di cui sopra avvenivano nella sezione di cottura, negli impianti di più moderna concezione è

riscontrabile lo svolgimento delle stesse in due unità distinte, pur considerando che la reazione di

decarbonatazione si completa comunque nel forno.

Il forno di cottura è dedicato alla sinterizzazione e, di fatto, viene alimentato con il

materiale che ha subito la fase di calcinazione secondo la reazione sopra richiamata. Tale fase

viene appunto svolta in unità dedicata e strutturalmente separata dal forno, ossia il calcinatore,

detto anche precalcinatore, per indicarne la sua collocazione a monte del forno rispetto al

percorso del materiale solido e per il fatto che, effettivamente, la reazione può completarsi nel

forno.

A sua volta, il calcinatore è strutturalmente connesso con la torre di preriscaldo, l’unità

che realizza lo scambio termico tra farina e gas caldi provenienti dal forno. In pratica, la torre

viene alimentata dall’alto con le materie prime sotto forma di farina (entrante a circa 70 °C) e

questa, scendendo lungo la torre attraverso una serie di cicloni, incontra i gas caldi provenienti

dalle unità prime descritte. La movimentazione dei gas avviene in aspirazione, ad opera del

ventilatore di “coda” posto a valle dell’unità di filtrazione per le polveri

In pratica, la farina proveniente da uno stadio superiore scende nel condotto di

collegamento fra due stadi successivi inferiori. Qui, viene ripresa in sospensione dai gas che

provengono dallo stadio più basso, trasportata da questi gas verso l’alto e convogliata alla sezione

pag. 23


d’ingresso del ciclone che, operando come un convenzionale sistema di separazione centrifuga

attua la separazione gas/solido.

I gas risalgono verso lo stadio superiore, mentre la farina ricade verso lo stadio inferiore.

Questo ciclo si ripete in numero pari a quanti sono i cicloni (solitamente 5) e fa sì che la farina,

disperdendosi nei gas caldi, recuperi progressivamente calore via via che dal primo stadio scende

verso quello in comunicazione con il calcinatore, prima di essere avviata al forno rotativo.

Nel suo insieme, il sistema si caratterizza per un forte rimescolamento della farina dato

dal movimento indotto dai cicloni (il cui principio di funzionamento si basa sull’effetto centrifugo

per la separazione gas/solido) e dal passaggio della stessa farina tra un ciclone e l’altro (con una

velocità dell’ordine dei 15 m/s), al fine di conseguire condizioni fluidodinamiche favorevoli per lo

scambio termico tra materiale solido e fase gassosa.

Il complesso della torre di preriscaldo si configura, quindi, come uno scambiatore di calore

che attua un notevole recupero energetico, preriscaldando la farina fino a portarla alla

temperatura necessaria per la decarbonatazione (850-900 °C), con formazione di ossido di calcio

attivo (e CO2) per consentire la successiva fase di sinterizzazione del clinker che avviene nel forno

rotante a circa 1450 °C.

Va osservato che il tempo di attraversamento della farina lungo il preriscaldatore a cicloni

è pari a circa 40-50 s, mentre quello dei gas è dell’ordine dei 15 s. Nel calcinatore si registra un

tempo di permanenza di oltre 3 s e ciò costituisce un dato importante che verrà successivamente

ripreso per le successive analisi degli apporti termici e delle implicazioni ambientali.

Per completezza, va osservato che i gas in uscita dalla torre, ancora contenenti un discreto

contenuto entalpico, vengono sfruttati per (pre)riscaldare e disidratare la farina dentro il

cosiddetto molino del crudo, dove avviene la macinazione delle materie prime.

A seguito della cessione ulteriore di calore, i gas si raffreddano fino alla temperatura di

circa 100 °C ; tale livello termico costituisce elemento sul quale verrà svolto approfondimento in

merito alla valutazione delle implicazioni ambientali di cui al successivo Cap. 2.6.1.

2.5.2 I livelli termici e l’apporto di calore

Il recupero di calore attuato nel preriscaldatore è strategico per l’economia complessiva

della produzione di cemento (tipicamente “energy intensive”) e, proprio in funzione

dell’importanza dell’efficienza di tale recupero, le corrispondenti unità impiantistiche risultano

ottimizzate secondo criteri di scambio termico tra gas e farina ormai consolidati e “normalizzati”.

pag. 24


In altri termini, non sono riscontrabili significative differenze dei profili termici lungo la torre di

preriscaldamento della farina tra un impianto e l’altro.

A titolo indicativo, la seguente Figura 7 illustra i livelli termici che vengono raggiunti nei

vari stadi/cicloni della torre, nel calcinatore e nel forno rotante.

Figura 7- Livelli termici nel preriscaldatore

Per quanto riguarda il calore di reazione, pare sufficiente accennare che si possono

individuare reazioni esotermiche e reazioni endotermiche. Le prime sono associate alla fase di

sinterizzazione e cristallizzazione (quest’ultima sviluppantesi durante il raffreddamento del

clinker), mentre le seconde sono riscontrabili nella fase di fusione (contestuale alla

sinterizzazione) e alla calcinazione che, peraltro, richiede il massimo fabbisogno di calore.

Al riguardo, la Tabella 3 illustra lo schema delle reazioni nella formazione del clinker e i

corrispondenti calori di reazione, dalla quale si evince la forte incidenza della dissociazione del

calcare (2111 kJ/kgclinker) a fronte di un complessivo fabbisogno di 1747 kJ/kgclinker.

pag. 25


Tabella 3- Schema delle reazioni e calori di reazione nella formazione del clinker8

L’apporto termico deriva dai combustili che vengono introdotti in due bruciatori, il cui

posizionamento è indicato nella già citata Figura 6.

L’energia termica necessaria al processo viene dunque fornita sia dal bruciatore

principale, posto all’estremità del forno rotante (lato scarico clinker), sia dal bruciatore

secondario, posto alla base dello scambiatore termico a cicloni, in corrispondenza del calcinatore,

per aumentare il grado di decarbonatazione della farina prima del suo ingresso nel forno.

Il bruciatore principale opera ad una temperatura di circa 1800-2000 °C, mentre quello

secondario (detto anche “ausiliario”) opera a circa 1000-1200 °C. Tali temperature sono tali da

garantire i livelli termici ai quali deve essere portata la farina per dare luogo alle fasi più volte

descritte. In funzione di vari fattori, l’apporto termico del bruciatore secondario può arrivare a

determinare il 50-60 % del fabbisogno energetico totale della linea di cottura.

Ciò, anche in ragione dell’endotermicità della reazione di decarbonatazione/calcinazione

e, quindi, occorre compensare adeguatamente tale quota di calore per il mantenimento del livello

termico necessario alla stessa reazione.

In pratica, si raggiunge un equilibrio tale da mantenere costante la temperatura nel

calcinatore ai necessari valori di 850-900 °C per la decarbonatazione.

8 A.M. Radwan, Different possible way for saving energy in the cement production, Advances in Applied Science Research, 2012, 3 (2)

pag. 26


Considerando il già discusso valore del tempo di permanenza nel calcinatore (oltre 3 s) è

importante evidenziare che, a tali livelli di temperatura, corrispondono condizioni di processo in

grado di attuare la conversione termica dei composti organici, come peraltro viene indicato dalla

normativa tecnica che esplicita la necessità di mantenere temperature di 850 °C a tempi di

permanenza di 2 s al fine di dare luogo alla distruzione degli stessi composti.

La circostanza è strettamente pertinente la produzione di cemento, per la quale è

osservabile l’utilizzo di combustibili alternativi e/o rifiuti, quali coadiuvanti del complessivo

fabbisogno termico e che vengono introdotti, in condizioni ottimali per la conversione termica dei

composti organici.

Nondimeno, si rende opportuno, ai fini ambientali, l’installazione di sistemi di controllo

della temperatura in corrispondenza del calcinatore proprio per monitorarne con continuità i

valori e garantirne in tal modo il rispetto. Inoltre, sono riscontrabili sistemi di blocco

dell’alimentazione dei combustibili alternativi/rifiuti qualora non venissero verificati i livelli

termici necessari alla termodistruzione.

2.6 L’impatto ambientale associabile alla produzione di cemento

2.6.1 Considerazioni generali sulle specie inquinanti emesse e i criteri/tecniche per il

loro contenimento

Con riferimento al comparto atmosferico (oggetto specifico del presente studio) le specie

emissive associabili alla produzione di cemento sono costituite da:

− polveri;

− biossido di zolfo (SO2) ed altri composti dello zolfo;

− ossidi di azoto (NOx) ed altri composti dell’azoto;

− ossidi di carbonio (CO, COT),

− metalli e loro composti;

− HCl, HF;

− IPA;

− composti e microinquinanti organici (PCDD e PCDF).

pag. 27


In riferimento a quanto precedentemente sviluppato in chiave tecnologica, sotto il profilo

ambientale si ritiene opportuno enucleare, in via schematica, alcune considerazioni che si

traggono dalla disamina del processo

Allo scopo, ci si avvale della seguente figura che illustra i profili termici nelle varie unità

impiantistiche:

Figura 8- Profili di temperatura nel complesso forno, preriscaldatore, calcinatore (tratta da VDI 2094, 2003: "Emissionsminderung Zementwerke - Emission control Cement plants").

1) La fase gassosa si caratterizza per un elevato tempo di permanenza a temperature

elevate. Ciò consente la distruzione totale dei composti organici presenti nei

gas/fumi, anche grazie all’ambiente fortemente ossidante del sistema, peraltro

necessario in ragione di quelle che sono le esigenze di processo . Inoltre, come verrà

chiarito, si rilevano condizioni termodinamiche sfavorevoli alla formazione di cloro

derivati (PCDD e PCDF).

2) Analogamente, pure il materiale solido permane nel sistema ad elevate temperature,

dagli 850 °C, nel calcinatore per giungere ad un massimo di circa 1450 °C,

pag. 28


corrispondente alla fase di clinkerizzazione; ciò comporta un’elevata inerzia termica

del sistema, ossia la capacità intrinseca di mantenere adeguati livelli termici sia ai fini

produttivi che ambientali, anche in caso di improvvisa interruzione dell’alimentazione

di combustibili.

3) Si riscontra un ambiente basico, tale cioè da determinare la neutralizzazione dei gas

acidi (solforosi ed alogenati) attraverso meccanismi di adsorbimento sulla farina;

questi meccanismi sono inoltre favoriti dall’elevato rimescolamento tra il materiale

solido e i gas in ambiente alcalino; in pratica, il sistema preriscaldatore/calcinatore è

assimilabile ad uno “scrubber” a secco, ossia una tecnologia notoriamente applicata

per la rimozione degli ossidi di zolfo in fase gassosa; nel caso in oggetto, i composti

adsorbiti dalla farina rimangono inglobati nel clinker, come pure altri composti

soggetti a un ciclo di evaporazione-condensazione, senza alterarne le caratteristiche

tecnico-merceologiche.

4) In corrispondenza del sistema finale di filtrazione, si riscontrano temperature

dell’ordine del 100 °C, a seguito della cessione di calore dei gas nella fase di

macinazione della materie prime per diminuirne il tenore di umidità.

Sulla base di tali premesse, si passa quindi alla disamina delle varie specie inquinanti.

2.6.1.1 Polveri

Storicamente, le emissioni di polveri hanno costituito il principale aspetto ambientale

caratterizzante la produzione di cemento. Non a caso, altri settori industriali hanno mutuato

l’esperienza del settore cementiero per applicarne tecniche e metodologie.

Le caratteristiche delle polveri emesse dal ciclo produttivo del cemento sono riconducibili

alla natura delle materie prime impiegate (rocce di origine sedimentaria, carbonatiche e argillose)

ed essenzialmente costituite da silicati e silico-alluminati in parte vetrosi e in parte cristallini.

Analogamente, pure le componenti secondarie del cemento si caratterizzano per tale

composizione, con prevalenza della parte vetrosa, provenendo anch’esse o da rocce naturali

(materiali pozzolanici, pietra di gesso) oppure sono di provenienza industriale, laddove si fa

ricorso a semiprodotti quali, ad esempio, ceneri volanti o loppe d’altoforno.

Con eccezione delle materie prime che possono caratterizzarsi per un tenore di quarzo

maggiore del 2%, tutte le polveri connesse al ciclo produttivo possono classificarsi come

pag. 29


particolati non nocivi ai sensi della normativa ACGIH 9. Peraltro, analoga considerazione va fatta

per le polveri “da clinker”, costituito da una miscela di silicati bi-tricalcici, alluminati e allumino-

ferrito di calcio, non contenente silice libera.

Una particolarità delle polveri del ciclo produttivo del cemento è la loro dimensione.

Infatti, possono essere riscontrate granulometrie inferiori a 5 µm per le emissioni del forno di

cottura (60-95%). Per contro, le polveri derivanti dal raffreddamento del clinker si caratterizzano

per granulometrie decisamente superiori (20-85% per dimensione maggiore di 75 µm). Gli esposti

intervalli (come del resto anche la quantità di polveri emesse) riflettono indirettamente

l’incidenza che possono avere diversi fattori tra i quali vanno annoverati le materie prime,

l’evoluzione del processo, la tipologia di unità impiantistiche e così via.

Peraltro, le particelle più fini (< 10 µm) rappresentano non più del 30% del totale delle

polveri. Inoltre, va ricordato che i filtri a maniche sono in grado di intervenire su granulometrie

ben inferiori a 10 µm che, giusto per meglio comprendere, è il “target” medio di intervento

normalmente riscontrabile per depolveratori del tipo a “ciclone”, quindi apparecchiature che

offrono prestazioni di gran lunga minori rispetto a quelle denotabili nei filtri a tessuto.

Di fatto, non vi è dubbio che il contenimento delle polveri, specie considerando la

fattispecie delle polveri fini che possono prodursi dal ciclo produttivo, richiede un’attenta

valutazione in termini di scelta e dimensionamento dei presidi ambientali per garantirne

l’efficienza di abbattimento, l’affidabilità e una manutenzione adeguata.

Allo stato attuale, la tecnologia di riferimento è costituita dai filtri a tessuto che, sotto il

profilo ingegneristico, certamente non costituisce tecnologia particolarmente innovativa, giacché

si riconduce a ben noti principi delle operazioni di separazione gas/solido tipiche dell’industria di

processo.

Infatti, il principio di funzionamento si basa su meccanismi quali segnatamente impatto

inerziale, intercettazione e diffusione, a cui possono inoltre contribuire effetti elettrostatici e

gravitazionali. Trattasi di meccanismi del tutto noti e consolidati e che, per il fatto di agire

contestualmente - in funzione della dimensione delle particelle e della velocità del flusso gassoso -

danno luogo ad una molteplicità di azioni di cattura delle particelle tali da consentire il

raggiungimento di efficienze elevate, prossime al 100 %.

9 American Conference of Governmental Industrial Hygienists

pag. 30


Piuttosto, va evidenziato che tali unità hanno subito un continuo sviluppo, ponendosi al

vertice delle prestazioni dei cosiddetti “depolveratori” quanto ad efficacia e affidabilità in virtù

dell’affinamento di talune caratteristiche processo-impiantistiche.

Per esempio, il ricorso a fibre filtranti sempre più evolute in termini prestazionali e i

sistemi di pulizia delle stesse fibre, a fronte di una semplicità di esercizio che ne garantisce la

regolare conduzione. Ancora, si segnala l’accoppiamento tra l’unità di filtrazione degli effluenti

con scambiatori di calore per conseguire un beneficio diretto in termini di durata delle fibre, visto

che se ne può pregiudicare l’integrità qualora sottoposte a stress termici, in funzione del tipo di

materiale costituente le fibre.

Di fatto, per quanto attiene il contenimento delle polveri si può concludere che i filtri a

tessuto si configurano quale tecnologia di riferimento in grado di raggiungere prestazioni elevate.

Non a caso, essi vengono indicati in tal senso dalle B.A.T. come si avrà modo di discutere nel

seguito, laddove ne verrà verificata la rispondenza e l’attuazione nei confronti della Cementeria di

Vernasca.

Infine, come già discusso, è da considerare l’aspetto legato alle emissioni diffuse, ossia

quella serie di emissioni che non sono tecnicamente convogliabili.

Anche gli interventi per la mitigazione delle emissioni diffuse di polveri non costituiscono

novità in quanto si riconducono a tecniche di “ancillary technologies - good housekeeping” che, a

titolo generale ed esemplificativo, annoverano lo stoccaggio/movimentazione dei materiali in

ambienti chiusi, la pavimentazione, la pulizia e il lavaggio delle strade. Trattasi di interventi che

sono pure richiamati dalle B.A.T. a indicazione di una doverosa attenzione verso tale

problematica.

In via generale, possono essere individuati una serie di criteri operativi che possono

essere ricondotti alla minimizzazione di ogni possibile forma di dispersione, attraverso l’adozione

di sistemi opportuni di trasporto e stoccaggio dei materiali (stoccaggi in capannoni

completamente chiusi e coperti, silos, segregazione delle fasi di movimentazione dei vari materiali

in macchinari chiusi tenuti in depressione etc.)

Non certo ultima tra i requisiti per conseguire la minimizzazione delle dispersione delle

polveri, va infine citata un’efficace e sistematica opera di manutenzione delle diverse unità

impiantistiche associata al controllo delle regolari condizioni di esercizio.

pag. 31


2.6.1.2 Ossidi di zolfo

La presenza di tali ossidi nelle emissioni della cementeria è, in linea di principio,

riconducibile al tenore di "zolfo volatile" contenuto nelle materie prime e dall’apporto di zolfo da

parte dei combustibili. Per inciso, la SO2 rappresenta circa il 99% del totale egli ossidi di zolfo.

Per quanto riguarda le materie prime, esse giocano un ruolo fondamentale che incide

sulla quantità di zolfo che si libera durante il riscaldamento/cottura e darne luogo alla successiva

ossidazione.

In tal senso, il problema è dunque legato alla fonte di approvvigionamento delle stesse

materie prime, nel senso delle caratteristiche dei giacimenti dai quali vengono ricavate queste

ultime.

Generalmente, laddove il tenore di zolfo non è rilevante non si osservano problemi

particolari. Viceversa, laddove le materie prime ne denotano livelli significativi (dovuti alla

presenza di zolfo sotto forma organica o piritica) possono effettivamente svilupparsi emissioni di

SO2 non trascurabili.

Peraltro, in virtù delle caratteristiche di processo sulle quali ci si è già soffermati nel Cap.

2.5.2, la disponibilità di un ambiente decisamente basico (per la rilevante presenza di CaO) unita

alla presenza di una farina estremamente polverizzata e quindi caratterizzata da un’elevatissima

superficie specifica, si sviluppano fenomeni di adsorbimento chimico- fisico tali da “catturare” gli

ossidi di zolfo nella stessa farina.

Si realizza, in concreto, un effetto “autodepurante” delle emissioni dovuto a diversi

fenomeni di adsorbimento delle emissioni di SOx.

In particolare, gli ossidi di zolfo si combinano con i materiali alcalini dati dalla

decarbonatazione del calcare, tra cui principalmente l’ossido di calcio e gli ossidi di potassio e di

sodio.

Da tali combinazioni si formano i solfati corrispondenti che lasciano infine il ciclo

produttivo come costituenti del clinker, senza comprometterne la caratteristiche.

Schematicamente, le reazioni che sono coinvolte nel processo sopra indicato sono, per

l’ossido di calcio:

4221

2 CaSOCaOOSO →++

243221

2 COCaSOCaCOOSO +→++

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Per taluni aspetti, il procedimento è del tutto analogo a quello utilizzato negli impianti di

desolforazione dei fumi da processi combustivi, ove gli ossidi di zolfo sono neutralizzati con

reagenti a comportamento basico.

Sia pur con ovvie differenziazioni sotto il profilo chimico-fisico, si richiama la già invocata

analogia con i cosiddetti “scrubber”, poiché un forno PRS (e, in particolare, il sistema

preriscaldatore/calcinatore ove si manifesta il contatto tra gas e solido per la grande superficie di

scambio) si comporta, di fatto, come un sistema naturale di lavaggio dei gas “a secco”,

garantendo contenuti livelli emissivi di SO2.

Per inciso, va osservato che la peculiarità delle condizioni chimico-fisiche che si

determinano nella linea di cottura e la disponibilità di notevoli quantità di sostanze alcaline sono

tali da consentire rendimenti di rimozione persino maggiori di quelli riscontrabili nei tradizionali

impianti di desolforazione.

Infatti, l’esteso contatto che si realizza tra i fumi di combustione ed il materiale basico in

cottura sotto forma di farina, può assicurare una maggiore efficienza di captazione dei prodotti di

ossidazione dello zolfo.

Inoltre, il fenomeno di adsorbimento non è limitato alla sola zona di

cottura/preriscaldamento; esso prosegue nel molino del crudo, ove la materia prima viene

riscaldata a spese del calore sensibile ancora disponibile dai gas di cottura fuoriusciti dal

preriscaldatore, come pure nel depolveratore posto al termine della linea di gas.

Qui, infatti, si realizzano ulteriori meccanismi di adsorbimento con l’inglobamento degli

ossidi di zolfo nelle polveri raccolte dal filtro a tessuto che, come è noto, vengono ricircolate nel

processo, mescolandole alle materie prime, vistone le loro assimilabili caratteristiche chimico-

fisiche.

Il complesso dei fenomeni descritti è illustrato nella successiva Figura 9, tratta dal già

citato Bref di settore del maggio 2010.

pag. 33


Figura 9 - Ciclo dello zolfo

La figura consente di evidenziare ulteriori aspetti di interesse.

Al fine di ottenere un livello ancora più spinto dell’abbattimento degli ossidi di zolfo,

specie in condizioni di picchi e/o anomale condizioni di esercizio, sono comunque riscontrabili

sistemi aggiuntivi di trattamento delle emissioni con l’adozione di sistemi di iniezione di composti

tali da favorire ulteriormente i processi di adsorbimento di SO2 (vedasi in figura).

Allo scopo, sono utilizzabili ad esempio CA(OH)2 oppure NaHCO3 che vengono

generalmente stoccati in deposito dedicato e dosati sotto forma di polvere a granulometria molto

ridotta per aumentarne la superficie specifica e la reattività.

Tali sistemi trovano applicazione, doveroso rilevarlo, anche per il fatto che nel caso di

materie prime ricche di zolfo (organico/piritico) la liberazione di un tenore non trascurabile di

ossidi di zolfo può avvenire in prossimità della zona di introduzione della farina cruda,

generalmente collocata in corrispondenza del condotto dei gas sulla sommità del 4 ciclone (vedasi

Figura 7).

La combinazione di tale sistema con il controllo in continuo delle emissioni consente di

dosare all’occorrenza l’apporto del materiale basico adsorbente per garantire il rispetto dei livelli

emissivi.

pag. 34


In conclusione, si può dunque ritenere oggettivamente “marginale” il problema degli

ossidi di zolfo nell’ambito della produzione di cemento.

Certamente, alla mitigazione delle emissioni di SOx contribuisce in modo fondamentale

l’attenta conduzione ed ottimazione del processo secondo modalità e criteri di controllo che

attengono, come verrà successivamente discusso, alle tecniche di intervento primarie di cui alle

B.A.T.

2.6.1.3 Ossidi di azoto

Preliminarmente alla disamina della formazione e del contenimento dei composti in

questione, è opportuno introdurre nella discussione alcune considerazioni di carattere generale.

In primo luogo, non vi è dubbio come gli ossidi di azoto costituiscano la fonte emissiva più

rilevante del settore.

La loro produzione/formazione, sia pur riconducibile a una ben definita fenomenologia,

andrebbe analizzata anche in funzione del tipo di processo con il quale si produce il clinker.

Va infatti specificato che, oltre il ruolo fondamentale giocato dalla temperatura dei gas

combusti e dal tenore di ossigeno come chiarito nel seguito, sulla produzione degli ossidi di azoto

incidono numerosi altri fattori tra cui:

− la temperatura di fiamma, nonché il suo sviluppo spaziale;

− la geometria della camera di combustione;

− il contenuto e la forma chimica di azoto nel combustibile;

− il tenore di umidità;

− la cinetica delle reazioni e il tempo reso loro “disponibile”;

− la tipologia del bruciatore.

Un altro aspetto da evidenziare attiene alla specificità dell’impatto ambientale vero e

proprio. Ci si riferisce al fatto che gli ossidi di azoto prodotti dai fenomeni combustivi sono

essenzialmente costituiti dalla forma monossido (NO). In particolare, il monossido di azoto

costituisce circa il 95% del totale. La valenza di questa precisazione si configura nel fatto che i

valori che esprimono la qualità dell’aria, ai sensi di legge, vengono rapportati al biossido di azoto

(NO2), certamente la forma più pericolosa sotto il duplice profilo sanitario e ambientale. Peraltro,

il monossido può trasformarsi in NO2 attraverso una reazione di tipo catalitico e sulla quale

incidono fortemente le condizioni ambientali nelle quali avviene il trasporto e diffusione di tali

pag. 35


inquinanti. Tanto è vero che il biossido di azoto è considerato inquinante “secondario,” in quanto

derivante dall’inquinante “primario” NO.

Quanto meno su scala locale, la conversione è tutt’altro che totale, specie considerando

che anche il biossido di azoto può ridursi a monossido. Vale a dire, in altri termini, che il correlare

le emissioni di NOx con le corrispondenti immissioni di NO2 sul territorio costituisce elemento da

valutare con attenzione, pena il sovrastimare in modo ingiustificato gli effetti.

Quanto sopra specificato, si passa alla valutazione degli ossidi di azoto nella loro

generalità, individuandone due significative vie formazione. In tal senso, si possono distinguere

gli NOx in:

− NOx termico (Thermal NOx), dovuto alla reazione di quota parte dell’azoto presente

nell’aria di combustione;

− NOx da combustibile (Fuel NOx), in cui l’azoto reagente è quello presente nel

combustibile.

Considerate le elevate temperature di fiamma tipiche del processo di fabbricazione del

clinker da cemento, il primo meccanismo è di solito prevalente sull’altro.

Gli NOx termici si formano a temperature superiori a 1200°C ed implicano la reazione tra

le molecole di azoto ed ossigeno nell’aria di combustione; ciò avviene prevalentemente nella zona

di combustione del forno, ove si riscontrano le maggiori temperature di processo.

La quantità di NOx termico prodotto nella zona di combustione dipende sia dalla

temperatura della zona di combustione, sia dal livello di ossigeno (eccesso d’aria). Analoga

dipendenza è riscontrabile per la velocità di formazione.

Gli NOx da combustibile si formano dalla combustione dell’azoto contenuto nel

combustibile: l’azoto si combina con altri atomi di azoto a formare N2 o reagisce con l’ossigeno

dando così origine a NOx.

Nel precalcinatore la temperatura dominante oscilla intorno a 850÷900°C, valore non

sufficiente per formare significative quantità di NOx termico, ma non tale da impedirne la

formazione via combustibile. Analogamente, altri tipi di combustione secondaria del combustibile

nella zona di scarico gas, per esempio nella colonna ascendente dei forni con preriscaldatore in

sospensione o nella camera di calcinazione di un preriscaldatore a griglia, possono dare origine a

NOx da combustibile. In linea generale, pare quindi evidente che, per quanto prima considerato

(Cap. 2.5.2, pag. 24) relativamente all’introduzione nella zona di calcinazione del combustibile, la

scelta di quest’ultimo costituisce elemento strategico per contenere intrinsecamente la

pag. 36


formazione degli ossidi di azoto. E ciò, visto il crescente ricorso a combustibili alternativi/rifiuti

come peraltro indicato/suggerito dalle B.A.T. di settore, si traduce nella maggiore competitività (e

maggiore beneficio ambientale) di un rifiuto rispetto ad un altro. L’argomento è particolarmente

pertinente il caso di cui alla presente fattispecie e verrà approfondito nella parte dedicata alla

valutazione del CarboNeXT® (Cap. 4).

Come reso esplicito anche nelle più volte richiamate B.A.T., oltre le misure primarie tese

ad un controllo ottimizzato del processo, la mitigazione della formazione di NOx è conseguibile

attraverso:

− bruciatori Low-NOx;

− combustione multistadio, realizzata suddividendo la combustione tra il bruciatore e il

calcinatore;

− sistemi di abbattimento degli ossidi di azoto per riduzione selettiva (catalitica o non

catalitica).

Senza dare luogo ad approfondimenti eccedenti le finalità del presente studio, i cosiddetti

bruciatori Low-NOx sono bruciatori specificatamente progettati e realizzati per attuare i cosiddetti

criteri di “Air Staging” e “Fuel Staging”. In pratica, attraverso tali bruciatori si persegue la

riduzione della turbolenza della fiamma, il ritardo nella miscelazione tra il combustibile e l’aria,

per garantire zone ricche di combustibile e realizzare zone “riducenti”, mantenendo controllata la

temperatura di fiamma. Ciò consente, compatibilmente con le esigenze produttive (necessità

comunque di portare il materiale in cottura a 1450 °C), di contenere la formazione di NOx

termico.

La combustione multistadio è realizzata suddividendo in più aliquote l’apporto di

combustibile, coinvolgendo in tal senso la zona di calcinazione, al fine di determinare livelli termici

tali da attenuare la formazione degli ossidi di azoto, in ragione degli equilibri dipendenti dal

tenore di ossigeno e dai tempi di contatto, secondo il ben noto meccanismo di formazione

proposto da Zeldovich.

Certamente, il contenimento degli NOx nelle emissioni può raggiungere livelli più spinti

attraverso l’ulteriore adozione di specifiche tecniche di abbattimento che possono individuarsi nei

cosiddetti SNCR (Selective Non Catalytic Reduction) e SCR (Selective Catalytic Reduction).

Entrambe le tecniche basano la loro azione attraverso la reazione di particolari reagenti

azotati (urea o soluzione acquosa ammoniacale) con gli ossidi di azoto ma, come ben specificato

pag. 37


dalla denominazione, in un caso (SCR) si utilizza l’apporto di un catalizzatore, mentre negli

impianti SNCR avviene una reazione non regolata da catalizzatori.

Le reazioni che avvengono, rispettivamente per monossido e biossido di azoto, sono così

schematizzabili:

NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

2 NO2 + 4 NH3 + O2 → 3 N2 + 6 H2O

Per il vero, le due tecniche si differenziano non solo per l’apporto o meno dell’azione

catalitica, quanto piuttosto per il fatto che sull’una e l’altra incidono notevolmente le condizioni di

processo che, in alcuni casi, diventano particolarmente vincolanti per l’efficacia dello stesso

abbattimento/riduzione degli ossidi di azoto.

La cinetiche e le rese delle reazioni sopra riportate sono fortemente condizionate dalla

temperatura alla quale vengono fatte avvenire e le stesse reazioni richiedono ben definiti

intervalli di temperatura, stimabile tra gli 800° C e i 1000°C, per il loro pieno sviluppo. In breve, a

valori inferiori le cinetiche sono decisamente rallentate e le rese ne risentono fortemente, mentre

a valori superiori può diventare prevalente l’ossidazione del composto ammoniacale con

produzione ulteriore di ossidi di azoto (in particolare, monossido).

Considerando inoltre la peculiarità della produzione del cemento, nonché la relativa

maggiore compattezza e semplicità del processo SNCR, questo sistema trova decisamente

maggiori applicazioni nel settore di cui trattasi, non trascurando il fatto che la tecnica SCR non

viene considerata, nel gergo tecnico, ancora pienamente “matura” sia sotto il profilo tecnico che

in riferimento alla sua sostenibilità economica.

Circostanza questa particolarmente legata allo stesso concetto di B.A.T.

2.6.1.4 CO e COT

Il monossido di carbonio e il carbonio organico totale derivano, in linea di principio, da

incompleta combustione e/o dal contenuto di composti organici presente nelle materie prime.

Per quanto riguarda la prima, va subito chiarito che tale circostanza non ricorre nella

produzione del cemento poiché, come già evidenziato, la linea di cottura garantisce livelli termici,

condizioni fortemente ossidanti e tempi di permanenza tali da escludere pericolo di combustione

incompleta.

pag. 38


Viceversa, il contributo di CO e COT nelle emissioni di una cementeria può legarsi

all’apporto (peraltro variabile) del contenuto organico di materie prime, essenzialmente quelle di

natura argillosa che contribuiscono a formare la miscela “cruda”, ossia da avviare alla cottura.

In particolare, in corrispondenza del punto di alimentazione della farina negli stadi più

elevati della torre di preriscaldamento, la farina (ad una temperatura compresa tra i 150 °C ed i

250 °C) incontra una corrente di gas caldi a circa 500 °C, riscaldandosi repentinamente. In analogia

a quanto osservato per gli ossidi di zolfo, ciò può comporta una rapida evaporazione e una

parziale decomposizione delle sostanze organiche naturali presenti nelle materie prime,

determinandone l’emissione in atmosfera. Tali emissioni sono principalmente costituite da

idrocarburi saturi a basso peso molecolare (principalmente metano, etano, propano…) rilevabili

alle emissioni come segnale indifferenziato di COT.

In linea generale, certamente la scelta di privilegiare il basso contenuto di COT delle

materie prime di origine naturale (per quanto possibile, visto la dipendenza delle fonti di

approvvigionamento), delle materie prime seconde di origine industriale, dei sottoprodotti e dei

rifiuti eventualmente recuperati costituisce misura primaria e preventiva, in quanto giova a

determinare il contenimento intrinseco delle corrispondenti emissioni.

Giova altresì, in fase di esercizio, dare luogo al monitoraggio sistematico della

composizione della farina cruda per rilevare eventuali tenori eccedenti la “normalità”.

Va infine osservato che, nel caso specifico di forni da cemento che svolgono il

coincenerimento di rifiuti, per il CO non viene individuato un limite specifico 10 . Inoltre, tenuto

conto delle modalità di cottura della farina, si può affermare che le emissioni di COT sono

sostanzialmente indipendenti dall’utilizzo di rifiuti non pericolosi in parziale sostituzione dei

combustibili convenzionali.

2.6.1.5 Metalli

I metalli - e loro composti - sono introdotti nel ciclo produttivo tramite i combustibili (sia

convenzionali che alternativi) e le materie prime.

In sintesi, possono essere suddivisi in tre categorie, sulla base della loro tendenza a

trasferirsi in fase gassosa, ossia la loro “volatilità”:

10 vedasi Allegato 2 - p. 2.1 – Titolo III-bis della Parte IV del D.Lgs 152/2006, cosi come modificato dal D.Lgs 46/2014, sia dalla Direttiva 2000/76/CE (così come anche modificata dalla Direttiva 2010/75/CE, Allegato IV-Parte 4, p. 2) in materia di coincenerimento di rifiuti.

pag. 39


1) non volatili o refrattari: Ba, Be, Cr, As, Ni, V, Al, Ti, Ca, Fe, Mn, Cu, Ag;

2) semi-volatili: Sb, Cd, Pb, Se, Zn, K, Na;

3) volatili: Hg, Tl.

I non volatili restano nel ciclo e lasciano il forno rimanendo inglobati nel clinker, senza

produrre modifiche delle sue caratteristiche tecnico-merceologiche.

I semi-volatili sono parzialmente vaporizzati (sublimazione) nella zona di sinterizzazione e

la quota parte che passa in fase gassosa successivamente ricondensa sulla farina, sotto forma di

solfati e cloruri, nella zona di ingresso di questa nel forno, ove si riscontrano temperature

inferiori. In breve, ciò comporta l’instaurarsi di un ciclo (definito in gergo, “interno”) nel sistema,

tramite fenomeni continui di evaporazione e condensazione che tendono poi a giungere ad un

equilibrio tra ingresso (attraverso le materie prime e i combustibili) e uscita (attraverso il clinker

prodotto).

I metalli volatili condensano sulle particelle di materia prima in zone a temperature

inferiori a quelle precedenti. In funzione dei livelli termici che si determinano nell’esercizio, tale

condensazione può avvenire nelle zone fredde della camera di calcinazione, nel preriscaldatore o,

ancora, nel molino della miscela cruda.

Considerato che gli effluenti vengono trattati attraverso sistemi di depolverazione e le

polveri raccolte vengono reintrodotte nella farina, viene quindi a formarsi nuovamente un ciclo

che può essere sia “esterno” (per semplificare, in quanto al di fuori del forno), che “interno”.

Pertanto, le concentrazioni di metalli rilevabili al camino sono proporzionali al contenuto

degli stessi nei combustibili e nelle materie prime, fatto salvo un fattore di captazione che è

funzione della volatilità relativa.

In definitiva, per questi parametri la miglior tecnica disponibile coincide pertanto con

quella per il controllo delle polveri.

In altri termini, ne consegue che la miglior tecnologia disponibile (BAT) per l’abbattimento

di metalli non può che identificarsi con l’utilizzo di filtri a tessuto, come in precedenza discusso.

Resta da osservare che viene esclusa la possibilità di abbattimento della quota di metalli

estremamente volatili che può non condensare con il materiale particolato alle pur relativamente

basse temperature di esercizio del filtro. In questo caso si rende opportuna un’accurata selezione

delle materie prime e dei combustibili utilizzati per conseguire indiretto controllo preventivo dei

livelli emissivi.

pag. 40


In ogni caso, la delicatezza della questione ambientale e sanitaria impone di approfondire

ulteriormente il tema del rilascio di metalli dalla cementeria.

Allo scopo, verrà fatto riferimento al mercurio, del quale son ben note le caratteristiche di

pericolosità e il suo esame diventa particolarmente significativo, oltre che emblematico per i

metalli in genere, in quanto esso è l’elemento più volatile; quindi, più degli altri, in grado di

sfuggire parzialmente all’azione dei citati fenomeni “ciclici”.

Infatti, a causa della sua volatilità, il mercurio contenuto nelle materie prime passa in

forma gassosa nei primi stadi della torre di preriscaldamento, in presenza di temperature

comprese tra 200 °C e 700 °C. Subentra quindi un complesso di reazioni (omogenee ed

eterogenee), in cui il mercurio viene ossidato, legandosi preferibilmente con i cloruri. Il

composto più ricorrente è HgCl2 ma possono trovarsi altre forme.

L’insieme dei possibili meccanismi e dei possibili composti in cui si trova il mercurio è

rappresentato nella sottostante Figura 10.

Figura 10 - Ciclo del mercurio (VDZ gGmbH (Ed.): Activity Report 2009 – 2012. Düsseldorf, 2012)

In ogni caso, tutti questi composti risultano volatili e quindi possono dare luogo a cicli

interni ed esterni, secondo l’accezione prima introdotta; ne consegue, in breve, che si determina

una ripartizione del mercurio tra la quota che rimane nel clinker (sotto forma di silicati) e quella

che viene veicolata dai gas emessi. Su tale suddivisone incidono in misura rilevante la quantità

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iniziale di mercurio (attraverso le materie prime e i combustibili), i livelli termici e l’efficienza del

sistema di depolverazione, posto a valle della linea gas, prima dello sbocco al camino.

Infatti, ai fini emissivi, ciò che risulta di primaria importanza per il contenimento delle

emissioni di mercurio è la quantità di materiale che viene adsorbito sul materiale particolato

Tale fenomeno risulta tanto più accentuato quanto minore risulta la temperatura dei gas,

così favorendo il fenomeno di adsorbimento del mercurio da parte della fase solida.

Al riguardo, pare chiaro il trend della capacità di adsorbimento nei confronti della

temperatura dei gas di cui all’esempio riportato nella Figura 11, laddove si può notare come il

fenomeno di condensazione/adsorbimento sulla polvere sia fortemente condizionato dalla

temperatura dei gas. In particolare, i dati sperimentali e operativi cui si riferisce la figura

evidenziano che è sufficiente una temperatura di circa 130 °C per dare luogo alla

cattura/adsorbimento del mercurio in misura del 90% circa. Non a caso, tale valore coincide con

l’efficienza indicativa di rimozione del mercurio riscontrabile nella letteratura di settore.

Tenuto conto del profilo termico del gas che si raffredda fino a temperature dell’ordine

dei 100°C nel molino del crudo, pare quindi evidente come si denotino livelli termici tali spostare

l’equilibrio verso il fenomeno dell’adsorbimento e che, pertanto, quest’ultimo possa ritenersi

sufficientemente sviluppato.

Figura 11 - Andamento del grado di precipitazione in funzione della temperatura dei gas (VDZ, 2008, personal communication)

pag. 42


Può risultare utile, sotto il profilo tecnologico, richiamare sinteticamente alcune

indicazioni che provengono dalla letteratura di settore:

− gli impianti dotati di linee di cottura con torre di preriscaldamento e precalcinatore danno

luogo a valori emissivi inferiori a quelli conseguibili con altre tecnologie;

− gli impianti dotati di filtri a tessuto denotano livelli di mercurio nelle emissioni inferiori

rispetto agli impianti dotati di precipitatori elettrostatici (elettrofiltri); verosimilmente ciò

è dovuto al diverso funzionamento dei due sistemi, in quanto nel filtro a tessuto la

formazione del pannello di polvere sulle fibre (il cosiddetto “cake”) costituisce una

superficie ulteriore per il passaggio del mercurio sulle polveri.

Ulteriori spunti di riflessione vengono inoltre posti dal BRef di settore, laddove viene

indicato un livello emissivo (B.A.T. – A.E.L.) pari a 0,05 mg/Nm3 . In tal senso, pare significativo

osservare che lo stesso BRef riporta le misure di mercurio nelle emissioni di cementerie europee

di diverse nazionalità, alcune delle quali utilizzavano rifiuti in parziale (da 0 a oltre il 40%)

sostituzione dei combustibili tradizionali (quali oli e solventi esausti, pneumatici triturati, RDF

fanghi di depurazione essiccati, etc.). La media dei valori misurati si attesta a valori pari a 0,02

mg/Nm3. Tuttavia, il dato più rilevante si configura nel fatto che il livello emissivo di mercurio era

sostanzialmente indipendente dal fatto di utilizzare o meno rifiuti in sostituzione del combustibile.

L’argomento verrà ripreso nel prossimo Cap. 4.2.1 in riferimento alla valutazione dei livelli

emissivi con l’utilizzo di Combustibili Solidi Secondari.

In ogni caso, certamente la problematica generale delle emissioni di metalli costituisce

argomento che richiede attenzione e, in conclusione, le tecniche indicate dal BREF (nonché dalle

“B.A.T. Conclusions” e da altri studi scientifici11) si sostanziano in:

− scelta di materiali con un basso tenore di metalli, in particolare il mercurio;

− applicazione di un sistema di assicurazione della qualità per garantire le caratteristiche dei

rifiuti utilizzati in sostituzione delle materie prime;

− impiego di tecniche efficaci per la rimozione delle polveri;

− periodica estrazione dal processo di cottura delle polveri captate.

Ad esse occorre quindi fare riferimento, unitamente ad una condizione regolare di marcia

e al monitoraggio continuativo dei livelli emissivi, per conseguire adeguate e congruenti

prestazioni ambientali.

11 “Studio sulle sorgenti di emissione di mercurio e sull’efficacia delle misure di controllo, UNEP, 2010)

pag. 43


2.6.1.6 HCl e HF

Trattasi di composti acidi sotto forma gassosa che si generano all’atto della combustione e

la cui presenza è strettamente legata al tenore di cloruri e fluoruri presenti nelle materie prime

(pur costituendone una quota non rilevante, non superando normalmente lo 0,1%) oppure nel

combustibile.

Relativamente ai cloruri, essi reagiscono con gli alcali (Na, K) nel forno, con formazione di

cloruri alcalini che, in fase gassosa, abbandonano il forno e condensano nel preriscaldatore.

Quindi, essi ritornano al forno congiuntamente alla farina ma, a differenza dei solfati alcalini,

sublimano quasi completamente nella zona di cottura. Di fatto, si osserva una circolazione (cicli)

anche per tali composti che condensano completamente nel preriscaldatore, in particolare negli

stadi/cicloni più bassi, ove la temperatura non è più sufficiente a mantenerli allo stato gassoso,

formando depositi di notevole consistenza.

Di fatto, la presenza del cloro favorisce l'evaporazione dei composti volatili, perché,

combinandosi con essi, crea composti la cui temperatura di sublimazione è molto più bassa

(750÷950 °C); dunque, si può osservare una maggiore quantità di materiale che sublima rispetto a

quello che viene inglobato nel clinker, pur con esso allontanandosi.

In definitiva, una certa quota di composti volatili in riciclo condensa sulle pareti in

refrattario del preriscaldatore a cicloni e, continuando ad accrescersi, ne può modificare le sezioni

normali di passaggio, così disturbando i tiraggi, fino a quando per distacco si creeranno

intasamenti e perturbazioni alla marcia regolare del forno.

Le conseguenze sono del tutto rilevanti poiché si ha la formazione di vere e proprie

incrostazioni di natura collosa che, oltretutto, possono influire sulla stabilità di marcia del forno.

Tali formazioni, se non adeguatamente controllate, portano in primo luogo ad uno

sbilanciamento dello scambio di materia ed energia che si attua nel preriscaldatore. Infatti, la

presenza dei depositi/incrostazioni che si formano nei condotti e/o nei cicloni del preriscaldatore

altera le condizioni fluidodinamiche ideali per tali scambi.

In altri termini, si alterano le sezioni di passaggio come pure i valori di velocità di

passaggio dei gas e della farina che, per il buon funzionamento dei cicloni, devono invece essere

mantenuti costanti durante l’esercizio, per coniugare le esigenze di trasporto con la necessità di

dare luogo allo sviluppo coerente dei flussi ascendenti e discendenti.

pag. 44


In sintesi, il pericolo si configura sia nell’ intasamento dei cicloni e dei condotti, che nella

perdita di efficienza dello scambio termico con conseguente diminuzione del rendimento di

scambio e l’aumento dei consumi specifici.

Non solo, l’alterazione del funzionamento del preriscaldatore si ripercuote,

inevitabilmente, sulla stabilità di marcia del forno, ossia del requisito che, come pure richiamato

nei BRef di settore, costituisce condizione primaria per conseguire prestazioni ambientali ottimali.

Al fine di attenuare i fenomeni descritti, è del tutto usuale l’adozione di un by-pass per

deviare quota parte dei gas proveniente dal forno prima della loro entrata nel preriscaldatore,

misura secondaria spesso necessaria indipendentemente dalla co-combustione di combustibili

alternativi.

Ovviamente, la linea aggiuntiva deve essere opportunamente presidiata, in quanto tale

deviazione conduce al trascinamento di polveri che vanno appunto catturate per mezzo di

adeguato depolveratore.

Pare appena il caso di accennare che la quantificazione della parte di gas deviato non è

generalizzabile e tantomeno può essere fissata a priori, in quanto è strettamente legata ai

parametri di esercizio e, soprattutto alle condizioni “locali”, con ciò intendendo l’insieme dei

fattori (dalle materie prime ai combustibili, passando per la tipologie impiantistiche) il cui

equilibrio contribuisce a determinare l’ideale assetto impiantistico ed operativo.

Quale indicativo criterio riscontrabile in cementerie che ne sono dotate, l’apertura del by-

pass deve essere regolata in modo tale da ottenere un contenuto di cloro inferiore all’1% nella

farina calda in alimentazione al preriscaldatore.

Va in proposito osservato che l’attivazione del by-pass costituisce certamente una risorsa

per l’esercizio di impianto ma, se mai fosse il caso di precisarlo, va tenuto in conto il fatto che alla

deviazione di quota parte dei gas provenienti dal forno corrisponde una perdita di quota parte del

calore reso disponibile dagli stessi gas, parzialmente inficiando il contenimento della perdita di

calore dovuto all’irregolarità del preriscaldatore a seguito dell’instaurarsi delle incrostazioni .

La circostanza è peraltro ben nota agli operatori del settore che, proprio in virtù del fatto

di dover bilanciare i carichi termici, regolano la marcia dell’impianto in modo tale da attuare il

minimo dispendio di risorse. Di ciò, si trova indiretta conferma pure nelle “B.A.T. conclusions”

laddove, per il contenimento dei consumi energetici, viene indicata la limitazione nell’uso del by-

pass.

pag. 45


In ogni caso, l’attivazione del by-pass certamente non deve emancipare dalla regola

primaria per attenuare i fenomeni prima descritti, nel senso che risulta quanto mai opportuno

limitare, per quanto possibile, il contenuto di cloro nei materiali (sia come materia prima che

come combustibili) attraverso un loro adeguato e preventivo controllo.

Per quanto riguarda l’acido fluoridrico, tali composti non comportano le problematiche

sopra accennate ed è sufficiente rammentarne la presenza in ragione del contenuto di fluoro nelle

materie prime e/o nei combustibili.

In riferimento ai fenomeni di adsorbimento discussi per gli ossidi di zolfo, analoghe

considerazioni possono essere sviluppare per HCl e HF che, grazie alla presenza nel forno di

notevoli quantità di sostanze alcaline, vengono neutralizzate ed inglobate nel clinker sotto forma

di sali, nuovamente senza comportarne alterazione delle caratteristiche chimico-fisiche e

merceologiche, secondo il seguente schema generale di reazioni:

OHCaXCaOHX2 22 +→+

OHCOCaXCaCOHX2 2223 ++→+

In definitiva, le tecniche per contenere le emissioni di HCl e HF si riconducono alla scelta di

materie prime, combustibili e rifiuti con basso tenore rispettivamente di Cloro e di Fluoro.

2.6.1.7 Idrocarburi Policiclici Aromatici (I.P.A.)

Per questo tipo di inquinanti, l’unica sorgente potenziale si configura nel forno di cottura.

Peraltro, trattasi di composti organici altobollenti che si possono generare dalla

incompleta degradazione dei combustibili o, in minor misura, del contenuto carbonioso di alcune

materie prime per difettosa combustione:

Sotto questo profilo valgono pertanto le considerazioni già sviluppate per CO e COT in

riferimento al fatto che all’interno della linea di cottura, in particolare nel forno, sono riscontrabili

condizioni fortemente ossidative e un’elevata temperatura.

Le condizioni di combustione presenti per necessità tecnologiche in un forno da cottura

per clinker da cemento, risultano quindi ottimali per dare luogo a emissioni decisamente

contenute, di cui è comunque certamente auspicabile il controllo tramite monitoraggio.

pag. 46


Gli I.P.A. non costituiscono comunque un problema per il settore produttivo del cemento

e, non a caso, per essi non vengono indicate tecniche particolari nell’ambito delle “B.A.T.

Conclusion”.

2.6.1.8 Diossine e furani

Notoriamente, con tali termini viene indicato un numero elevato di specie (n. 75 le

Diossine e n. 135 i Furani) con caratteristiche, quanto alla loro incidenza ambientale,

estremamente diversificate sia in termini di effetti che di intrinseca tossicità, dovute ai diversi

tempi di vita media delle varie specie a alla loro persistenza nell’ambiente.

Per questo motivo, viene fatto riferimento alla specie ritenuta più tossica (2,3,7,8 TCDD) e

l’insieme delle sostanze viene valutato sulla base tossicità equivalente (TEQ).

Le famiglie dei Policlorodibenzodiossine e dei Policlorodibenzofurani, solitamente indicati

come PCDD e PCDF, sono costituite da molecole complesse che si formano in processi chimici

industriali. In linea teorica, esse possono generarsi nella quasi totalità dei processi di

combustione, a partire da molecole organiche a base aromatica in condizione di parziale

ossidazione. Tra i requisiti per la loro formazione, rientrano la presenza di apportatori di cloro

(precursori cloro-aromatici), la presenza di agenti catalizzatori (Cu e Fe) oltre a condizioni

favorevoli di temperatura e tempi di permanenza.

In particolare, PCDD e PCDF si formano al di sopra di 300 °C e risultano stabili fino a circa

700. A temperature dell’ordine dei 750°C (e oltre) si innescano reazioni di trasformazione che

portano alla distruzione di tali composti.

Tale processo di distruzione è fortemente condizionato, come del resto lo sono i processi

di conversione termica di composti, dai livelli termici, dalla cinetica di reazione e dalle condizioni

fluidodinamiche del sistema.

In concreto, la conversione di PCDD e PCDF è favorita dalla temperatura, dal tempo di

residenza e dalla turbolenza. Indicativamente, ad una temperatura di 900 °C e un tempo di

residenza di 1,5 secondi, oltre il 90 % di PCDD e PCDF viene decomposto. Ovviamente, adeguate

condizioni fluidodinamiche (sviluppo della turbolenza) favoriscono lo sviluppo completo della

reazione di decomposizione/distruzione.

Va osservato che, oltre la via di formazione prima indicata (coinvolgenti reazioni in fase

gassosa), i composti di cui trattasi possono originarsi anche per altre due vie, sintetizzabili in

pag. 47


reazioni di condensazione dei precursori in fase gassosa su materiale particolato e il processo

“sintesi de-novo”.

In breve, la prima via pare ragionevolmente escludibile nella produzione di cemento in

quanto coinvolgente reazioni eterogenee del tutto sfavorite rispetto al processo di distruzione

prima descritto.

Altresì escludibile la presenza di diossine nelle emissioni per sintesi de-novo, nuovamente

coinvolgente reazioni eterogenee. Essa può essere sintetizzata nella “riformazione” di PCDD

durante il raffreddamento (nell’intervallo 250-400 °C) attraverso reazioni eterogenee tra

materiale particellare carbonioso e apportatori di cloro, in presenza di agenti catalizzanti.

Peraltro, tale fenomeno richiede la compartecipazione di altri fattori per il suo sviluppo, tra cui

nuovamente elevati tempi di permanenza in funzione della peculiarità cinetiche.

Considerando che i gas in uscita dal preriscaldatore a cicloni subiscono un raffreddamento

rapidissimo (circa 1 s per passare da 1100 °C a 250-300 °C) è, quindi, del tutto ragionevole

escluderne la presenza nelle emissioni.

Prova ne sia che il BRef di settore, nell’indicare la necessità di attuare il raffreddamento

rapido degli effluenti a temperature inferiori a 200 °C, unitamente alla diminuzione del tempo di

permanenza e del tenore di ossigeno, specifica che tali tecniche sono opportune per forni

“lunghi”, ossia senza preriscaldatore. Diversamente, gli impianti dotati delle più moderne linee di

cottura integrate con sistema di preriscaldamento soddisfano intrinsecamente a tali requisiti

Nuovamente, non si ravvisano quindi interventi particolari per le specie inquinanti, se non

il controllo puntuale attraverso monitoraggio nonché la scelta e il controllo dei materiali (materie

prime, rifiuti e combustibili) per limitare la presenza di composti volatili.

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3 LA CEMENTERIA DI VERNASCA

3.1 Lo stabilimento e l’attività produttiva

La Cementeria è ubicata nel territorio della Val d’Arda. Costruita nel 1930, essa ha subito

evolutivi interventi di ammodernamento nel tempo per giungere ad una radicale trasformazione

del ciclo produttivo attraverso l’adozione (nel 1993) della tecnologia più evoluta, ossia forno con

asservita torre di preriscaldamento, tuttora indicata tra le tecniche produttive di riferimento per il

conseguimento di ottimali prestazioni produttive ed ambientali.

La capacità produttiva è pari a circa 900.000 t/a di clinker che corrispondono, al netto dei

giorni previsti per la manutenzione programmata, a circa 2800 t/g.

L’articolazione del processo produttivo può essere schematizzato attraverso una serie di

fasi così identificabili:

− ricevimento e deposito materie prime per la preparazione della miscela cruda;

− frantumazione materie prime (marna, calcare, correttivi,etc);

− macinazione della miscela cruda;

− omogeneizzazione della farina con controllo a raggi X;

− forno di cottura clinker;

− deposito e spedizione clinker;

− ricevimento e macinazione combustibile solido in pezzatura;

− ricevimento e deposito correttivi per cementi;

− macinazione cemento;

− deposito cemento;

− spedizione cemento sfuso;

− insacco e spedizione cemento in sacchi.

Completano l’attività dello stabilimento i servizi generali e i servizi ausiliari di impianto.

Visti gli scopi del presente studio, per economia espositiva ci si soffermerà segnatamente

sule caratteristiche della sezione di cottura della farina (e delle unità ad essa operativamente

connesse) laddove, ad elevata temperatura, avviene la sinterizzazione della miscela generatrice di

partenza, attraverso una serie di reazioni tra i componenti della farina stessa, dando luogo alla

formazione dei minerali costituenti il clinker.

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Nel suo complesso, il processo di cottura (o, anche, la linea di cottura) si sviluppa per

mezzo di tre unità impiantistiche ben definite:

1) torre di preriscaldamento a 5 stadi di cicloni sovrapposti, con calcinatore tipo AS-MSC, ove

si svolge la funzione di preriscaldo e la decarbonatazione (parziale) della farina cruda; la

farina – preventivamente dosata - viene immessa dall’alto, così incontrando in

controcorrente i gas caldi provenienti dal forno rotante; successivamente i gas vengono

avviati alla fase di macinazione della farina conseguendo il suo essiccamento;

2) forno rotante (diam. 3,95 m x 58 m), nel quale si completa la fase di decarbonatazione

della farina che, portata a circa 1450°C, viene sinterizzata per formare il clinker;

3) raffreddatore a griglia (Repol RS 3121-2) che consente di raffreddare rapidamente il

clinker in uscita dal forno attuando uno scambio diretto tra lo stesso clinker e aria

atmosferica.

Il combustibile necessario alla cottura viene immesso nei bruciatori posti nella parte

terminale del forno rotante (lato scarico clinker) per circa il 50%, mentre il restante 50% nel

calcinatore.

Come aria secondaria e/o terziaria di combustione viene utilizzata, in parte, quella

impiegata per il raffreddamento del clinker che, in virtù di tale operazione, si rende disponibile a

circa 800° C.

Per quanto riguarda i presidi ambientali posti a controllo delle emissioni derivanti dalla

complessiva sezione di cottura si segnalano:

− due filtri a maniche per l’abbattimento delle polveri;

− il sistema di riduzione selettiva non catalitica (SNCR), con iniezione controllata di urea in

soluzione acquosa (tenore 42%) per l’abbattimento delle emissioni degli ossidi di azoto.

Risulta, inoltre, presente un sistema di addizione di idrossido di calcio nel canale di

ingresso della farina per il contenimento ulteriore degli ossidi di zolfo, durante la marcia diretta, al

fine del costante rispetto dei limiti emissivi. Come già osservato in precedenza, il processo si

sviluppa attraverso la reazione tra gli stessi ossidi e la calce nel preriscaldatore, dando luogo a

prodotti (solfiti e solfati) che vengono poi inglobati nel clinker.

Va osservato che l’articolazione dell’insieme fase di cottura – macinazione farina e

raffreddatore clinker - è congruente con l’obiettivo di massimizzare il recupero del contenuto

entalpico dei gas.

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Tale circostanza si traduce in un diretto beneficio in termini di salvaguardia delle risorse,

potendosi conseguire la diminuzione del fabbisogno termico complessivo e dunque una riduzione

dei combustibili necessari.

A tale proposito, i combustibili utilizzati nella Cementeria di Vernasca sono il polverino di

carbone, il combustibile denso/combustibile ad alta viscosità (CAV) e, saltuariamente, le farine

animali). Al fine di garantire idonee condizioni di combustione e la regolarità dell’esercizio, sono

installati bruciatori tali da poter essere contemporaneamente alimentati con i citati combustibili.

Il bruciatore principale è collocato in testa al forno rotante (lato scarico clinker), mentre il

bruciatore ausiliario si trova in corrispondenza del calcinatore.

Tutta la linea di produzione clinker e cemento viene esercita e controllata a distanza in

una sala centralizzata, presidiata in continuo dagli operatori che, nel caso di eventuali disfunzioni

e/o irregolarità di esercizio, possono intervenire tempestivamente per ripristinare regolari

condizioni di marcia dell’impianto.

Va osservato che, al pari dei parametri di processo, i parametri emissivi sono soggetti a

monitoraggio in continuo per controllare in ogni momento il livello delle emissioni e verificarne il

rispetto nei confronti dei limiti.

Infatti, come da prescrizioni della vigente A.I.A. per il controllo della sezione di cottura è

installato un sistema di monitoraggio in continuo delle emissioni (SME) di polveri, NOx, SO2, O2,

NH3, HCl, HF, CO, COT e portata volumetrica dell'effluente gassoso.

Il sistema, per il quale è applicata la norma EN 14181/2005 12, prevede la validazione,

acquisizione, visualizzazione dei dati e loro segnalazione in tempo reale agli operatori di eventuali

anomalie strumentali e/o di problematiche eventuali.

Con periodicità quadrimestrale, vengono inoltre anche campionate le emissioni di metalli

pesanti e microinquinanti organici (IPA, PCDD/PCDF, etc), con calcolo delle concentrazioni medie

relative a tre prelievi di 8 h/cad.

Conformemente al Piano di Monitoraggio e Controllo previsto dall’A.I.A, i dati emissivi

rilevati dallo SM.E. sono resi disponibili in tempo reale, per via telematica, all’Organismo di

controllo (ARPA) e agli stakeholder.

12 “Emissioni da sorgente fissa - Assicurazione della qualità dei sistemi di misurazione automatici” (cfr. Quality Assurance Level 1,2,3 e Annual Surveillance Test)

pag. 51


3.2 Le emissioni della Cementeria di Vernasca

3.2.1 Identificazione delle sorgenti emissive

Come da inquadramento metodologico di cui al precedente Cap. 2.6.1.1, possono essere

individuate due tipi di emissioni in atmosfera:

– emissioni convogliate;

– emissioni diffuse.

Le prime sono riconducibili alle seguenti fasi operative:

– Essiccazione e macinazione crudo.

– Trasporto e stoccaggio farina.

– Estrazione farina, alimentazione e cottura.

– Scarico forno.

– Stoccaggio e distribuzione clinker.

– Macinazione cemento.

– Trasporto e stoccaggio cemento.

– Insacco cemento.

– Carico cemento sfuso.

– Stoccaggio e macinazione carbone.

Per il quadro emissivo, si rimanda all’elenco completo dei punti di emissione, con

indicazione dei valori emissivi, autorizzati con A.I.A. rilasciata con Determinazione Dirigenziale

della Amministrazione della Provincia di Piacenza n. 367 del 27/02/2014, ripresa nella nuova

richiesta di modifica della stessa A.I.A., inoltrata dalla Società Buzzi Unicem in data 19 dicembre

2014.

Va precisato che, rispetto a tale quadro, alcune emissioni non sono state attivate

(Emissioni 27,28 e 38), ovvero non sono state installate (Emissioni E9, E18, E24).

Vanno inoltre citate altre fonti emissive convogliate, meno significative, derivanti da

caldaie per riscaldamento dell’olio diatermico e per usi civili (servizi, riscaldamento locali etc).

Relativamente alle emissioni diffuse di polveri, esse sono connesse alle operazioni di

stoccaggio e movimentazione dei materiali e dei combustibili solidi, dalla loro comminuzione,

dalle operazioni di confezionamento del prodotto, nonché dalle operazioni di

trasferimento/spedizione del clinker e del cemento che vengono svolte in stabilimento.

pag. 52


Le emissioni convogliate più significative sono relative alla captazione delle polveri per il

“forno +mulino” (Emissione E8) e quelle del raffreddatore (E8b), convogliate in un unico camino.

Per l’abbattimento sono installati sistemi di filtrazione a maniche/tessuto, in grado quindi

di soddisfare le indicazioni dello stato dell’arte, secondo quanto prima specificato.

Tutte le polveri captate da tali presidi ambientali sono reimmesse nel ciclo produttivo,

subito a valle dei rispettivi punti di captazione.

Le altre forme di inquinanti sono unicamente presenti nelle emissioni della linea di cottura

e, ai sensi dell’A.I.A., esse sono identificabili nelle seguenti specie:

– Ossidi di azoto (NO2)

– Ammoniaca (NH3)

– Ossidi di zolfo (SO2)

– Acido cloridrico (HCl)

– Acido fluoridrico (HF)

– Composti organici (COT)

– Monossido di carbonio (CO)

– Hg

– Cd + Tl

– ∑As, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, V

– IPA

– PCB

– PCDD + PCDF

Per il dettaglio dei punti emissivi si rimanda all’Allegato 1 al presente elaborato, ove viene

riportato lo studio di impatto atmosferico della Cementeria.

Nello stesso allegato, viene pure riportato il quadro emissivo “reale”, ossia l’indicazione

dei valori dei vari inquinanti effettivamente emessi in base alle misure derivanti dal citato

monitoraggio in continuo (SME) posizionato in corrispondenza dell’emissione E8, cui pervengono

le emissioni del complesso forno-molino crudo-raffreddatore, nonché le misure derivanti dalle

campagne quadrimestrali di monitoraggio relative al 2013.

Quale sintetico ma significativo giudizio, i dati esprimono il pieno rispetto dei limiti

emissivi cui soggiace l’impianto di Vernasca ai sensi della citata A.I.A n. 367/2014.

pag. 53


3.3 Le nuove installazioni

Sulla base della documentazione esaminata, si evidenzia che il futuro assetto produttivo

comporterà l’installazione di due nuove unità di impianto:

1) sezione ricevimento, stoccaggio e alimentazione del CarboNeXT®;

2) sistema di by-pass del cloro.

3.3.1 Sezione ricevimento, stoccaggio e alimentazione del CarboNeXT®

L’impianto è stato progettato e dimensionato per garantire un utilizzo continuativo del

CarboNeXT®, regolato da sistemi “esperti” di controllo del dosaggio ponderale e di

comando/controllo in remoto delle operazioni di scarico.

Il lay-out impiantistico dell’unità è riportato nell’Allegato 2.

Sulla base dell’esperienza specifica maturata presso altre cementerie del Gruppo, sono

stati previsti dal progetto n. 3 stazioni di ricevimento. Tale numero di stazioni consegue

all’obiettivo di coniugare la massima flessibilità di esercizio, la continuità del recupero energetico

e gli investimenti connessi.

Il CarboNeXT® sarà conferito in Cementeria e movimentato a mezzo motrice e

semirimorchio chiuso, a pianale mobile con azionamento idraulico automatico, per lo scarico

diretto del materiale nella tramoggia, del tipo “depolverata”, della relativa “corsia. E’ prevista

l’installazione di depolveratore asservito (future emissioni E43-E44), al fine di eliminare ogni fonte

di polverosità diffusa e possibili spandimenti del prodotto nelle aree adiacenti.

Non è prevista la necessità di aree per lo stoccaggio interno, in quanto gli stessi rimorchi

assolveranno alla funzione di stoccare il materiale per il tempo necessario.

Poiché, a regime, si prevede un consumo di 7,8 t/h di CarboNeXT® , ogni semirimorchio ha

un’autonomia di alimentazione pari a 3 h e 45 min; ne consegue che un flusso continuo e costante

può essere garantito da almeno n. 3 semirimorchi “in scarico programmato”, relativo ad almeno

12 ore di esercizio della linea di cottura.

Va osservato che il progetto prevede la realizzazione di una quarta corsia,

subordinatamente all’individuazione del/dei Centri di produzione del CarboNeXT®, con l’obiettivo

di assicurare un consumo regolare di prodotto anche nei giorni festivi, tenendo anche in conto la

possibilità di anomalie e/o necessità manutentive di una stazione di ricevimento, criticità nella

pag. 54


logistica dei conferimenti, nonché Il temporaneo interscambio dei conferimenti tra le Cementerie

del Gruppo nei periodi di fermata programmata dei forni.

Per la movimentazione del prodotto, l’impianto di ricezione (collocato presso il

preriscaldatore a cicloni) si completa con sistemi di trasporto a coclea e trasportatori a catena.

L’impianto di dosaggio sarà costituito da due linee, per l’alimentazione del CarboNeXT® .

Ciascuna linea sarà costituita da sistema di estrazione a coclea dalla tramoggia depolverata di cui

sopra, nastro trasportatore - segregato in ambienti chiusi - dosati di sistema di pesatura per

mantenere costante, sugli stessi nastri, la quantità di prodotto, il cui dosaggio ai bruciatori (in

testa al forno e nel calcinatore) sarà regolato da rotocella.

L’alimentazione del CarboNeXT® viene attivata dalla sala controllo, esclusivamente

quando il forno è in condizioni di regime, cioè secondo parametri di temperatura, produzione e

consumo di combustibile principale prefissati e tali da garantire stabilità al processo e

combustione completa.

Tali condizioni operative possono essere così riassunte:

Parametro Valore

velocità esaustore forno > 15%

temperatura camera di transizione > 850 °C

portata farina > 70%

temperatura di fiamma del bruciatore principale > 1.100 °C

Tabella 4 - Condizioni operative di utilizzo del CarboNeXT®

Infine, si rileva che i due bruciatori esistenti verranno modificati (con l’aggiunta di un

canale ciascuno) per consentire l’alimentazione del CarboNeXT® .

3.3.2 Sistema di by-pass del cloro

Per quanto riguarda il by-pass del cloro, la sua funzione è già stata chiarita nel Cap. 2.6.1.6

(pag. 44) e, pertanto, qui è sufficiente richiamarne la funzionalità principale, ossia quella di evitare

gli effetti negativi dovuti alla circolazione di cloruri alcalini e di altri cloruri metallici, possibile

fonte di formazione di depositi/incrostazioni (fino all’interruzione dell’alimentazione nel

preriscaldatore, secondo procedura standardizzata per i casi più critici) ed alterare le condizioni

ottimali di esercizio del forno, oltre ad aumentare i consumi specifici.

pag. 55


Il by-pass del cloro viene quindi installato per attenuare l’insorgenza di questi fenomeni

indesiderati, attraverso il contenimento del contenuto di cloro a valori inferiori a 1% nella farina

calda in alimentazione al preriscaldatore. Tale è l’obiettivo della futura installazione prevista per

la cementeria di Vernasca, in linea con quello che è riscontrabile presso i cementifici dove è

riscontrabile analoga installazione.

Richiamando il flow sheet riportato nell’Allegato 3, dal punto di vista funzionale l’impianto

di by-pass cloro attuerà le seguenti operazioni:

1) spillamento, con apposita presa (2,9 x 1,8 m), di una frazione di gas combusti e polveri

all'ingresso del forno rotante, con velocità dei gas al prelievo inferiore a 8 m/s; in questo

punto, la temperatura dei gas spillati è tale che anche i composti di cloro sono allo stato

gassoso e, inoltre, la loro concentrazione nel gas è più elevata;

2) brusco raffreddamento dei gas prelevati (da 1500 a 8000 Nm3/h a temperature comprese

nell’intervallo 1000-1150 °C) fino a una temperatura di circa 200 °C; il raffreddamento

avverrà in una camera di raffreddamento (il cosiddetto "quenching" di volume circa 3 m3)

tramite immissione di aria a temperatura ambiente; comunque, l’operazione non

comporterà l’incremento della portata complessiva delle emissioni della linea di cottura

autorizzata in A.I.A. (E8: 400.000 Nm3/h) in condizioni di esercizio normale con marcia

combinata (forno + molino crudo);

3) trattamento dell’effluente (contenente composti condensanti sul materiale solido

trascinato dall’effluente gassoso) con depolverazione in un filtro a maniche in fibra di

vetro adatte per alte temperature (E45:- 65.000 Nm3/h) per la captazione della parte di

polvere molto ricca in cloro (0,4÷2,5%);

In riferimento al p.to 2, può essere interessante osservare che, mediamente, estraendo il

5% del gas esausto dal forno, si recupera circa il 90% dei cloruri. Inoltre, poiché il raffreddamento

è molto rapido (inferiore a 1 s) il cloruro contenuto nel gas si solidifica sotto forma di piccoli

cristalli di cloruri di potassio, arricchendosi nelle particelle più fini. A titolo esemplificativo, a 10

µm corrisponde una “concentrazione” del cloro in tali particelle di circa il 90%.

Peraltro, va ricordato chele particelle più fini (< 10 µm) rappresentano non più del 30%

del totale delle polveri. Inoltre, va ricordato che i filtri a maniche sono in grado di intervenire su

granulometrie ben inferiori a 10 µm.

In ogni caso, le polveri scaricate dal filtro verranno recuperate e trasportate con sistema

pneumatico al silo di stoccaggio, depolverato con filtro a maniche esistente (E54), per il successivo

riutilizzo come correttivo (in miscela con clinker) nella macinazione del cemento.

pag. 56


Tutta la nuova sezione impiantistica verrà gestito dal calcolatore di processo, nell’ambito

dei controlli di gestione e di sicurezza previsti nel ciclo produttivo della linea di cottura del clinker.

Per garantire il contenuto di cloro a valori inferiori a 1%, i progettisti della Società hanno

previsto, durante l’esercizio, un’apertura del by-pass in misura variabile tra 2 - 5 %. Il valore

corrisponde ad un’alimentazione di CarboNeXT® superiore a 2 t/h, sulla base di sperimentazioni

che la stessa Società ha disposto allo scopo, attraverso un progressivo aumento di cloro (dallo

0,5% fino a oltre l’1%) presente nelle farine animali.

Sempre secondo il progetto, la linea del by-pass sarà dotata di autonomo impianto di

depolverazione e le polveri da esso raccolte verranno riutilizzate direttamente nel ciclo

produttivo, per esse stimandone una quantità di circa 0,5 t/h con apertura del by-pass al 5%

In particolare, le polveri verranno utilizzate, in sostituzione del calcare, per la

formulazione di miscele cementizie in ottemperanza alla norma tecnica UNI EN 197-1.

Quale ulteriore spunto di riflessione, vanno richiamate alcune circostanze significative.

La prima si configura nell’esperienza che la Società Buzzi Unicem ha maturato, in quanto

già gestisce impianti provvisti di sistemi di by-pass. Ciò, quasi banale osservarlo, garantisce sulla

capacità di gestire al meglio tale sistema, specie ai fini energetici visto che, come già discusso,

l’apertura del by-pass può determinare una perdita di calore resa disponibile dai gas provenienti

dal forno.

Non solo, del sistema di by-pass ne è riscontrabile l’adozione in cementerie che

forzatamente devono approvvigionarsi di materie prime naturali (con riferimento agli scisti

argillosi) caratterizzate da elevato contenuto di cloro senza rilevare particolari problemi gestionali.

La seconda circostanza attiene al tema ambientale (successivamente approfondito), in

quanto l’esperienza acquisita negli anni in queste cementerie consente di poter disporre di

preziose ed oggettive informazioni per quanto riguarda i livelli emissivi, specie considerando che

nelle stesse cementerie l’utilizzo di combustibili non convenzionali costituisce pratica consolidata

con proficui risultati ed eccellenti prestazioni ambientali.

In buona sintesi, le campagne di monitoraggio eseguite su alcune cementerie del Gruppo

Buzzi Unicem13 dotate di by-pass e utilizzanti CCS-rifiuto hanno evidenziato valori emissivi

contenuti di metalli, microinquinanti organici, acido cloridrico e fluoridrico ad indicazione di una

13 Cementerie di Robilante e Barletta per un totale di 1740 ore di campionamento, periodo 2005-2013

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piena compatibilità, in generale, dell’utilizzo di combustibili non convenzionali e, in particolare,

dell’utilizzo del by-pass del cloro.

Relativamente al quadro emissivo che risulterà dalle nuove installazioni, si segnalano

quindi due nuove emissioni per la sezione relativa al CarboNeXT® (E43-E44).

SI segnala che le emissioni relative al molino cemento 2 (E27-E28) e al silo cemento 4

(E34) verranno eliminate, in quanto non è più prevista la realizzazione di questi impianti; invece,

verranno mantenute le emissioni già autorizzate derivanti dai filtri secondari, attualmente

connessi al trasporto clinker (E9, E18) e all’alimentazione molini cemento (E24), in quanto

potranno essere attivati a seguito della sistemazione del layout della Cementeria, con

l’introduzione degli impianti del CarboNeXT® e by-pass cloro.

Poiché il nuovo assetto impiantistico è stato considerato nell’ambito dello studio di

dispersione atmosferica (successivo Cap. 5), a tale parte dell’elaborato si rimanda per la

definizione del futuro quadro emissivo

3.4 Considerazioni di sintesi sull’assetto impiantistico ed emissivo

Ancorché il giudizio finale verrà successivamente espresso in una successiva parte del

presente elaborato, si ritiene opportuno anticipare alcune sintetiche considerazioni che possono

evidenziarsi sin d’ora per quanto riguarda l’assetto impiantistico della Cementeria di Vernasca in

riferimento allo stato dell’arte.

La Cementeria di Vernasca è perfettamente in linea con le più evolute indicazioni che

provengono dalla letteratura tecnico-scientifica di riferimento, tra cui, per sintesi espositiva, può

essere citato il BRef di settore.

Infatti, le unità impiantistiche, nonché i criteri con i quali esse vengono gestite,

rispondono pienamente ai requisiti di base delle tecnologie/tecniche più avanzate.

Prova ne sia, quale elemento sintetico di giudizio, il fatto che le emissioni misurate sono

decisamente inferiori a livelli autorizzati ai sensi della vigente Autorizzazione Integrata Ambientale

n. 367/2014 rilasciata dall’Amministrazione Provinciale di Piacenza.

Ciò si traduce, nei fatti, in un impatto ambientale contenuto e non superiore a quello

attuale, anzi per alcuni profili inferiore, come si avrà comunque modo di verificare ulteriormente

pag. 58


attraverso lo studio di dispersione atmosferica delle emissioni e la loro incidenza sulla locale

qualità dell’aria (successivo Cap. 5).

In ogni caso, già allo stato attuale si denota un adeguato assetto impiantistico ed emissivo

e il giudizio potrà essere integrato con la verifica formale e sostanziale della rispondenza della

Cementeria nei confronti delle B.A.T. di settore.

Il futuro utilizzo del CarboNeXT® è pienamente compatibile con l’assetto produttivo

esistente e consentirà di ottimizzarne le prestazioni sotto il duplice profilo produttivo-ambientale.

L’assunto di cui sopra si motiva non solo sulla base delle indicazioni provenienti dalla letteratura

tecnico-scientifica di settore ma, soprattutto, dalla significativa esperienza condotta dal Gruppo

Buzzi Unicem presso impianti analoghi a quello di Vernasca.

3.5 Verifica dell’applicazione delle B.A.T. per la Cementeria di Vernasca

Come prima richiamato, il confronto con le B.A.T. costituisce criterio prioritario per

verificare la congruenza tecnico-operativa della Cementeria di Vernasca.

Pertanto, è stato svolto confronto puntuale dello stato di attuazione delle stese B.A.T. con

riferimento al già citato documento dell’Unione europea, denominato “Decisione di esecuzione

della Commissione del 26 marzo 2013, che stabilisce le conclusioni sulle migliori tecniche

disponibili (BAT) per il cemento, la calce e l’ossido di magnesio, ai sensi della direttiva 2010/75/UE

del Parlamento Europeo e del Consiglio relativa alle emissioni industriali”.

Dal confronto è emerso che lo stabilimento di Vernasca è allineato con quanto esplicitato

dalla suddetta Decisione della Commissione Europea, avendone potuto riscontrare la puntuale

rispondenza e coerenza con le B.A.T. di settore che, vengono qui schematicamente richiamate in

coerenza alla numerazione e al testo originale:

1.1.1. Sistemi di gestione ambientale (Environmental management systems, EMS)

BAT 1 Per migliorare le prestazioni ambientali complessive delle unità tecniche/degli

impianti di produzione del cemento, della calce e dell'ossido di magnesio, le BAT relative

alla produzione devono consistere nell’attuazione e nel rispetto di un sistema di gestione

ambientale (EMS) che comprenda tutte le seguenti caratteristiche

i. impegno della direzione, compresi i dirigenti di alto grado;

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ii. definizione di una politica ambientale che preveda il miglioramento continuo

dell’impianto da parte della direzione;

iii. pianificazione e definizione delle procedure, degli obiettivi e dei traguardi necessari in

relazione alla pianificazione finanziaria e degli investimenti;

iv. attuazione delle procedure prestando particolare attenzione a:

a) struttura e responsabilità

b) formazione, sensibilizzazione e competenza

c) comunicazione

d) coinvolgimento dei dipendenti

e) documentazione

f) controllo efficiente dei processi

g) programmi di manutenzione

h) preparazione e reazione alle emergenze

i) verifica della conformità alla normativa in materia ambientale;

v. controllo delle prestazioni e adozione di misure correttive, prestando particolare

attenzione a:

a) monitoraggio e misurazione (cfr. anche il documento di riferimento sui principi generali

di monitoraggio)

b) azioni preventive e correttive

c) gestione delle registrazioni

d) attività di audit interno o esterno indipendente (laddove possibile) al fine di determinare

se il sistema di gestione ambientale si attiene alle modalità previste ed è correttamente

attuato e gestito;

vi. riesame da parte dell’alta dirigenza del sistema di gestione ambientale al fine di

accertarsi che continui ad essere idoneo, adeguato ed efficace;

vii. seguire gli sviluppi delle tecnologie più pulite;

pag. 60


viii. tenere in considerazione, durante la fase di progettazione delle unità tecniche nuove e

nel corso della loro vita operativa, gli impatti ambientali derivanti da un’eventuale

dismissione;

ix. applicazione periodica di analisi comparative settoriali

1.1.2 Rumore

BAT 2. Per limitare/ridurre al minimo le emissioni sonore prodotte dai processi di

fabbricazione del cemento, della calce e dell'ossido di magnesio, le BAT prevedono

l'applicazione combinata delle seguenti tecniche

Scelta di una sede adatta per le operazioni rumorose

Protezione delle aree delle operazioni/delle unità rumorose

Utilizzo di sistemi di isolamento dalle vibrazioni delle operazioni/unità

Utilizzo di rivestimenti interni ed esterni realizzati in materiali isolanti

Utilizzo di edifici insonorizzati in cui svolgere le operazioni rumorose che comportano l'uso

di apparecchiature di trasformazione dei materiali

Utilizzo di barriere antirumore e/o barriere naturali

Utilizzo di silenziatori sui camini di scarico

Impiego di canalizzazioni coibentate e ventilatori finali situati in edifici insonorizzati

Chiusura di porte e finestre delle aree coperte

Utilizzo di sistemi di isolamento adeguati per gli edifici in cui sono collocati i macchinari

Utilizzo di sistemi di isolamento acustico nelle aree non isolate, ad esempio installando

una paratia all'ingresso di un nastro trasportatore

Installazione di silenziatori sullo scarico dell’aria, ad esempio all’uscita dei gas puliti delle

unità di depolverazione,

Riduzione della velocità del flusso nei condotti

Utilizzo di sistemi di isolamento adeguati per i condotti

Realizzare il disaccoppiamento tra le fonti di rumore e i componenti che potrebbero

entrare in risonanza, ad esempio i compressori e i condotti

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Utilizzo di silenziatori per le ventole dei filtri

Utilizzo di moduli antirumore per i dispositivi tecnici (ad esempio, i compressori)

Utilizzo di protezioni in gomma per i mulini (evitando il contatto delle parti in metallo tra

loro)

Costruzione di edifici o collocazione di alberi e cespugli tra l'area protetta e le attività

rumorose

1.2.1 Tecniche primarie generali

BAT 3. Per ridurre le emissioni dai forni e garantire un uso efficiente dell'energia, le BAT

consistono nell’ottenere un funzionamento del forno stabile e costante, che avvenga

secondo parametri di processo vicini a quelli prefissati, attraverso le seguenti tecniche:

Ottimizzazione del controllo del processo, compreso il controllo automatico

computerizzato

Utilizzo di sistemi moderni costituiti da dosatori gravimetrici ed alimentatori di

combustibili solidi.

BAT 4. Per prevenire e ridurre le emissioni, le BAT consistono nello scegliere e controllare

accuratamente tutte le sostanze che vengono immesse nel forno. La scelta e il controllo

accurati di tutte le sostanze che vengono immesse nel forno contribuiscono a ridurre le

emissioni. Nella scelta di tali sostanze, è opportuno tenere conto della composizione

chimica delle sostanze e del modo in cui vengono immesse nel forno. Fra le sostanze

potenzialmente critiche rientrano le sostanze indicate nella BAT 11 e nelle BAT comprese

tra 24 e 28.

1.2.2 Monitoraggio

BAT 5. Le BAT prevedono che siano monitorati e misurati periodicamente i parametri di

processo e le emissioni e monitorate le emissioni in conformità alle norme EN pertinenti

ovvero, qualora tali norme non siano disponibili, alle norme ISO, nazionali o ad altre

norme internazionali al fine di garantire la presenza di dati di rilevanza scientifica

equivalente, compresi i dati seguenti:

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Misurazioni continue dei parametri di processo atte a dimostrarne la stabilità, quali

temperatura, tenore di O2 , pressione e portata

Monitoraggio e stabilizzazione dei parametri di processo fondamentali, ad esempio

miscela omogenea delle materie prime e alimentazione di combustibile, dosaggio regolare

e tenore di ossigeno in eccesso

Misurazioni continue di emissioni di NH3 in caso di utilizzo della tecnica SNCR

Misurazioni continue di polvere ed emissioni di polveri di NOx , SOx e CO

Misurazioni periodiche di PCDD/F e delle emissioni di metalli

Misurazioni continue o periodiche delle emissioni di HCl, HF e COT.

Misurazioni continue o periodiche delle emissioni di polveri

1.2.3 Consumo di energia e selezione del processo

1.2.3.1 Selezione del processo

BAT 6. Per ridurre il consumo di energia, le BAT prevedono che si utilizzi un forno per

processo per via secca con preriscaldamento multistadio e precalcinazione. In questo tipo

di impianto del forno, i gas di scarico e il calore residuo recuperato dall'impianto di

raffreddamento possono essere utilizzati per il preriscaldamento/la precalcinazione delle

materie prime di alimentazione prima che siano immesse nel forno, consentendo in tal

modo di conseguire risparmi significativi nel consumo di energia.

Applicabile alle nuove unità tecniche e alle modifiche sostanziali, in funzione del contenuto

di umidità delle materie prime.

Livelli di consumo di energia associati alle BAT per le nuove unità tecniche e gli

adeguamenti di rilievo delle unità tecniche, utilizzando un processo per via secca mediante

forno con preriscaldamento multistadio e precalcinazione

Processo Unità Livelli di consumo di energia associati alle BAT ( 1 )

Processo per via secca con preriscaldamento multistadio e precalcinazione

MJ/t di clinker

2900 – 3300 ( 2 ) ( 3 )

(1) I livelli non si applicano agli impianti che producono cemento speciale o clinker da

cemento bianco che richiedono temperature di processo notevolmente superiori in

base al disciplinare del prodotto. (2) In condizioni di esercizio normali e ottimizzati

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(escludendo, ad esempio, operazioni quali avvii e/o arresti). (3) La capacità produttiva

influenza la domanda di energia, in quanto capacità maggiori permettono di

conseguire risparmi energetici e capacità minori richiedono un maggior consumo di

energia. Il consumo di energia dipende altresì dal numero di stadi del preriscaldatore a

cicloni, laddove un maggior numero di stadi comporta un minor consumo di energia

del processo del forno. Il numero adatto di stadi del preriscaldatore a cicloni dipende

prevalentemente dal contenuto di umidità delle materie prime.

1.2.3.2 Consumo di energia

BAT 7. Per limitare/ridurre al minimo il consumo di energia termica, le BAT prevedono

l'applicazione combinata delle seguenti tecniche:

a) Utilizzo di impianti migliori e ottimizzati e funzionamento del forno stabile e

costante, che avvenga secondo parametri di processo vicini a quelli prefissati, attraverso le

seguenti operazioni:

I. Ottimizzazione del controllo del processo, compreso il controllo automatico

computerizzato

II. Utilizzo di sistemi moderni di dosatori gravimetrici ed alimentatori di combustibili

solidi

III. Preriscaldamento e precalcinazione nella misura possibile, tenendo conto della

configurazione del sistema di forno esistente

b) Recupero del calore in eccesso dai forni, soprattutto dalla loro area di

raffreddamento. In particolare, il calore in eccesso dai forni ottenuto dall'area di

raffreddamento (aria calda) o dal preriscaldatore può essere utilizzato per l'essicazione

delle materie prime

c) Applicazione del numero adeguato di stadi dei cicloni relative alle caratteristiche e

alle proprietà delle materie prime e dei combustibili utilizzati

d) Utilizzo di combustibili con caratteristiche tali da influenzare positivamente il

consumo di energia termica

e) Nel sostituire i combustibili tradizionali con i combustibili derivati dai rifiuti, utilizzo

di sistemi di forni per il cemento ottimizzati e adatti alla combustione dei rifiuti

f) Riduzione al minimo dei flussi nel sistema di bypass

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Numerosi fattori influenzano il consumo di energia degli impianti moderni di forni, quali le

proprietà delle materie prime (ad esempio, contenuto di umidità, attitudine alla cottura),

l'utilizzo di combustibili che presentano proprietà diverse, nonché l'utilizzo di un sistema di

bypass per i gas. Inoltre, la capacità produttiva del forno influenza la domanda di energia.

Tecnica 7c: il numero adatto di stadi dei cicloni per il preriscaldamento è determinato dal

volume e dal contenuto di umidità delle materie prime e dei combustibili che devono

essere essiccati dal calore residuo degli effluenti gassosi in quanto le materie prime locali

si differenziano notevolmente in termini di contenuto di umidità e attitudine alla cottura.

Tecnica 7d: nell'industria cementiera è possibile utilizzare combustibili tradizionali e

ottenuti dai rifiuti. Le caratteristiche dei combustibili utilizzati, quali un potere calorifico

adeguato e un basso contenuto di umidità, esercitano un'influenza positiva sul consumo di

energia specifico del forno.

Tecnica 7f: la rimozione delle materie prime calde e del gas caldo comporta un consumo di

energia specifico più elevato di circa 6 – 12 MJ/t di clinker per punto percentuale di gas

rimosso all'ingresso del forno. Pertanto, ridurre al minimo l'utilizzo di un sistema di bypass

per i gas può avere effetti positivi in termini di consumo di energia.

BAT 8. Per ridurre il consumo di energia primaria, le BAT devono valutare la possibilità di

ridurre il contenuto di clinker nel cemento e nei prodotti a base di cemento.

La riduzione del contenuto di clinker nel cemento e nei prodotti a base di cemento è

possibile grazie all'aggiunta di filler e/o additivi, quali scorie d'altoforno, calcare, ceneri

volanti e pozzolana nella fase di macinazione in conformità alle norme pertinenti

applicabili nell'industria del cemento.

BAT 9. Per ridurre il consumo di energia primaria, le BAT devono valutare la possibilità di

utilizzare impianti di cogenerazione/produzione combinata di calore e elettricità.

Nell'industria del cemento è possibile impiegare impianti di cogenerazione per la

produzione di vapore e di elettricità o impianti di produzione combinata di calore e

elettricità mediante il recupero del calore residuo dall'impianto di raffreddamento del

clinker o dai gas effluenti del forno utilizzando i processi tradizionali del ciclo del vapore o

altre tecniche. Inoltre, il calore in eccesso può essere recuperato dall'impianto di

raffreddamento del clinker o dai gas effluenti del forno per il teleriscaldamento o altre

applicazioni industriali.

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BAT 10. Per limitare/ridurre al minimo il consumo di energia elettrica, le BAT prevedono

l'utilizzo di una delle seguenti tecniche o di una loro combinazione:

Utilizzo di sistemi di gestione dell'energia elettrica

Utilizzo di apparecchiature di macinazione e altri apparecchi elettrici ad alta efficienza

energetica

Utilizzo di sistemi di monitoraggio perfezionati

Riduzione di infiltrazioni di aria falsa nel sistema

Ottimizzazione del controllo del processo

1.2.4 Utilizzo dei rifiuti

1.2.4.1 Controllo della qualità dei rifiuti

BAT 11. Per garantire le caratteristiche dei rifiuti da utilizzare come materie prime e/o

combustibili nel forno da cemento e ridurre le emissioni, le BAT prevedono l'applicazione

delle seguenti tecniche:

Applicazione di sistemi di assicurazione della qualità per garantire le caratteristiche dei

rifiuti e per analizzare i rifiuti da utilizzare come materie prime e/o combustibile nel forno

da cemento I. qualità costante II. criteri fisici, ad esempio formazione di emissioni,

pezzatura, reattività, attitudine alla combustione, potere calorifico III. criteri chimici, ad

esempio tenore di cloro, zolfo, metalli alcalini, fosfati, nonché di altri metalli da

considerare

Controllo dei rifiuti da utilizzare come materie prime e/o combustibile nel forno da

cemento relativamente al valore quantitativo dei parametri di interesse, ad esempio cloro,

metalli da considerare (tra cui cadmio, mercurio, tallio), zolfo, contenuto totale di alogeni

Applicazione di sistemi di assicurazione della qualità per ciascun carico di rifiuti

Diversi tipi di rifiuti possono sostituire le materie prime e/o i combustibili fossili

nell'industria di produzione del cemento, contribuendo in tal modo al risparmio di risorse

naturali.

pag. 66


1.2.4.2 Rifiuti alimentati al forno

BAT 12. Per garantire un trattamento adeguato dei rifiuti da utilizzare come combustibile

e/o materie prime nel forno, le BAT prevedono l'applicazione delle seguenti tecniche:

a) Utilizzo di punti di alimentazione dei rifiuti al forno che permettano di ottenere

temperature e un tempo di permanenza in forno adeguati in funzione delle

caratteristiche progettuali e operative del forno

b) Alimentazione di rifiuti in sostituzione delle materie prime, contenenti componenti

organici che si possano volatilizzare nelle zone dell'impianto del forno con

temperatura sufficientemente elevata a monte della zona di calcinazione

c) Controllo del processo in modo tale che la temperatura dei gas risultanti dal

coincenerimento dei rifiuti venga innalzata in maniera omogenea, anche nelle

condizioni più sfavorevoli, a 850 °C per 2 secondi

d) Innalzamento della temperatura a 1100 °C se nel processo si effettua il

coincenerimento di rifiuti pericolosi con un tenore di composti organici alogenati,

espressi come cloro, superiore all'1 %

e) Alimentazione dei rifiuti in modo continuo e costante

Ritardo o interruzione del coincenerimento dei rifiuti in concomitanza con operazioni quali

avvii e/o arresti quando non sia possibile raggiungere temperature e tempi di permanenza

adeguati, indicati alle lettere a) e d) precedenti

1.2.4.3 Gestione sicurezza rifiuti pericolosi in sostituzione delle materie prime

BAT 13. Le BAT prevedono l'applicazione di sistemi di gestione della sicurezza nelle fasi di

stoccaggio, manipolazione, alimentazione di rifiuti pericolosi in sostituzione delle materie

prime, ad esempio ricorrendo ad un approccio basato sui rischi in funzione dell'origine e

della tipologia dei rifiuti per l'identificazione, il controllo, il campionamento e le prove sui

rifiuti da utilizzare nel processo.

1.2.5 Emissioni di polveri

1.2.5.1 Emissioni di polveri diffuse

pag. 67


BAT 14. Per ridurre al minimo/evitare le emissioni di polveri diffuse provenienti da

operazioni che generano polvere, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle seguenti tecniche

o di una loro combinazione:

a) Utilizzo di un assetto semplice e lineare del sito dell'installazione (solo nuovi

impianti)

b) Protezione/chiusura delle aree delle operazioni che generano polvere, quali

macinazione, vagliatura e mescolamento

c) Copertura di nastri trasportatori ed elevatori, realizzati come sistemi chiusi,

qualora esista la probabilità di rilascio di emissioni di polveri diffuse da materiale

che genera polvere

d) Riduzione dei punti di perdite d'aria e materiali

e) Utilizzo di dispositivi e sistemi di controllo automatici

f) Garanzia di assenza di complicazioni nello svolgimento delle operazioni

g) Garanzia di una manutenzione adeguata e completa dell'impianto attraverso

impianti di aspirazione per pulizia mobili e fissi.

Durante le operazioni di pulizia o in caso di problemi con i nastri trasportatori

possono verificarsi fuoriuscite di materiale. Per evitare che si formino polveri

diffuse durante le operazioni di rimozione è opportuno utilizzare impianti di

aspirazione. I nuovi edifici possono essere facilmente dotati di tubature fisse per

l'aspirazione per pulizia, mentre per gli edifici esistenti è di norma preferibile

prevedere sistemi mobili e collegamenti flessibili

In casi specifici, può essere preferibile l'applicazione di un processo di circolazione

per gli impianti di trasporto pneumatici

h) Ventilazione e raccolta delle polveri mediante filtri a tessuto:

Per quanto possibile, è opportuno eseguire tutte le operazioni di movimentazione

dei materiali in impianti chiusi tenuti in condizioni di pressione negativa. L'aria di

aspirazione utilizzata a tal fine viene successivamente ripulita delle polveri

attraverso un filtro a tessuto prima di essere nuovamente emessa nell'atmosfera

i) Utilizzo di sistemi chiusi di stoccaggio attraverso un impianto di movimentazione

automatico:

Il ricorso a sili di clinker e ad aree completamente automatizzate per lo stoccaggio

delle materie prime è considerato la soluzione più efficace al problema delle

pag. 68


polveri diffuse generate da scorte consistenti. Queste modalità di stoccaggio

prevedono uno o più filtri a tessuto per prevenire la formazione di polveri diffuse

durante le operazioni di carico e scarico

Utilizzo di sili di stoccaggio di capacità adeguate, indicatori di livello con

interruttori di emergenza e filtri per trattare l'aria polverosa spostata durante le

operazioni di riempimento

j) Utilizzo di tubature di riempimento flessibili per i processi di spedizione e carico,

corredate di un sistema di aspirazione delle polveri per il caricamento del

cemento, posizionate nella direzione del pianale di carico dell'automezzo

BAT 15. Per ridurre al minimo/evitare le emissioni di polveri diffuse provenienti da

operazioni che generano polvere, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle seguenti tecniche

o di una loro combinazione:

a) Copertura delle aree di magazzinaggio alla rinfusa o degli ammassi di scorte,

ovvero protezione degli stessi con schermi, pareti o sistemi di chiusura realizzati

con vegetazione verticale (barriere antivento artificiali o naturali per la protezione

delle scorte all'aperto)

b) Utilizzo di sistemi antivento per la protezione delle scorte all'aperto:

È opportuno evitare di stoccare all'aperto materiali che generano polveri. Se

presenti, è possibile tuttavia ridurre le polveri utilizzando apposite barriere

antivento

c) Nebulizzazione di acqua e abbattitori chimici delle polveri:

Quando la fonte puntuale delle polveri diffuse è ben localizzata, è possibile

installare un sistema di iniezione di acqua nebulizzata. L'umidificazione delle

particelle di polvere ne favorisce l'agglomerazione e il deposito. Esiste inoltre

un'ampia gamma di sostanze che possono essere utilizzate per migliorare

l'efficienza complessiva della nebulizzazione d'acqua

d) Garantire la pavimentazione, la bagnatura delle strade e le operazioni di

manutenzione:

pag. 69


È opportuno che le zone di circolazione degli automezzi siano pavimentate,

laddove possibile, e che l'area sia tenuta il più possibile pulita. La bagnatura delle

strade contribuisce a ridurre le emissioni di polveri, in particolare in condizioni di

tempo asciutto. La pulizia delle strade può essere effettuata anche mediante

l'impiego di spazzatrici stradali. È opportuno ricorrere a buone pratiche di

manutenzione per tenere le emissioni di polveri diffuse al minimo

e) Garantire l'umidificazione delle scorte:

Le emissioni di polveri diffuse in prossimità delle scorte possono essere ridotte

umidificando in modo sufficiente i punti di carico e scarico e utilizzando nastri

trasportatori ad altezze variabili

f) Avvicinamento dell'altezza del piano di scarico all'altezza variabile della scorta,

possibilmente in modo automatico o riducendo la velocità dell'operazione di

scarico, qualora sia impossibile evitare emissioni di polveri diffuse nei punti di

carico e scarico dei siti di stoccaggio

1.2.5.2 Emissioni di polveri convogliate prodotte dalle operazioni che generano polvere

BAT 16. Per ridurre le emissioni di polveri convogliate, le BAT prevedono di applicare un

sistema di gestione della manutenzione che prenda in considerazione in modo specifico

l'efficienza del filtri utilizzati per le operazioni che generano polvere, diverse dai processi di

cottura in forno, raffreddamento e macinazione. Tenendo conto di questo sistema, le BAT

prevedono l'effettuazione della pulizia mediante la depolverazione a secco dei gas esausti

tramite filtro. Per le operazioni che generano polvere, la depolverazione a secco dei gas

esausti avviene solitamente attraverso un filtro a tessuto

Livelli di emissione associati alle BAT

Il BAT-AEL per le emissioni di polveri convogliate prodotte dalle operazioni che generano

polvere diverse dalle operazioni previste nell'ambito dei principali processi di cottura in

forno, raffreddamento e macinazione è <10 mg/Nm3, come valore medio riferito al

periodo di campionamento (misurazioni puntuali di almeno mezz'ora).

Giova rilevare che per le fonti di portata modesta (<10 000 Nm3 /h) si deve prevedere un

approccio che tenga conto delle priorità, basato su un sistema di gestione della

manutenzione

pag. 70


1.2.5.3 Emissioni di polveri dovute ai processi di cottura in forno

BAT 17. Per ridurre le emissioni di polveri derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di

cottura, le BAT prevedono la depolverazione a secco dei gas esausti tramite filtro.

g) Precipitatori elettrostatici (ESP)

h) Filtri a tessuto

i) Filtri ibridi


Il BAT-AEL per le emissioni di polveri derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di cottura

in forno è <10 – 20 mg/Nm3 (valore medio giornaliero). Il livello più basso si ottiene

utilizzando filtri a tessuto o precipitatori elettrostatici nuovi o sottoposti agli opportuni

adeguamenti

1.2.5.4 Emissioni di polveri derivanti dai processi di raffreddamento e macinazione

BAT 18. Per ridurre le emissioni di polveri derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di

raffreddamento e macinazione, le BAT prevedono la depolverazione a secco dei gas

esausti tramite filtro.

a) Precipitatori elettrostatici (ESP)

b) Filtri a tessuto

c) Filtri ibridi


Il BAT-AEL per le emissioni di polveri derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di

raffreddamento e macinazione è <10 – 20 mg/Nm3, calcolato come valore medio

giornaliero o valore medio riferito al periodo di campionamento (misurazioni puntuali per

almeno mezz'ora). Il livello più basso si ottiene utilizzando filtri a tessuto o precipitatori

elettrostatici nuovi o sottoposti agli opportuni adeguamenti

1.2.6 Composti gassosi

1.2.6.1 Emissioni di NOx

pag. 71


BAT 19. Per ridurre le emissioni di NOx derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di

cottura in forno e/o di preriscaldamento/precalcinazione, le BAT prevedono l'utilizzo di

una delle seguenti tecniche o di una loro combinazione:

a) Tecniche primarie

Iniezione di acqua in fiamma

Bruciatori a basse emissioni di ossidi di azoto (low NOx)

Mid-kiln firing

Aggiunta di agenti mineralizzanti per migliorare l’attitudine alla cottura della farina cruda

(clinker mineralizzato)

Ottimizzazione del processo

b) Combustione a stadi (con combustibili convenzionali o da rifiuti), anche in combinazione

con l'uso di un precalcinatore e di un mix di combustibili ottimizzato.

c) Riduzione selettiva non catalitica (selective non-catalytic reduction, SNCR)

d) Riduzione selettiva catalitica (selective catalytic reduction, SCR)


Livelli di emissioni associate alle BAT per NOx derivanti dagli effluenti gassosi dei processi

degli impianti di cottura e/o con preriscaldamento/precalcinazione nell'industria del

cemento.

Tipo di forno Unità BAT-AEL (valore medio giornaliero)

Forni con preriscaldatore mg/Nm3 <200 – 450 (1) (2)

Forni Lepol e forni rotanti lunghi mg/Nm3 400 – 800 (3)

1) Il valore superiore dell'intervallo BAT-AEL è 500 mg/Nm3 nei casi in cui dopo le misure tecniche primarie il livello iniziale di

NOx è >1000 mg/Nm3

(2) La capacità di ottenere valori compresi nell'intervallo indicato può essere influenzata dalle caratteristiche costruttive dei

forni esistenti, dalle proprietà del mix di combustibili (rifiuti compresi), dalla attitudine alla cottura delle materie prime (ad

esempio, cemento speciale o clinker da cemento bianco). Livelli inferiori a 350 mg/Nm3 si ottengono in forni con condizioni

favorevoli quando si utilizza la riduzione selettiva non catalitica (SNCR). Nel 2008, il valore inferiore, pari a 200 mg/Nm3 , è

stato riportato come media mensile di tre impianti (con l’utilizzo di una miscela facilmente cuocibile) utilizzando la riduzione

selettiva non catalitica (SNCR).

(3) In funzione dei livelli iniziali e delle perdite di NH3 .

pag. 72


BAT 20. In caso di ricorso alla tecnica SNCR, le BAT prevedono che si consegua una

riduzione di NOx efficace e si mantenga al contempo la perdita di ammoniaca al livello più

basso possibile mediante la seguente tecnica:

a) Applicazione di un'efficienza di riduzione di NOx adeguata e sufficiente, insieme a

un processo operativo stabile

b) Applicazione di una buona distribuzione stechiometrica dell'ammoniaca al fine di

raggiungere la maggiore efficienza possibile nella riduzione del NOx e ridurre la

perdita di NH3

c) Mantenimento delle emissioni della perdita di NH3 (a causa dell'ammoniaca non

reagita) proveniente dagli effluenti gassosi il più possibile bassa, tenendo conto

della correlazione tra l'efficienza di abbattimento degli NOx e la perdita di NH3

Livelli di emissione associati alle BAT in caso di perdita di NH3 negli effluenti gassosi in

caso di applicazione della tecnica SNCR

Parametro Unità BAT-AEL (valore medio giornaliero)

Perdita di NH3 mg/Nm3 <30 – 50 (1)

1.2.6.2 Emissioni di SO2

21. Per ridurre le emissioni di SOx derivanti dagli effluenti gassosi dei processi di cottura in

forno e/o di preriscaldamento/precalcinazione, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle

seguenti tecniche o di una loro combinazione

a) Aggiunta di adsorbenti

b) Sistemi di abbattimento a umido

A seconda delle materie prime e della qualità del combustibile impiegati, i livelli di

emissione di SOx possono essere tenuti bassi senza la necessità di ricorrere ad una tecnica

di abbattimento.

Laddove necessario, le tecniche primarie e/o di abbattimento, quali l'aggiunta di

adsorbenti o l'utilizzo di sistemi di abbattimento a umido, possono essere utilizzate per

ridurre le emissioni di SOx .

pag. 73


I sistemi di abbattimento a umido sono già stati impiegati in impianti in cui i livelli non

abbattuti di SOx iniziali erano superiori a 800 – 1000 mg/Nm3

Livelli di emissioni associate alle BAT per SOx derivanti dagli effluenti gassosi dei

processi di cottura in forno e/o di preriscaldamento/precalcinazione nell'industria del

cemento

Parametro Unità BAT-AEL (1) (2) (valore medio giornaliero)

SOx espressi come SO2 mg/Nm3 <50 – 400

(1) L'intervallo di valori tiene conto del tenore di zolfo nelle materie prime.

(2) Nella produzione di cemento bianco e clinker da cemento speciale, il clinker potrebbe presentare una capacità di gran

lunga inferiore di trattenere lo zolfo immesso come combustibile, causando così maggiori emissioni di SOx

BAT 22. Per ridurre le emissioni di SO2 dal forno, le BAT prevedono che si debba

ottimizzare i processi di macinazione del crudo.

La tecnica consiste nell'ottimizzare i processi di macinazione del crudo, affinché l'impianto

di macinazione del crudo possa funzionare per l'abbattimento della quantità di SO2 del

forno. Tale risultato può essere conseguito attraverso l'adeguamento dei seguenti fattori:

umidità delle materie prime;

temperatura dell'impianto;

tempo di residenza nell'impianto;

finezza del materiale macinato

1.2.6.3 Riduzione dei disinnesti del sistema filtrante per CO

BAT 23. Per ridurre al minimo la frequenza dei disinnesti del sistema filtrante dovuti

all'eccessiva concentrazione di CO e mantenere la loro durata complessiva al di sotto dei

30 minuti l’anno, nei casi in cui si utilizzano precipitatori elettrostatici (ESP) o filtri ibridi, le

BAT prevedono l'uso combinato delle seguenti tecniche:

a) Gestione dei disinnesti del sistema filtrante dovuti all'eccessiva concentrazione di

CO per ridurre il tempo di inattività degli ESP

pag. 74


b) Misurazioni continue e automatiche di CO mediante apparecchiature di controllo

con tempi brevi di risposta e collocate vicino alla fonte di CO

Per motivi di sicurezza, a causa del rischio di esplosioni gli ESP dovranno essere disattivati

in presenza di livelli elevati di CO negli effluenti gassosi. Le tecniche seguenti consentono di

prevenire i disinnesti del sistema filtrante dovuti all'eccessiva concentrazione di CO e

dunque ridurre i periodi di inattività degli ESP:

controllo del processo di combustione;

controllo del carico organico delle materie prime;

controllo della qualità dei combustibili e del sistema di alimentazione del combustibile.

Le interruzioni si verificano prevalentemente durante la fase di avvio dell'operazione. A fini

di sicurezza, gli analizzatori di gas ai fini della protezione degli ESP devono essere in linea

durante tutte le fasi operative e il periodo di interruzione degli ESP può essere ridotto

mediante un sistema di monitoraggio ausiliare sempre in funzione.

Il sistema di monitoraggio continuo di CO deve essere ottimizzato relativamente al tempo

di reazione e va posizionato vicino a una fonte di CO, ad esempio all'uscita di una torre del

preriscaldatore o all'ingresso del forno in caso di impianto che utilizza il processo per via

umida.

In caso di utilizzo di filtri ibridi, si raccomanda di posizionare a terra la gabbia di supporto

al sacchetto dotata di piastra.

1.2.6.4 Emissioni di carbonio organico totale (COT)

BAT 24. Per mantenere basse le emissioni di COT derivanti dagli effluenti gassosi del processo di cottura in forno, le BAT prevedono che si eviti di alimentare il forno con materie prime che hanno un contenuto elevato di composti organici volatil

1.2.6.5 Emissioni di cloruro di idrogeno (HCL) e fluoruro di idrogeno (HF)

BAT 25. Per evitare/ridurre le emissioni di HCl derivanti dagli effluenti gassosi dei processi

di cottura in forno, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle seguenti tecniche primarie o di

una loro combinazione:

Utilizzo di materie prime e combustibili a basso tenore di cloro

Limitazione della quantità di cloro contenuta per ogni rifiuto utilizzato come materia prima e/ combustibile in un forno da cemento

pag. 75


Livelli di emissioni associate alle BAT

Il BAT-AEL per le emissioni di HCl è <10 mg/Nm3, calcolato come valore medio giornaliero

o valore medio riferito al periodo di campionamento (misurazioni isolate per almeno

mezz'ora).

BAT 26. Per evitare/ridurre le emissioni di HF dovute agli effluenti gassosi dei processi di

cottura in forno, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle seguenti tecniche o di una loro

combinazione:

a) Utilizzo di materie prime e combustibili a basso tenore di fluoro

b) Limitazione della quantità di fluoro contenuta per ogni rifiuto utilizzato come

materia prima e/ combustibile in un forno da cemento


Il BAT-AEL per le emissioni di HF <1 mg/Nm3, calcolato come valore medio giornaliero o

valore medio riferito al periodo di campionamento (misurazioni puntuali di almeno

mezz'ora

1.2.7 Emissioni di PCDD/F

BAT 27. Per evitare o mantenere a un livello basso le emissioni di PCDD/F provenienti dagli

effluenti gassosi dei processi di cottura in forno, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle

seguenti tecniche o di una loro combinazione:

a) Scelta e controllo accurati del materiale immesso nel forno (materie prime), ad

esempio, cloro, rame e composti organici volatili

b) Scelta e controllo accurati del materiale immesso nel forno (combustibili), ad

esempio, cloro e rame

c) Ridurre/evitare l'utilizzo di rifiuti che contengono talune sostanze organiche

clorurate

d) Evitare di alimentare combustibili che presentano un elevato tenore di alogeni (ad

esempio, cloro) nella combustione secondaria

e) Raffreddamento rapido degli effluenti gassosi provenienti dal forno a temperature

inferiori a 200 °C e riduzione al minimo del tempo di residenza degli effluenti

pag. 76


gassosi e del tenore di ossigeno in zone in cui la temperatura è compresa tra 300 e

450 °C

f) Interruzione del coincenerimento dei rifiuti per operazioni quali gli avvii e le

fermate


I BAT-AEL per le emissioni di PCDD/F dovute agli effluenti gassosi dei processi di cottura in

forno sono <0,05 – 0,1 ng PCDD/F I-TEQ/Nm3, intesi come valore medio riferito al periodo

di campionamento (6 – 8 ore).

1.2.8 Emissioni di metalli

BAT 28. Per ridurre al minimo le emissioni dei metalli derivanti dagli effluenti gassosi dei

processi di cottura in forno, le BAT prevedono l'utilizzo di una delle seguenti tecniche o di

una loro combinazione:

a) Scelta di materiali con un basso tenore di metalli, in particolare il mercurio

b) Applicazione di un sistema di assicurazione della qualità per garantire le

caratteristiche dei rifiuti utilizzati in sostituzione delle materie prime

c) Impiego di tecniche efficaci per la rimozione delle polveri, come stabilito dalla BAT

17


Livelli di emissione associati alle BAT per i metalli, derivanti dagli effluenti gassosi dei

processi di cottura in forno

Metalli Unità

BAT-AEL (Valore medio riferito al periodo di campionamento (misurazioni puntuali di almeno mezz'ora)

Hg mg/Nm3 <0,05 (2)

Σ (Cd, Tl) mg/Nm3 <0,05 (1)

Σ (As, Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V) mg/Nm3 <0,5 (1)

(1) Sono stati registrati livelli bassi per questioni legate alla qualità delle materie prime e dei combustibili.

(2) Sono stati registrati livelli bassi per questioni legate alla qualità delle materie prime e dei combustibili. I valori superiori a

0,03 mg/Nm3 devono essere oggetto di ulteriori analisi. Per i valori prossimi a 0,05 mg/Nm3 occorre tenere conto di tecniche

aggiuntive (ad esempio, abbassamento della temperatura degli effluenti gassosi, carbone attivo).

pag. 77


1.2.9 Perdite/rifiuti di processo

BAT 29. Per ridurre i rifiuti solidi dal processo di produzione del cemento conseguendo al

contempo risparmi sulle materie prime, le BAT prevedono l'applicazione delle seguenti

tecniche:

a) Riutilizzo delle polveri raccolte nel processo, qualora fattibile

b) Utilizzo di tali polveri in altri prodotti commercializzabili laddove possibile

Le polveri raccolte possono essere riciclate e reimmesse nel processo di produzione,

qualora fattibile. Questa operazione di riciclaggio può avvenire direttamente in prossimità

del forno o dell'ingresso del forno (il contenuto dei metalli alcalini può essere il fattore

limitante), ovvero mescolando le polveri ai prodotti finiti. In sede di riciclaggio e

reimmissione delle polveri raccolte all'interno dei processi di produzione, potrebbe essere

necessaria l'applicazione di una procedura di assicurazione della qualità. Per i materiali

che non possono essere riciclati (ad esempio, additivi per la desolforizzazione degli

effluenti gassosi negli impianti di combustione) possono essere individuati utilizzi

alternativi.:

Sulla base del confronto con quanto osservato e verificato per la Cementeria di Vernasca,

si può affermare che essa ottempera pienamente alle B.A.T. di settore, avendone potuto

riscontrare puntuale attuazione, con alcune eccezioni.

Costituiscono ovvia eccezione alcune B.A.T. per le quali ricorre la non applicabilità, quali

ad esempio le indicazione relative ai sistemi SCR (non presenti in stabilimento, avendo la

cementeria adottato un sistema SNCR), come pure quelle relative ai sistemi di depolverazione con

precipitatori elettrostatici o sistemi ibridi, poiché tutte le emissioni di polveri della Cementeria di

Vernasca sono presidiate da filtri a maniche.

Inoltre, allo stato attuale, la B.A.T. n.7 (p.to 1.2.3.1, Consumo di energia) non è

pienamente attuata, in quanto non trova ancora applicazione la sostituzione dei combustibili

tradizionali con i combustibili derivati dai rifiuti.

Quindi, solo all’atto dell’adozione del CarboNeXT® (che, peraltro, assume la valenza di

“prodotto”), tale “migliore tecnica” potrebbe essere pienamente soddisfatta. Ciò, ovviamente,

appurata che sia la sua piena compatibilità e il possesso dei requisiti merceologici, produttivi e

ambientali come ci si propone di verificare nel prossimo Cap. 4.

pag. 78


4 L’UTILIZZO DEL CARBONEXT® NELLA CEMENTERIA DI VERNASCA

4.1 La produzione e le caratteristiche del CarboNeXT®

Avendo già svolto in altra e precedente parte dell’elaborato la descrizione della sezione

impiantistica connessa alla ricezione, stoccaggio e dosaggio del CarboNeXT® (Cap. 3.3.1, pag. 54),

verranno qui affrontati i temi specificatamente pertinenti le sue caratteristiche e la valenza

impiantistico-ambientale connessa al suo utilizzo.

4.1.1 La produzione

In breve, a seguito della crescente crisi energetica e della disponibilità di materiali in

grado di vicariare la funzione dei combustibili fossili, al pari di numerose realtà a livello

internazionale, la Società Buzzi Unicem ha nel tempo esteso la gamma di matrici che, trattate in

modo opportuno in alternativa al loro smaltimento in qualità di rifiuti, potessero trovare utile

collocazione produttiva per la produzione di cemento (tipicamente “energy intensive”), con diretti

benefici in termini di risparmio energetico.

Alla stregua dei combustibili convenzionali, il mercato dei “combustibili alternativi” è

peraltro soggetto per sua stessa natura a vincoli di varia natura (dalla disponibilità

nell’approvvigionamento, all’incertezza dei requisiti tecnico-merceologici quanto alla loro

costanza, alle fluttuanti condizioni economiche etc.) che, di fatto, possono compromettere la

doverosa programmazione di tali risorse o quanto meno determinare indebita penalizzazione nei

confronti dell’assetto produttivo.

Ciò, specie considerando che, banalmente, l’obiettivo di un qualsiasi cementificio è la

produzione di cementi con rigorosi e ben definiti requisiti e non già lo smaltimento di rifiuti, se

mai fosse il caso di ricordarlo.

Proprio al fine di emanciparsi da tali incertezze, la Società Buzzi Unicem da anni ricorre a

combustibili non convenzionali specificatamente prodotti per le proprie cementerie, avendo

attivato alcune collaborazioni per la produzione di Combustibili Solidi Secondari. Si può

oggettivamente riconoscere che la Società ha maturato una notevole esperienza nella

preparazione di tali matrici, avendo potuto verificarne direttamente la qualità e, nel tempo,

affinarla per meglio rispondere alle esigenze di processo e di impianto.

pag. 79


Il CarboNeXT® (nel seguito, anche CBN) rientra nell’ambito di tale produzione e, di fatto,

esso costituisce l’evoluzione migliorativa dei CSS, qui intesi nella loro valenza generale di materiali

integrativi del fabbisogno energetico di un insediamento produttivo.

Poiché l’impianto normativo di riferimento (D.M. n. 22/2013) pone vincoli anche sulla

preparazione dei prodotti in modo tale da conferirne la qualifica di prodotto, ossia “non rifiuto”,

pare utile richiamare in via sintetica il processo di produzione del prodotto CarboNeXT®.

L’impianto è stato brevettato da Buzzi Unicem ed è attualmente collocato presso la

piattaforma di trattamento rifiuti urbani della Società S.T.R di Sommariva Bosco (CN) che ha una

potenzialità produttiva di 25.000 t/anno di CSS.

Il ciclo produttivo si compone di due fasi principali: la bioessiccazione, tramite

trattamento meccanico biologico di tipo aerobico dei materiali in lavorazione e la successiva

raffinazione per la preparazione finale del materiale, di estrema importanza visto che deve

garantire la costanza e l’omogeneità quali-quantitativa del prodotto finale, il CBN. In tal senso,

svolge un ruolo fondamentale il controllo di impianto, basato sulla verifica sistematica del ciclo

produttivo e sul sistema di gestione integrato qualità/ambiente, a partire dall’arrivo delle materie

prime (i rifiuti).

A fronte di una relativamente semplicità dello sviluppo di processo, va evidenziata la

particolarità delle unità di impianto sviluppate da Buzzi Unicem.

Senza entrare in un livello di dettaglio estraneo agli scopi della presente dissertazione, si

evidenziano le caratteristiche degli apparati di triturazione e selezione che consentono di

ottenere un prodotto finemente suddiviso (nel gergo, “micronizzato”) con interessanti proprietà

ai fini del successivo utilizzo quale combustibile, ulteriormente selezionato tramite accurata fase

di selezione.

In tal senso, sono riscontrabili peculiari caratteristiche del prodotto finale CarboNeXT®

che ne contraddistinguono un notevole miglioramento rispetto al CSS, per cosi dire, tradizionale

quali:

− granulometria del materiale triturato tarabile a seconda delle peculiari esigenze

dell’impianto di recupero energetico; per es. 100% della curva granulometrica < 15 mm

con prevalenza dimensionale inferiore a 4 mm (40-80%).

− ridotta presenza di cloro, grazie alla rimozione delle plastiche clorurate (PVC) attraverso lo

scanner ottico a tecnologia Near Infra Red (NIR);

pag. 80


− minore umidità residua e PCI (> 18 MJ/kg t.q.), con controllo off-line in grado di garantire

costanti target di U% (±1%) e PCI (±1,5 MJ/Kg);

− maggiore omogeneità e conseguentemente miglior rendimento di combustione, a

vantaggio delle corrispondenti emissioni.

Va ribadita l’importanza e la peculiarità del sistema di triturazione specie in riferimento

all’utilizzo del prodotto finale CBN. Infatti, l’elevata superfice specifica ne consentirà adeguati

rendimenti di combustione. Verrà inoltre garantita la stabilità e uniformità del CBN, con beneficio

diretto in termini di regolarità dell’alimentazione ai bruciatori del forno. Quindi, potranno essere

attenuate al minimo impiantistico le oscillazioni dovute alla regolazione del processo di cottura, a

tutto vantaggio di una marcia regolare del forno, ossia uno dei requisiti primari indicati dalle

B.A.T. 14 per conseguire idonee prestazione produttive ed ambientali.

Gli studi, la progettazione, la realizzazione, le varie fasi di sperimentazione e di

ottimizzazione degli impianti, nonché la successiva produzione industriale sono state verificate e

validate da numerosi documenti tecnici. Tra questi, si segnalano l’“Analisi LCA di diversi scenari di

trattamento” (eseguita da Life Cycle Engineering, -gennaio 2011), lo “Studio di fattibilità”,

eseguito dal Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, Politecnico di Torino, aprile 2011) che ha

altresì provveduto (2013) al “Certificato di collaudo dell’impianto di macinazione e impianti

connessi”.

Il CarboNeXT® destinato al forno di Vernasca sarà quindi prodotto con il processo

studiato, brevettato e già realizzato da Buzzi Unicem nello stabilimento di Sommariva Bosco per il

CSS. Il prodotto finale sarà caratterizzato da una prevalenza dimensionale inferiore a 4 mm (circa

60%) e sarà compattato all’interno dei semirimorchi a scivolamento automatico, già descritti al

p.to 3.3.1 (“Sezione ricevimento, stoccaggio e alimentazione del CarboNeXT®“) della capacità di

29 t.

Ancorché la movimentazione su automezzi indotta dal trasporto del prodotto avrà una

trascurabile incidenza sul traffico complessivo della Cementeria di Vernasca, come sarà

successivamente chiarito, Buzzi Unicem e la società che effettuerà il trasporto stanno

perfezionando soluzioni tecniche per consentire l’incremento fino a 30 t per ogni carico.

14 1.2.1 Tecniche primarie generali

pag. 81


4.1.2 Le caratteristiche del CarboNeXT®

Il CBN costituisce un prodotto con caratteristiche del tutto similari a quelle del CSS

prodotto presso lo stabilimento di Sommariva Bosco che, vale la pena evidenziarlo, già alimenta

dal 2010 la Cementeria di Robilante, sempre del Gruppo Buzzi Unicem, con ottimi risultati sia dal

punto di vista del risparmio energetico, che da quello dell’incidenza ambientale. Come si avrà

modo di approfondire nel seguito dell’esposizione, non si registrano criticità sia nei lotti di

materiale conferito che nel monitoraggio delle emissioni, come gli Enti di controllo hanno potuto

riscontrare, soprattutto in merito all’evidenza che il coincenerimento del CSS non determina

variazione delle emissioni rispetto alla marcia con combustibili tradizionali.

Atteso che il CBN verrà prodotto con tecnica simile a quella relativa al CSS già utilizzato, è

utile esaminarne le caratteristiche attraverso le seguenti tabelle che illustrano, ad esempio, gli

esiti delle determinazioni analitiche effettuate nel 2013 e 2014 ed evidenziano la compatibilità già

del “CSS-rifiuto” con i requisiti di cui al D.M. n. 22/2013.

CARATTERIZZAZIONE "CSS" Sommariva Bosco (CN)

PCI Umidità Cl Hg Pb Cr Cu Mn Ni As Cd Tl Sb V Co GJ/t (s.s.)

%

% (s.s.) mg/kg (s.s.)

Limiti di accettazione (Allegato 1 DM 22/2013) > 15 -- 1 1 240 100 500 250 30 5 4 5 50 10 18

MESE

Gennaio 23,1 14,0 0,58 0,15 20,5 46,7 18,4 80,3 15,8 0,9 0,6 <0,5 5,1 8,2 5,8

Febbraio 23,5 16,8 0,53 0,11 26,4 46,4 23,4 106,0 16,4 1,1 0,8 <0,5 6,3 2,4 4,6

Marzo 23,8 17,0 0,49 0,15 34,2 61,2 20,1 115,0 18,3 1,3 0,6 <0,5 7,1 6,8 6,9

Aprile 22,8 15,2 0,54 0,16 94,5 61 160 110 15 1,1 0,6 <0,5 5,2 6,5 6,9

Maggio 23,1 12,3 0,52 0,12 143 86 234 136 21 0,9 0,7 <0,5 7,3 6,9 8,4

Giugno 23,3 14,1 0,54 0,15 120,0 64 194 151 23 1,4 0,5 <0,5 9,3 5,1 6,5

Luglio 23,0 14,0 0,49 0,11 166,0 52 284 188 26 2,5 0,6 <0,5 10,9 7,5 9,3

Agosto 23,0 13,5 0,53 0,18 168,0 37 396 166 24 2,6 0,7 <0,5 8,3 5,3 6,2

Settembre 23,2 14,7 0,55 0,11 120,0 78 390 161 19 3,5 0,6 <0,5 14,6 6,1 9,2

Ottobre 23,8 14,9 0,59 0,15 133,0 71 420 150 22 3,5 0,7 <0,5 9,8 5,5 7,6

Novembre 23,1 15,8 0,55 0,14 188,0 61 393 122 23 2,8 0,8 <0,5 15,0 7,2 13,0

Dicembre 21,9 15,8 0,61 0,32 130,0 46 143 168 15 1,9 1,2 <0,5 5,7 3,4 8,2

valore medio 23,1 14,8 0,54 0,15 112,0 59,2 223,0 137,8 19,8 2,0 0,7 <0,5 8,7 5,9 7,7

valore massimo 23,8 17,0 0,61 0,32 188,0 86,0 420,0 188,0 26,0 3,5 1,2 <0,5 15,0 8,2 13,0

Tabella 5 - Tabella riepilogativa dei rapporti di prova dei lotti mensili di CSS prodotti nel 2014 presso l’impianto di Sommariva Bosco

pag. 82


CARATTERIZZAZIONE "CSS" Sommariva Bosco (CN)

PCI Umidità Cl Hg Pb Cr Cu Mn Ni As Cd Tl Sb V Co GJ/t (s.s.)

%

% (s.s.) mg/kg (s.s.)

Limiti di accettazione (Allegato 1 DM 22/2013) > 15 -- 1 1 240 100 500 250 30 5 4 5 50 10 18

MESE

Gennaio 22,3 16,7 0,72 0,31 153,0 58,1 240,0 158,0 21,3 0,9 0,8 <0,5 8,6 2,3 2,1

Febbraio 21,1 10,4 0,68 0,31 122,0 62,1 181,0 133,0 16,3 0,7 0,7 <0,5 6,1 1,5 5,3

Marzo 22,3 15,6 0,66 0,25 103,0 56,4 102,0 141,0 13,4 0,8 0,5 <0,5 5,5 1,3 1,1

Aprile 21,9 18,4 0,62 0,13 80,1 35,2 86,3 93,6 10,8 0,9 <0,5 <0,5 6,4 1,8 1,9

Maggio 20,3 15,7 0,63 0,11 92,5 32,5 80,1 89,3 8,2 1,6 0,5 <0,5 5,1 2,9 2,3

Giugno 21,1 21,0 0,61 0,15 71,4 40,2 105,0 81,2 10,5 1,2 <0,5 <0,5 3,1 1,8 2,8

Luglio 22,5 14,9 0,66 0,10 71,4 16,2 98,4 98,3 10,2 0,5 <0,5 <0,5 6,3 3,8 5,5

Agosto 21,9 12,2 0,61 0,12 81,5 14,3 90,3 88,4 7,6 0,6 <0,5 <0,5 5,2 2,6 6,1

Settembre 22,6 14,7 0,63 0,15 84,5 38,9 139,0 102,0 15,4 0,8 <0,5 <0,5 8,4 5,1 3,6

Ottobre 23,9 11,4 0,55 0,11 103,0 41,9 188,0 89,5 14,4 0,6 <0,5 <0,5 6,1 6,8 4,7

Novembre 22,0 13,1 0,62 0,06 133,0 23,9 230,0 95,6 12,1 0,8 <0,5 <0,5 8,6 7,7 6,9

Dicembre 22,9 16,2 0,51 0,09 141,0 30,9 244,0 87,4 20,1 1,1 <0,5 <0,5 7,2 5,4 8,9

valore medio 22,1 15,0 0,63 0,16 103,0 37,6 148,7 104,8 13,4 0,9 0,5 <0,5 6,4 3,6 4,3

valore massimo 23,9 21,0 0,72 0,31 153,0 62,1 244,0 158,0 21,3 1,6 0,8 0,0 8,6 7,7 8,9

Tabella 6 - Tabella riepilogativa dei rapporti di prova dei lotti mensili di CSS prodotti nel 2013 presso l’impianto di Sommariva Bosco

I dati del 2013 fanno riferimento al valore medio derivante dall’analisi di n. 3 aliquote

prelevate dal campione composito mensile consegnato al Laboratorio accreditato, mentre quelli

del 2014 (aprile-dicembre) derivano dalla media delle determinazioni analitiche, effettuate

ciascuna su un sotto-campione estratto dal campione composito rappresentativo del lotto

mensile di produzione, conformemente alle indicazioni contenute nel Manuale ISPRA n. 52/2009

e EURACHEM/CITAC GUIDE “Use of Uncertainty information in compliance assessment”).

Per opportuna verifica, le tabelle sono state integrate con i valori di Hg e PCI espressi con

le stesse unità di misura (mg/MJ e MJ/kg t.q.) indicate nel DM n. 22/2013, da cui risulta il costante

rispetto del doppio limite del contenuto di Hg, quale ulteriore riscontro della validità di

individuare un unico valore limite chiaro e cogente pari a 1 mg/kg s.s., superando la complessa

applicazione dell’algoritmo di calcolo e le incertezze analitiche derivante dal prodotto mg/MJ x

MJ/kg t.q. e minimizzando anche le incertezze analitiche; questa soluzione è stata già oggetto di

verifica, valutazione e condivisione da parte dei tecnici di altre Province/Regioni e ARPA e inserita

nelle A.I.A. già rilasciate sia ai produttori, che agli utilizzatori.

Non a caso, l’A.I.A. della Buzzi Unicem di Robilante prevede, quale misura maggiormente

cautelativa, valori limite di classificazione e specificazione dei CSS e, soprattutto, un valore di

mercurio pari a 1 mg/kg s.s.

Per completezza espositiva, la seguente tabella pone a confronto i valori limite di

accettazione per il CarboNeXT® con i corrispondenti valori rilevati per il CSS-rifiuto prodotto dagli

pag. 83


Impianti della provincia di Cuneo e i valori tipici dei combustibili attualmente utilizzati dal Gruppo

Buzzi Unicem.

Parametro Unità di misura

CarboNeXT® CSS - ROBILANTE (1) petcoke Ocd/CAV

D.M. n. 22/2013 Allegato 1

limiti

2008 ÷ 2013 (n 156 lotti – 277.330 t)

media max

media tipica

Cl % s.s. 1 0,7 1,1 (2) 0,3 0,8

S % t.q. -- 0,1 0,3 4,1 2,1

Hg mg / kg s.s. 1 0,2 0,8 1 - 5 <1

As mg / kg s.s. 5 0,8 1,8 1 8

Cd mg / kg s.s. 4 0,6 1,3 <1 15

Cr mg / kg s.s. 100 24 88 11 - 90 65

Cu mg / kg s.s. 500 133 410 25 20

Pb mg / kg s.s. 240 102 234 80 10

Mn mg / kg s.s. 250 68 212 40 20

Ni mg / kg s.s. 30 7 24 20 - 300 125

Tl mg / kg s.s. 5 0,5 0,6 0,5 5

Co mg / kg s.s. 18 2,9 12,6 4 55

Sb mg / kg s.s. 50 3,9 15,8 15 2

V mg / kg s.s. 10 4,3 12,3 100 - 900 50

IPA tot mg / kg s.s. -- 2,4 9,1 35 - 125 65 - 110

Tabella 7 - Confronto CarboNeXT con CSS e Combustibili tradizionali

(1) 2184 campionamenti; (2) valore rilevato su 1 campione

L’esame dei dati esposti in tabella consente, con immediatezza, di pervenire ad una prima

considerazione.

Ossia, il CSS denota caratteristiche decisamente confrontabili rispetto agli altri

combustibili, tra cui il petcoke, il quale risulta penalizzante per alcuni metalli, in particolare Ni e V,

come pure risulta caratterizzato da un elevato tenore di zolfo e consente intrinsecamente di dare

luogo ad una minore formazione di NOx (con conseguente minor consumo di reagente per il

sistema SNCR).

Il che, banale osservarlo, non può che portare un sostanziale beneficio in termini emissivi,

come pure viene indicato dalla letteratura di settore.

pag. 84


A chiarimento, può essere citato il lavoro di Kara (2012)15in cui bene si evidenzia che alla

sostituzione progressiva di petcoke con RDF (Refuse Derived Fuels) consegue, con sistematicità, la

diminuzione dei valori emissivi dei metalli, in ogni caso tutti a valori ampiamente contenuti.

In tal senso, pare emblematico il caso del Cadmio, per il quale la già bassa concentrazione

rilevata nel caso di utilizzo al 100 % di petcoke diminuisce drasticamente, al limite della rilevabilità

analitica, quando lo stesso petcoke viene progressivamente sostituito con RDF.

Metalli (µg/Nm3) RDF: 0 %

Petcoke: 100 % RDF: 8 %



Petcoke: 85 % Tl e composti (come Tl) 0.084 0.014 0.006 0.008 Cd e composti (come Cd) 0.003 <0.001 <0.001 <0.001 Hg e composti (come Hg) <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 Cr e composti (come Cr) 0.023 0.010 0.005 <0.003 Cu e composti (come Cu) 0.003 0.006 0.004 0.003 Co e composti (come Cr) <0.003 0.003 0.003 <0.003

Mn e composti (come Mn) 0.035 0.031 <0.027 0.028 Ni e composti (come Ni) 0.023 0.005 <0.003 0.003 Pb e composti (come Pb) 0.004 0.003 0.003 0.003 Sb e composti (come Sb) <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 Sn e composti (come Sn) <0.015 <0.013 <0.014 <0.013 As e composti (come As) <0.007 <0.007 <0.007 <0.007 V e composti (come V) 0.004 0.014 0.004 <0.001

PCDD/PCDF, ng/Nm3 0.00176 0.00154 0.00112 0.00074

Tabella 8- Confronto valori emissivi per diversi rapporti di sostituzione petcoke con RDF (estratta da M.Kara, 2012)

Anche in una logica più ampia del puro livello emissivo, si denota comunque un beneficio

dall’utilizzo di rifiuti quali combustibili in luogo del petcoke.

Tale è, nuovamente ad esempio, l’indicazione che deriva dall’applicazione di uno studio

recente di Life-Cycle Assesment (LCA) 16 ove, sulla base di dati sperimentali, sono stati esaminati

gli impatti ambientali complessivi per la produzione di cemento, in due scenari diversi, con e

senza la sostituzione di petcoke con RDF (al 20%). Nuovamente, risultano vantaggi evidenti dalla

sostituzione del petcoke con rifiuti in qualità di combustibili.

Quanto alla preparazione e alle caratteristiche del CSS, si può dunque oggettivamente

osservare che la pluriennale esperienza acquisita dai tecnici Buzzi Unicem, unitamente ai gestori

dell’impianto di Sommariva Bosco, ha consentito di affinare via via il processo produttivo

attraverso il controllo continuativo del potere calorifico per garantire il giusto dosaggio delle

“materie prime” in ingresso, ossia i rifiuti urbani e rifiuti industriali non pericolosi.

15 M. Kara, Environmental and economic advantages associated with the use of RDF in cement kilns, Resource, Conservation and Recycling, 2012 16 L.P.Guereca, The co-processing of municipal waste in a cement kiln in Mexico. A life-cycle assessment approach, Journal of cleaner production, 2015 (in stampa)

pag. 85


Altresì da evidenziare, è il monitoraggio a raggi infrarossi-NIR per verificare e ridurre il

contenuto di cloro organico, come pure le sistematiche verifiche del ciclo produttivo e,

soprattutto, l’implementazione di un affidabile sistema di gestione integrato della qualità e

dell’ambiente, che si estende fino ai bacini di raccolta e conferimento delle frazioni di rifiuto

costituenti, come prima definite, le “materie prime” del processo produttivo di CSS.

In conclusione, si aggiunge che la piena conformità ai requisiti tecnici, merceologici e

ambientali del CarboNeXT® 17 sarà garantita dalla “Dichiarazione di conformità” emessa dal

Produttore, conformemente alle disposizioni dell’art. 8, commi 2 e 6 e dell’Allegato 4 del D.M. n.

22/2013. Ciò dovrà conseguire all’esito positivo della verifica e all’attestazione della rispondenza

delle caratteristiche di classificazione (PCI, Cl, Hg di classi 3,3,2) relative a ciascun sotto lotto

(giornaliero) e delle caratteristiche di specificazione relative a ciascun lotto (max. 1500 t).

Di fatto, ogni conferimento sarà accompagnato dalla dovuta specifica e preventiva

attestazione del Produttore.

Inoltre, nei primi mesi di messa in esercizio dell’impianto di produzione, gli stessi

parametri saranno verificati dal Produttore su ciascun sotto-lotto18 e comunque, durante l’utilizzo

di CarboNeXT®, la Cementeria eseguirà i controlli, secondo le procedure operative previste dal

proprio sistema di gestione ambientale, tramite campionamento automatico del “CBN” sulla linea

di alimentazione dei bruciatori del forno e formazione del campione stratificato/composito

destinato all’analisi e verifica dei n. 14 parametri previsti da norma presso un Laboratorio terzo

accreditato.

4.1.3 Modalità di utilizzo e criteri operativi/gestionali del CarboNeXT® nel cementificio

Avendo già esaminato gli aspetti impiantistici della sezione di ricevimento e dosaggio del

CarboNeXT® asservito alla linea di cottura della Cementeria di Vernasca (Cap. 3.3.1, pag. 54),

verranno qui richiamati alcuni aspetti legati all’esercizio e alla logistica di stabilimento.

Tutte le operazioni inerenti le attività di recupero energetico del CarboNeXT®

(ricevimento, dosaggio, alimentazione dei bruciatori) verranno gestite dagli addetti, sempre

presenti (24 ore su 24) nella sala centralizzata di comando e controllo della linea di cottura,

17 Tabelle 1 e 2 dell’Allegato 1 del DM n. 22/2013 - con classificazione individuabile rispettivamente per PCI e Cl nella classe 3 e per Hg nella classe 2 e con costante rispetto dei limiti di specificazione (parametri riferiti a n. 11 metalli) 18 art. 8, comma 5 del DM n. 22/2013

pag. 86


attraverso la visualizzazione - su pannello sinottico - dei principali parametri operativi

dell’impianto e delle eventuali segnalazioni di allarme per intervenire, all’occorrenza, con

sufficiente tempestività.

Nel ricordare che l’impianto di ricevimento e dosaggio del CBN è dimensionato per

un’alimentazione al forno di 7,8 t/h, le previsioni progettuali indicano che, a regime, ossia in

presenza di un esercizio continuativo e regolare del forno di cottura con capacità produttiva

standard pari a 2800 t/d, il CarboNeXT® provvederà alla sostituzione di circa il 50% dell’apporto

calorico attualmente fornito dai combustibili tradizionali, quali polverino di carbone e CAV.

Va osservato che a tale sostituzione non corrisponde (né lo potrebbe) un’esatta

suddivisione dei combustibili quanto alla loro quantificazione. Infatti, atteso un cautelativo

fabbisogno calorico del forno (3520 MJ/t clinker ), la ripartizione in quote dei vari combustibili

dipende anche da contingenti situazioni di processo quali, in breve e a mero titolo esemplificativo,

le caratteristiche della farina cruda , ovvero l’alterazione del profilo della fiamma.

Tali circostanze comportano l’incremento dell’apporto termico (stimabile nell’ordine del

5-8%), condizionando quindi la quantità di combustibile necessario.

Non solo, la stessa disponibilità di combustibili (segnatamente CAV e farine animali)

vincola l’utilizzo di certi vettori energetici piuttosto che di altri, in ragione delle regole di mercato

delle fonti di approvvigionamento.

In definitiva, piuttosto che riferirsi a schemi rigidi, con queste premesse pare corretto

prendere in considerazione ipotesi di utilizzo dei combustibili quali quelli congruentemente

previsti dai tecnici Buzzi Unicem ed esplicitati nella sottostante tabella, ove viene esemplificata

una ragionevole stima/ipotesi di sostituzione calorica del polverino di carbone per circa il 50% sul

totale del fabbisogno calorico (411 GJ/t, corrispondente a 2800 t/giorno di clinker), unitamente

alla previsione di un aumento temporaneo del fabbisogno calorico (per complessivi 440 GJ/h) e

non considerando, in questo caso, il contributo delle farine animali.

pag. 87


Fabbisogno termico Fabbisogno calorico orario Fabbisogno calorico orario

(max. temporaneo)

FORNO 3520 MJ/ t clk 411 GJ/h 440 GJ/h

Combustibile PCI s.s. medio GJ/t GJ/ h

t /h GJ/ h

t /h testata calcinatore testata calcinatore.

CAV /Bitume 38 76 - 2,0 84 - 2,2

Petcoke 33 168 4,0 1,1 181 4,0 1,5

CarboNeXT® 22,5 153 3,0 4,8 176 3,5 5,5

Farine animali 18 14 0,8 - - - -

Tabella 9 - Ipotesi di quantificazione del "mix" energetico

Per quanto riguarda, infine, gli aspetti connessi all’esercizio della linea di cottura va

evidenziato che, in conformità alle disposizioni dell’art. 237-octies, comma 11 del D.Lgs 152/2006,

è previsto il blocco automatico dell'alimentazione del CarboNeXT® nei seguenti casi:

− all'avviamento, fino al raggiungimento della temperatura minima (850 °C), e nelle fasi di

arresto della linea di cottura, cioè nei transitori ascrivibili alle accensioni del forno

programmate e/o alle fermate per mancanza di energia da parte di ENEL;

− qualora la temperatura dei gas nella camera di combustione scenda al di sotto della

suddetta temperatura minima;

− qualora il monitoraggio continuo delle emissioni evidenzi il superamento di uno qualsiasi

dei valori limite.

Inoltre, il sistema di alimentazione è interconnesso con l’impianto di cottura che, a sua

volta, è dotato di dispositivi di sicurezza che intervengono in presenza di anomalie, rotture e/o

malfunzionamenti delle varie apparecchiature, quali ad esempio:

− blocco dei sistemi di alimentazione dei combustibili a causa dell’arresto dell’esaustore

forno;

− fermata/rallentamento del motore di rotazione del forno;

− anomalie alle unità filtranti;

− anomalie al sistema di controllo/regolazione della torre di condizionamento;

− abbassamento delle temperature nello scambiatore a cicloni.

pag. 88


Per completezza d’indagine, va infine esaminato l’aspetto legato al traffico, richiamando

in premessa che le materie prime, i combustibili ed i materiali ausiliari impiegati nel ciclo

produttivo provengono da fornitori esterni e vengono trasportati in Cementeria mediante

automezzi.

Il traffico si sviluppa sul sistema viario locale ed è interamente basato sulle seguenti

strade principali:

- SP 21 della Val d’Arda

- SP di Bardi (crinale Est)

- SP Antognano (crinale Ovest)

- SP delle Taverne (versante Ovest - direzione Sud-Ovest)

- Strada vicinale Lagoni (versante Ovest – direzione Sud-Ovest)

Per valutare l’incidenza del traffico indotto dalla movimentazione del CBN viene preso a

riferimento il recente (aprile 2015) monitoraggio del traffico eseguito dalla Società.

Da tale monitoraggio emerge che, a fronte di una produzione del forno di 79.500 ton di

clinker19, si registrano n. 6875 transiti così suddivisi:

- conferimento materie prime, correttivi n. 4614 (67,1%) - spedizione cemento e leganti idraulici n. 1957 (28,5%) - conferimento combustibili n. 304 ( 4,4%)

Viene quindi ad evidenziarsi un contributo sul traffico per l’approvvigionamento dei

combustibili poco superiore al 4%.

Resta quindi da valutare quanto il trasporto del CarboNeXT® possa eventualmente

incidere su tale aliquota. Nell’ipotesi a regime di un consumo di 7,8 t/h per 30 giorni consecutivi di

CBN in sostituzione del polverino di carbone i transiti mensili aggiuntivi20 indotti dalla

movimentazione di tale prodotto risulterebbero pari a 50 come risulta dal seguente prospetto.

Infatti, nel mese di aprile ca., il consumo effettivo di combustibili (CAV, petcoke

grezzo e farine animali) ha comportato i seguenti transiti:

Combustibile PCI s.s. - GJ/t GJ ton t /mezzo n. automezzi CAV 38 123.728 3.256 28,5 114 Polverino petcoke 33 121.142 3.671 27,0 150 Farine animali 18 15.890 908 28,5 31

totale 260.760 7.835 --- 295

19 Corrispondente ad una produzione media giornaliera di 2650 tonnellate di clinker 20 Calcolo relativo al mese di aprile 2015

pag. 89


Qualora, sempre nel mese di aprile, il fabbisogno termico del polverino di carbone

fosse stato parzialmente sostituito dal CarboNeXT®, i transiti sarebbero stati pari a:

Combustibile PCI s.s. - GJ/t GJ ton t /mezzo n. automezzi

CAV 38 121.676 3.202 28,5 112 Polverino petcoke 33 26.070 790 27,0 32

Farine animali 18 3.500 200 28,5 7 CarboNeXT® 22,5 109.514 5.616 29,0 194

totale 260.760 9.808 345

Tabella 10 - Confronto tra il traffico allo stato attuale (a) e il traffico con CarboNeXT (b)

In concreto, si registra un incremento massimo (andata + ritorno) di 4,8 passaggi /giorno

di autoarticolati: ciò, a conferma della marginale incidenza che essa può determinare sulla locale

viabilità e, in altri termini, non è tale da determinare il peggioramento della locale qualità

dell’aria. Nondimeno, si rimanda comunque al già citato Cap. 5 dedicato al calcolo previsionale

della qualità dell’aria, che ha comunque preso in considerazione anche l’aspetto legato al traffico.

Oltretutto, il già marginale contributo dovuto al CarboNeXT® sarebbe ancora minore visto

che l’utilizzo di tale prodotto comporterà un minor fabbisogno di reagente (valutabile in misura

approssimata del 30%) necessario al sistema di rimozione degli ossidi di azoto (SNCR), anch’esso

trasportato con autoarticolati.

E’ inoltre significativo osservare che le indagini eseguite negli anni 1993 e 1995 dalla

Provincia e da UNICEM sulla distribuzione del traffico, evidenziavano che, nel periodo diurno, il

contributo della Cementeria di Vernasca sulla rete viaria locale rappresentava circa il 12% del

totale nel tratto Lugagnano-Castell’Arquato, valore che si riduceva a livelli compresi tra 6% e 8%

lungo le direttrici di Salsomaggiore, Fiorenzuola e Piacenza.

Allo stato attuale, le suddette percentuali potrebbero anche essersi ridotte in quanto il

traffico “pesante” indotto dalla Cementeria non è aumentato, a fronte di un probabile incremento

dei transiti complessivi dei veicoli privati.

In ogni caso, ponendo l’attenzione sugli impatti del traffico veicolare indotto sullo stato

della qualità dell’aria della Val d’Arda, si richiama il fatto che le sostanze gassose e il particolato

solido aerodisperso, generati dai motori dei mezzi impiegati per il trasporto dei vari materiali,

dipendono sostanzialmente dalle caratteristiche tecniche dei mezzi e dal loro stato di

manutenzione.

pag. 90


Certamente, l’utilizzo di mezzi più moderni e in linea con i requisiti di cui alle ben note

direttive in tema di requisiti prestazionali comporta indubbi benefici in termini di impatto

emissivo.

A tale scopo, in conformità ai principi ispiratori della propria Politica Ambientale, Buzzi

Unicem sta promuovendo la sensibilizzazione delle ditte di autotrasporto e imporrà una

pianificazione per il rinnovamento del parco circolante, con progressiva sostituzione dei vecchi

mezzi in favore di veicoli a emissioni ridotte (Euro 5-6), in ottemperanza anche a quanto

specificato nel PAIR 2020 (Piano Aria Integrato Regionale).

4.2 Valutazione delle implicazioni ambientali per l’utilizzo di CarboNeXT®

Il presente capitolo si propone di chiarire, in via definitiva, la sussistenza di problematiche

legate all’utilizzo del prodotto di cui trattasi.

Sotto il profilo formale, oltre quanto già esplicitato nel Cap. 2.3.2 possono essere

sviluppate alcune brevi considerazioni in merito alla valenza del D.M. 22/2013, visto che talora ne

viene discussa persino la legittimità e/o l’applicabilità a prodotti che pur ne rispettano i requisiti

da esso fissati.

Per il primo aspetto, non v’è dubbio che il decreto ministeriale di cui trattasi è conforme

alla normativa comunitaria di riferimento, ossia alla Direttiva 2008/98/CE, già qui richiamata nel

testo precedente, tesa a definire (art. 6) le condizioni alle quali ricorre la “cessazione della

qualifica di rifiuto”. E’ altresì conforme per quanto previsto dallo stesso art.6 laddove (comma 4)

viene specificata la procedura cui devono attenersi gli Stati membri per la decisione “caso per

caso” di rifiuti per i quali può ricorrere lo status di prodotto, in quanto non più rifiuto.

In proposito, giova ricordarlo, lo stesso D.M. 22/2013 è stato emanato a seguito di un

“percorso” formale e sostanziale che, in concreto, ha portato al parere positivo della

Commissione UE, quindi solo dopo il recepimento dei pareri circostanziati e delle osservazioni

pervenute dalla stessa Commissione e da alcuni Stati membri al fine di garantire la massima

protezione ambientale e della salute umana.

Garanzie che, inoltre, vengono ulteriormente evidenziate dal fatto che gli impianti (sia per

la produzione, che per l’utilizzo) sono soggetti ad Autorizzazione Integrata Ambientale e, quindi,

necessariamente dotati delle migliori tecnologie disponibili.

pag. 91


Infine, può essere fatto cenno all’orientamento della giurisprudenza amministrativa che,

in merito all’utilizzo di Combustibili Solidi Secondari, ne riconosce la conformità alla normativa

tecnica presa a base dei requisiti di cui al D.M. 22/2013.

Chiarita la piena rispondenza formale, nel seguito dell’esposizione si procederà ad un

approfondimento delle questioni più propriamente tecniche in merito alla valutazione degli

eventuali impatti connessi all’utilizzo dei CSS, in generale, e del CarboNeXT®, in particolare.

In via preliminare e metodologica, va chiarito che la formulazione di un giudizio

complessivo sulle implicazioni ambientali dei CSS non può che ricondursi all’esame delle

peculiarità emissive delle specie inquinanti connesse all’esercizio di un cementificio e, soprattutto,

alla valutazione delle prestazioni ambientali “realmente” riscontrabili presso di esso.

Infatti, se le prime possono essere inquadrate in via “teorica” non vi è dubbio che la

valutazione delle emissioni realmente riscontrabili per i cementifici, con specifico richiamo a quelli

che utilizzano combustibili non convenzionali/CSS, costituisce un inequivocabile ed oggettivo

strumento di valutazione.

A tal fine, oltre a dati di letteratura riferiti al settore cementiero in generale, nel seguito

verrà fatto indispensabile richiamo alle esperienze condotte presso le cementerie del Gruppo

Buzzi Unicem che già utilizzano Combustibili Solidi Secondari, ossia le Cementerie di Robilante

(CN) e Barletta.

Oltretutto, tali cementerie sono soggette a rigorosi controlli e, quindi, il giudizio che se ne

può trarre si basa sui riscontri oggettivi da parte degli Enti preposti al controllo (ARPA), come pure

su specifici studi condotti da autorevoli Istituzioni (CNR- Istituto sull’Inquinamento atmosferico),

che garantiscono sugli esiti analitici e le conseguenti valutazioni.

4.2.1 Sui livelli emissivi

Come sopra evidenziato, si farà riferimento alle esperienze condotte presso le Cementerie

di Robilante (2 forni) e Barletta.

Tali esperienze sono del tutto significative in quanto condotte da Organismi istituzionali

ed esprimono le risultanze di ben 1740 ore di campionamento delle emissioni, relative al

complessivo periodo 2005-2013. Sono altresì da ritenersi particolarmente significative ai fini della

valutazione previsionale dell’impatto emissivo della Cementeria di Vernasca conseguente

all’utilizzo del CarboNeXT®. Infatti, nei tre forni di cottura clinker vengono utilizzati CCS

(oltretutto in “qualità” di rifiuto, codice C.E.R. 19.12.10) e sono disponibili confronti tra i livelli

pag. 92


emissivi con e senza l’utilizzo degli stessi CSS. Ossia, sono state registrate le emissioni in presenza

di co-combustione di diversificate quantità di CSS-rifiuto, comprese le emissioni derivanti dagli

impianti del by-pass cloro di cui sono dotati i forni in esame 21 e per i quali, pertanto, si può fruire

di un’esperienza praticamente decennale.

Effettivamente, la mole di dati disponibili è decisamente notevole e, per economia di

esposizione, vengono ripresi nel presente testo unicamente le risultanze di sintesi, tenuto conto

anche del fatto che molte informazioni sono disponibili negli elaborati già presentati da Buzzi

Unicem a corredo della richiesta di attivazione di V.I.A. e modifica della vigente A.I.A. n. 367/2014.

Per i temi qui specificatamente sviluppati, è quindi sufficiente richiamare solo alcune delle

più significative tipologie di dati presi a riferimento per la disamina di cui al seguito del testo:

- bilancio metalli pesanti per il forno di Vernasca (aprile 2015);

- valori emissivi emissione E8 del forno di Vernasca (aprile 2015):

- bilancio metalli pesanti per il forno di Barletta (ottobre 2014);

- bilancio metalli pesanti per il Forno F2 di Robilante (novembre 2013);

- valori emissivi comparati dei forni di Vernasca, Robilante e Barletta (periodo complessivo

2005-2013);

- caratterizzazione petcoke (periodo 2006-2015);

- caratterizzazione CSS (2013-2014) prodotto a Sommariva Bosco con identiche modalità

operative con le quali è stata prevista la produzione del CarboNeXT® per la Cementeria di

Vernasca;

- caratterizzazione delle ceneri derivanti da combustione del CarboNeXT®.

Sulla base delle indicazioni provenienti dal complesso dei dati si possono trarre alcune

considerazioni significative.

Va infatti ribadito che le linee di cottura clinker di Robilante e Barletta rispecchiano

situazioni emissive del tutto congruenti per la valutazione del futuro assetto emissivo di Vernasca,

ove sono riscontrabili impianti e criteri di esercizio ampiamente rispecchianti quelle delle altre

due Cementerie.

In particolare, le linee di cottura della farina sono del tutto simili, ossia sono attuati

processi a via secca con preriscaldatore a cicloni e calcinatore, in accoppiamento alla macinazione

della farina cruda e, quindi, conformi alla B.A.T di settore. Altresì simili risultano essere i presidi

ambientali a contenimento delle emissioni di polveri (costituiti da moderni filtri a maniche con

21 Forno F3 Robilante: 2004; Forno F2 Robilante: 2007; Forno Barletta: 2005)

pag. 93


sistema di pulizia pulse-jet), il che favorisce, ad esempio, il confronto e la valutazione dei livelli

emissivi associati ai metalli, per quanto già discusso circa il loro contenimento.

Inoltre, come già discusso, va ricordato che il CarboNeXT® verrà prodotto con le stesse

modalità già attuate per una quota di CSS da anni utilizzato a Robilante.

Non vi è quindi dubbio che le esperienze maturate nei forni di Barletta e Robilante

costituiscono congruo e significativo riferimento per valutare, sulla base di riscontri oggettivi, le

implicazioni ambientali conseguenti all’utilizzo di CarboNeXT®.

Diversamente, ignorare la valenza di tali esperienze risulterebbe vuoto ed astratto

esercizio concettuale poiché, più che a dati di letteratura, talvolta di carattere più “generalista”,

nella presente fattispecie si può (e si deve) fare riferimento a dati oggettivi e del tutto congruenti

con la fattispecie esaminata.

Dunque, proprio sotto il profilo della concretezza e dell’oggettività, si rileva che i livelli

emissivi dei metalli rilevati nelle cementerie Buzzi Unicem, che utilizzano CSS (pure nella qualità di

rifiuto) si attestano su valori decisamente inferiori (fino a due ordini di grandezza) ai valori limite

previsti dall’Allegato 2, p. A.2 del Titolo III-bis alla Parte IV del D.Lgs 152/2006 per gli Impianti di

coincenerimento.

Anche per il mercurio (di cui il presente studio aveva evidenziato la possibile criticità)

come pure per i microinquinanti organici (tra cui le diossine) non sono ravvisabili peggioramenti in

caso di utilizzo dei CSS. Anzi, sono persino osservabili diminuzioni dei valori emissivi se vengono

confrontati i contributi da petcoke con quelli da CSS. Ciò, come già osservato al Cap. 4.1.2, a

ulteriore conferma che il secondo combustibile può risultare persino migliore del primo, quanto a

incidenza sulle emissioni.

In questo contesto, come già analizzato nella discussione sulle BAT di settore, anche lo

“Studio sulle sorgenti di emissione di mercurio e sull’efficacia delle misure di controllo” (UNEP,

settembre 2010) riconosce che, per il settore cemento, le principali tecniche di prevenzione sono:

- l’abbinamento diretto del forno, con preriscaldatore a cicloni e precalcinatore, e molino

crudo (con combinazione della bassa temperatura ed effetto scrubber della “farina” in

alimentazione);

- l’installazione di filtri a maniche ad alta efficienza;

- la periodica estrazione dal processo di cottura delle polveri captate (CKD e BPD);

pag. 94


- il maggior input di Hg deriva dalle materie prime naturali (calcare, marna, argilla, …) in

alimentazione al forno, mentre è secondario (anche 10 volte inferiore) l’apporto dei

combustibili alternativi, concordando peraltro con le risultanze dello studio “Mercurio

nell’industria del cemento”, eseguito dall’Università di Liegi (Renzoni, 2010) e da

“Operational factors affecting the mercury emissions from cement kilns” (ECRA-Schafer,

2011).

Per il tema generale dei metalli, basta richiamare le conclusioni pressoché univoche degli

studi pluriennali effettuati da primarie Istituzioni internazionali (quali UNEP, Università Liegi, IRC-

IES, etc….), dove il recupero di rifiuti in cementeria viene individuato e valutato come scelta

strategica eco-compatibile, con la specifica precisazione che “….le emissioni in atmosfera sono

ampiamente indipendenti dalla tipologia di combustibile,…dipendendo soprattutto dalle

caratteristiche delle materie prime naturali e dal processo”.

Può essere inoltre segnalato il documento comunitario CEN/TR 15508 ”Key properties on

solid recovered fuels to be used for establishing a classification system” (2008), che al punto g. 5

“Accumulo di metalli pesanti nei prodotti” dimostra come tale aspetto sia stato ampiamente

investigato e che, nonostante l’aumento (dal 10% al 60%) del coincenerimento di combustibili

alternativi, i range del contenuto di metalli pesanti non sono cambiati.

Similmente, la norma comunitaria CEN 15508:2008 “Effetti sulle emissioni di metalli

pesanti”, al punto g. 4.1 relativo ai forni da cemento 22 riporta: ”I risultati dello studio VITO

relativo a cementerie che utilizzano CSS, dimostrano che non ci sono significative influenze sulla

situazione emissiva di metalli pesanti”.

Anche i risultati della ricerca ECRICEM (Environmental CRIteria for CEMent based

products, promossa nel 2011 dalla Commissione Europea) evidenziano che le concentrazioni di

metalli pesanti presenti nei campioni di cemento esaminati (prodotti in Germania nel periodo

1994÷2011), nonostante il notevole e costante incremento nel mix di combustibili secondari (che

passa dal 19% del 1998 ad oltre 60% del 2011), non mostrano particolari tendenze, con livelli

medi sostanzialmente stabili e oscillazioni molto modeste, del tutto sovrapponibili con quelle

derivanti dalle variazioni attese nelle corrispondenti presenze nelle materie prime e costituenti

secondari utilizzati. Tali risultati sono illustrati nella seguente Figura 12

22 (“Energetischevalorisatie van hoogcalorische afvalstromen in viaanderene: uitstoot van zware metalen”: THEUNIS J. Et al - 2003)

pag. 95


Figura 12 – (a) Evoluzione temporale delle concentrazioni medie di metalli in traccia rilevate nei cementi prodotti in Germania e (b) nel tasso di sostituzione calorica utilizzato nello stesso periodo (VDZ, 2012)

In definitiva, non solo i dati significativi che possono costituire diretto confronto con la

realtà produttiva della Cementeria di Vernasca, ma una numerosissima letteratura scientifica

evidenzia che l’incremento della sostituzione calorica tramite combustibili “alternativi” non

determina variazioni nella concentrazione dei metalli pesanti al camino. Ciò, è importante

evidenziarlo, si registra in modo del tutto indipendente dalla tipologia del processo ovvero dalle

caratteristiche del combustibile secondario.

pag. 96


Del resto, se il ricorso alla combustione dei rifiuti (quindi, neppure “prodotti end of

waste”) è stato annoverato tra le migliori tecnologie disponibili, è palese che siano stati

opportunamente valutati tutti gli aspetti ambientali.

Analoghe considerazioni possono essere sviluppate in riferimento alla fattispecie dei

microinquinanti organici (tra cui le diossine in primo luogo) a conferma di quanto già ampiamente

discusso relativamente alla capacità del processo di produzione del cemento di attuare la

completa termodistruzione dei composti organici potenzialmente pericolosi e l’inglobamento dei

cloruri organici nel clinker, senza pregiudicarne la qualità, come successivamente chiarito.

Infatti, anche le numerose indagini analitiche disponibili, così come le oggettive

valutazioni della letteratura scientifica in materia, confermano che le peculiari caratteristiche

impiantistiche e fluodinamiche ed i parametri di esercizio del processo di cottura clinker

assicurano condizioni ideali (oltre che per la neutralizzazione dei gas acidi prodotti nella

combustione) per la termodistruzione dei composti organici pericolosi (con efficienza prossima al

100 %.

Quindi, come anche rilevabile dagli studi e dai dati della letteratura specializzata, il

processo di combustione è del tutto ininfluente sulle emissioni di PCDD/PCDF, al netto del

contributo derivante dai PCDD/PCDF imputabili alle sostanze organiche presenti nella miscela

generatrice; infatti, quando la “farina cruda” raggiunge questa sezione del processo, tutte le

sostanze organiche presenti sono già state sottoposte a completa combustione (SINTEF, 2006).

Anche le indagini analitiche (relative ad oltre 3000 ore di campionamento sui forni del

Gruppo Buzzi Unicem, con e senza CSS) confermano che, durante il recupero energetico di CSS, le

emissioni di microinquinanti registrano differenze minimali rispetto a quelle ascrivibili all’utilizzo

dei soli combustibili tradizionali, con concentrazioni mediamente inferiori a 0,003 ng TEQ/Nm3

(rif. 10% O2 e gas secco)

Infine, per quanto riguarda le polveri fini/ultrafini, nuovamente i risultati del CNR, relativi

agli studi sulle cementerie del Gruppo Buzzi Unicem, consentono di osservare livelli emissivi di

polveri “totali” mediamente inferiori a 3 mg/Nm3, indipendentemente dal recupero energetico di

combustibili alternativi.

Va pure specificato che, oltre il 70% delle polveri emesse, è costituito da carbonato e

ossido di calcio; vale a dire, elementi che certamente non differenziano in modo particolare il

contributo del processo di produzione del cemento da altre fonti antropiche.

pag. 97


In ogni caso, è provata l’efficacia dei sistemi di abbattimento delle polveri adottate in

cementeria al punto tale che lo studio del CNR così si esprime “I dati della sperimentazione

rilevano valori in emissione di nanoparticelle ampiamente inferiori (da 8 a 15 volte) a quelli

riscontrati nell’aria ambiente e, soprattutto, inferiori di due/tre ordini di grandezza rispetto a

quelle delle caldaie civili alimentate a pellets e gasolio (milioni di nanoparticelle/cm3), laddove

non dotate di adeguati sistemi di abbattimento per le polveri”.

E, proprio in riferimento alle nanoparticelle emesse, sempre dallo studio del CNR è

possibile osservare che l’utilizzo di combustibili alternativi non comporta alcuna incidenza

“aggiuntiva”, come si evince dalla Figura 13.

Figura 13 – Cementeria di Robilante: confronto emissione di nanoparticelle con e senza utilizzo di CDR

A ulteriore testimonianza, pare opportuno richiamare il significativo parere espresso

dall’Organo di controllo che, dopo attenta e rigorosa disamina degli aspetti connessi all’utilizzo di

combustibili alternativi presso la Cementeria di Robilante, così ebbe a esprimersi23 “l’utilizzo di

combustibili alternativi, sottoposti ad un preventivo e sistematico controllo qualitativo, risulta

ininfluente sulle emissioni di metalli pesanti e di microinquinanti organici clorurati e che possono

essere conseguiti bilanci emissivi al camino neutri e in prospettiva virtuosi rispetto alla

configurazione operativa con combustibili fossili tradizionali”.

Quale commento finale, a conferma della significatività delle emissioni derivanti dagli

impianti di Robilante e Barletta, le indicazioni che provengono da tali esperienze trovano riscontro

nelle indicazioni provenienti dalla letteratura di settore, alcune delle quali sostanzialmente

riassunte nel citato studio LEAP-Politecnico di Milano.

23 ARPA CN - prot. 102672/SC10 del 21/09/2010

pag. 98


4.3 Sulle caratteristiche dei prodotti

In questa parte dell’elaborato saranno esaminati gli aspetti legati alle eventuali

conseguenze che l’utilizzo del CarboNeXT® può determinare sui prodotti finali in relazione

all’impiego di altri combustibili, anche tradizionali.

In primo luogo, va ricordato che il cemento prodotto è soggetto a ben definiti vincoli in

termini di caratteristiche e standard di qualità definiti a livello comunitario.

Risulta quindi indispensabile un’accurata selezione delle materie prime in ingresso e, in tal

senso, il controllo dei materiali finalizzati alla vera e propria produzione coincide con le esigenze

di tipo ambientale, laddove (vedasi Cap. 2.6) esse coincidono con le tecniche suggerite dai BRef di

settore per il contenimento delle varie specie inquinanti.

Poiché i materiali/sostanze utilizzati in sostituzione dei combustibili fossili contengono gli

stessi elementi delle materie prime che sostituiscono, il loro impiego non incide sulle

caratteristiche del prodotto finale. Anzi, come già è stato esaminato per il confronto con il

petcoke, i CSS (e a maggior ragione ii CarboNeXT®) di cui alla presente fattispecie evidenziano

contenuti di specie “inquinanti” persino inferiori.

Dunque, il beneficio rilevabile a livello emissivo può anche essere direttamente

riscontrato per la qualità dei prodotti finali.

Peraltro, le caratteristiche di impianto e di processo del cemento sono tali da produrre

l’inglobamento di alcune specie nella matrice del clinker senza alterarne i requisiti merceologici e

le caratteristiche chimico-fisiche.

L’aspetto commerciale pare tanto ovvio da non richiedere ulteriore commento, posto che

l’obiettivo di un cementeria è del tutto evidente.

Anzi, in proposito, va evidenziato che Buzzi Unicem, prima in Europa, ha ottenuto, fin dal

2004, la certificazione EPD dei cementi prodotti a Vernasca; tale certificazione è stata poi estesa

nel 2012 a tutti i n. 54 cementi prodotti in Italia, perseguendo l’obiettivo di diffondere e

valorizzare l’eccellenza e la eco-compatibilità dei propri processi e prodotti, correlati al

raggiungimento di elevate performance.

La dichiarazione ambientate - EPD (Environmental Product Declaration) è un innovativo

strumento gestionale idoneo a misurare la sostenibilità di un prodotto con dati oggettivi e

pag. 99


verificabili lungo l’intero ciclo di vita , prendendo in esame il processo produttivo, la fase d’uso di

vita e fine vita, con un approccio definito “dalla culla alla tomba

Per quanto riguarda le caratteristiche del prodotto finale, va posta attenzione al

comportamento delle specie “inquinanti presenti” nei materiali da costruzione, laddove il

cemento si mescola con acqua, ghiaia e sabbia per la produzione di calcestruzzi o malte.

Pertanto, il problema si pone nella valutazione delle possibilità di rilascio, o meno, di

talune specie inquinanti nei manufatti finali, con particolare riferimento al caso dei metalli.

In proposito, possono essere sinteticamente sviluppate alcune considerazioni, sulla base

di principi e fenomenologie ben noti.

Pertanto, si richiamano le interazioni chimiche degli elementi in traccia con i prodotti

derivanti dall’idratazione a formare legami tra loro.

Inoltre, l’indurimento progressivo dei conglomerati cementizi forma una struttura solida

che risulta fortemente impermeabile, riducendo le possibilità di migrazione degli elementi

presenti nella matrice.

La conseguenza è che le proprietà di trasporto di un determinato metallo si modificano

drasticamente rispetto al caso di mobilità in acqua pura.

Più concretamente, le velocità di diffusione in un calcestruzzo si riducono sino a diversi

ordini di grandezza, rendendo la cessione a lungo termine trascurabile e, in ogni caso, conforme

agli standard di qualità.

Peraltro, più che l’approfondimento specifico sulla fenomenologia del rilascio, è qui utile

richiamare le principali evidenze che sono reperibili in letteratura riguardo alla differenza indotta

sui prodotti dal coincenerimento di combustibili alternativi.

Quale supporto alla valutazione della possibilità di rilascio possono essere riprese le

risultanze del già citato studio LEAP-Politecnico di Milano che, riassumendo le risultanze di alcuni

rilevanti studi relativi allo specifico tema del rilascio dei metalli 24, conclude che:

− non si rilevano differenze tra cementi prodotti con e senza l’utilizzo di combustibili

alternativi;

24 documento comunitario CEN/TR 15508 ”Key properties on solid recovered fuels to be used for establishing a classification system” (2008); ricerca ECRICEM (Environmental CRIteria for CEMent based products, promossa nel 2011 dalla Commissione Europea); studio di simulazione, commissionato dall’Agenzia Federale per l’Ambiente della Germania (Umweltbundesamt) all’istituto di ricerche sulla combustione di Karlsruhe, 2003.

pag. 100


− le cessioni attese (sul lungo periodo) nell’utilizzo dei materiali in corso d’opera si

collocano su livelli sistematicamente irrilevanti (vedasi successiva Tabella 11);

− nelle diverse tipologie di conglomerati cementizi, il contributo dei combustibili alternativi,

quanto alla presenza di metalli, è indistinguibile.

Metallo in traccia Rilascio (%)

Antimonio 0,04

Arsenico 0,01

Cadmio 0,16

Cromo 0,04

Manganese 0,0003

Molibdeno 0,05

Nichel 0,02

Piombo 0,01

Rame 0,02

Vanadio 0,06

Zinco 0,02

Tabella 11 Valori medi dei rilasci di alcuni metalli di interesse ambientale (% rispetto al contenuto nel cemento) -

Relativamente alla caratterizzazione dei microinquinanti organici (IPA, PCCD/PCDF)

presenti nel clinker e nei cementi, i risultati delle indagini analitiche eseguite sistematicamente,

fin dal 2006, dalle Società Cementiere Europee (Associate al Cembureau) sulle varie tipologie di

cementi (prodotti con differenziati assetti produttivi) confermano che il contenuto di

microinquinanti organici (PCDD/PCDF) risulta essere del tutto indipendente dall’utilizzo di rifiuti

come materia e/o combustibili

Si evidenzia quindi, in modo oggettivo, l’assenza di problematiche per quanto riguarda la

qualità del prodotto finale.

Infine, per una completa disamina della problematica sul prodotto finale, va affrontato il

tema del contributo/incidenza posto in essere dall’apporto delle “ceneri” (sotto forma di polveri

che vengono recuperate e riciclate nel ciclo produttivo) derivanti dalla combustione del

CarboNeXT® .

Relativamente alla quantità è utile specificare che il problema pare trascurabile, posto che

le ceneri costituisco frazione del tutto marginale rispetto al totale della miscela in alimentazione

al forno rotante, dell’ordine delle 200 t/h.

pag. 101


Sotto il profilo qualitativo, e in analogia a quanto sopra discusso circa l’inglobamento delle

sostanze nella matrice solida, anche le ceneri subiscono una serie di reazioni di adsorbimento (sia

fisico che chimico) sul clinker prodotto, con il risultato di venire inglobate nello stesso, attraverso

il reticolo dei silicati e degli alluminati.

In tal senso, non è trascurabile la circostanza per la quale, a differenza degli inceneritori,

oppure nella produzione di energia in cui la cenere costituisce una matrice da smaltire, nella

produzione del cemento non vi è produzione di rifiuti, con evidenti benefici diretti socio-

economici.

In ogni caso, il prospetto di cui alla seguente tabella chiarisce in via definitiva la marginale

incidenza delle ceneri sul prodotto finale.

CarboNeXT® ceneri

clinker CarboNeXT® ceneri

clinker contributo

mg/kg mg/kg g/h g/h %

Hg < 0,1 <0,5 0,10 58,33 0,16

Cd <0,5 0,6 0,48 70,00 0,68

Tl <0,5 <0,5 0,48 58,33 0,82

As 0,7 3,2 0,67 373,33 0,18

Co 2,3 7,4 2,19 863,33 0,25

Cr 43,3 13,1 41,20 1528,33 2,70

Cu 144,0 92,7 137,03 10815,00 1,27

Mn 133,0 197,2 126,56 23006,67 0,55

Ni 12,8 22,8 12,18 2660,00 0,46

Pb 82,0 31,3 78,03 3651,67 2,14

Sb 3,1 4,1 2,95 478,33 0,62

V 3,8 18,7 3,62 2181,67 0,17

IPA <0,5 <0,5 0,48 58,33 0,82

PCB µ <0,001 <0,001 0,001 0,12 0,82

PCDD (ngTE/kg) < 1 5,5 0,000001 0,00064 0,15

max t /h 0,95 116,7 0,82

Tabella 12 - Contributo delle ceneri di CarboNeXT® sul clinker prodotto

4.4 Considerazioni di sintesi sul CarboNeXT®

Sulla base delle considerazioni esposte nel presente capitolo, si possono trarre le seguenti

considerazioni di sintesi:

− Il CarboNeXT® verrà prodotto con il processo studiato, brevettato e già realizzato da Buzzi

Unicem nello stabilimento di Sommariva Bosco, potendosi avvalere di tecniche produttive

pag. 102


tali da riscontrare il miglioramento dello stesso CarboNeXT® rispetto ai CSS tradizionali,

per l’utilizzo come combustibile presso il forno di Vernasca;

− si evidenziano le caratteristiche migliorative del prodotto, specie in riferimento agli altri

combustivi “tradizionali”, come ad esempio il petcoke per il quale la letteratura indica

valori emissivi, sia pur ampiamente contenuti, maggiori o al limite uguali a quelli

riscontrabili per RDF;

− il CarboNeXT® è pienamente conforme ai requisiti tecnici, merceologici e ambientali di cui

al D.M. 22/2013 e quindi, di fatto, assume la valenza di prodotto combustibile, con

classificazione individuabile rispettivamente per PCI e Cl nella classe 3 e per Hg nella

classe 2;

− in termini di impatto ambientale, l’utilizzo del CarboNeXT® presso l’impianto di Vernasca

non comporterà variazioni peggiorative rispetto alla situazione attuale;

− oltre che dalla letteratura di settore, l’assunto di cui sopra deriva dall’osservazione dei

valori emissivi registrati presso i sopra citati forni di Robilante e Barletta che, utilizzando

CSS, con caratteristiche chimico-fisiche del tutto similari a quelle del CSS prodotto a

Sommariva Bosco (CN), costituiscono oggettivo ed ineludibile termine di confronto per

utilmente valutare le emissioni atmosferiche, con e senza l’utilizzo di CSS;

− in tal senso, non si rilevano differenze tra le due situazioni, con ciò confermando anche le

indicazioni che provengono dalla letteratura di settore, ove si riscontra l’ininfluenza

dell’utilizzo di materiali recuperati/rifiuti in co-combustione;

− la letteratura di settore, supportata da numerose evidenze sperimentali, evidenzia che le

caratteristiche del clinker non vengono influenzate dall’utilizzo di combustibili alternativi;

− le implicazioni ambientali, riconducibili all’utilizzo di CSS e/o “CBN” nella produzione di

cementi, si inquadrano nella problematica più generale del ruolo attribuibile ai metalli in

limitata concentrazione presenti nella matrice solida, comune a numerose situazioni

analoghe che coinvolgono prodotti, nonché rifiuti e materiali residuali di varia natura e

origine;

− peraltro, potendo riscontrare presso la Cementeria di Vernasca presidi avanzati di

depolverazione, non è dato di ipotizzare alcuna variazione degli impatti ambientali per la

presenza di metalli nelle emissioni atmosferiche;

− il CarboNeXT® , che tra l’altro denota caratteristiche migliori dei tradizionali CSS, non può

comportare alterazione del prodotto finale, in grado quindi di rispettare gli standard

europei che, in ogni caso, verranno verificati sia dal laboratorio interno alla Cementeria,

che da Enti indipendenti.

pag. 103


5 STUDIO PREVISIONALE DI RICADUTA ATMOSFERICA DELLE EMISSIONI DELLA

CEMENTERIA

Come specificato in premessa, al fine di dare luogo ad un’ampia e completa valutazione

dell’assetto emissivo della Cementeria di Vernasca, si è ritenuto opportuno sviluppare uno studio

di dispersione atmosferica, così da recepire le risultanze di tale studio per integrare e perfezionare

le complessive considerazioni sull’impatto ambientale derivante dalla stessa cementeria.

Lo scrivente, in qualità di coordinatore, ha affidato lo sviluppo dei calcoli alla Società

ARIANET srl di Milano, estremamente qualificata nel tema della modellistica ambientale.

Poiché la stessa Società ha sviluppato un elaborato specifico, completo di tutte le varie

ipotesi modellistiche e delle risultanze, esso viene integralmente riportato nell’Allegato 1 per

l’eventuale consultazione e gli approfondimenti del caso.

Pertanto, verranno qui ripresi in modo sintetico gli elementi essenziali dell’impostazione

dello studio, alcune peculiarità modellistiche particolarmente rigorose e cautelative, nonché i

risultati finali che sono derivati dai calcoli di ricaduta atmosferica.

5.1 Generalità sui modelli di dispersione atmosferica e il modello “Spray”

La dispersione degli inquinanti in atmosfera viene di norma simulata con modelli

semplificati (gaussiani rettilinei e stazionari) che consentono di affrontare piuttosto agevolmente

(in caso di sorgenti singole o, quanto meno, poco numerose) studi su lunghi periodi temporali

(tipicamente 1 anno). Viene resa così possibile la quantificazione, per via teorica, dell’impatto

atmosferico dell’impianto preso in considerazione riportata generalmente sotto forma di mappe

di isoconcentrazione sul territorio circostante lo stesso impianto, per poter confrontare l’impatto

ambientale (le “immissioni”) con gli standard di qualità dell’aria previsti dalla normativa vigente

relativi ai diversi inquinanti.

Questo approccio è, in genere, considerato sufficiente per controllare l'impatto massimo

dei rilasci e fornisce, su lunghi periodi, risultati mediamente non inferiori alle osservazioni delle

reti di rilevamento della qualità dell'aria in situazioni geomorfologiche semplici.

Tuttavia, le simulazioni con i modelli gaussiani forniscono, in molte situazioni critiche,

risultati poco realistici per diversi motivi:

pag. 104


− inadeguatezza nel trattare l’orografia, specie se complessa;

− impossibilità di riprodurre le situazioni di calma di vento;

− incapacità di seguire correttamente l’evoluzione temporale delle emissioni in atmosfera

− i fenomeni fortemente non stazionari e non omogenei (transitori, brezze, ricircolo dei

pennacchi, etc.) non possono essere tenuti in considerazione;

− non sono previste variazioni spaziali delle variabili meteorologiche: per esempio, viene

assunta, per semplificazione, un’unica direzione del trasporto degli inquinanti su tutto il

dominio di calcolo.

Per affrontare studi di situazioni complesse occorre dunque disporre di modelli tri-

dimensionali in grado di ricostruire la dinamica dell’evoluzione degli inquinanti all’interno del

flusso atmosferico.

Allo scopo, vista la particolare morfologia del territorio circostante la Cementeria di

Vernasca si è ritenuto necessario l’utilizzo di un modello di dispersione lagrangiano a particelle,

quale appunto è il modello SPRAY utilizzato nel presente studio, di cui la Società ARIANET srl è

sviluppatrice e proprietaria.

Il vantaggio d’uso di un modello tri-dimensionale rispetto a modelli meno evoluti (come

per es. anche CALPUFF, modello gaussiano a puff) è sostanzialmente duplice:

• da un lato, è possibile scendere a risoluzioni temporali elevate (fino a qualche minuto) assai

più idonee a seguire anche isolati fenomeni di disturbo, quali ad esempio sono gli odori. È

infatti possibile calcolare le frequenze di accadimento dei picchi istantanei all’interno del

periodo di media delle concentrazioni;

• il pennacchio “virtuale d’inquinante” risente esplicitamente, come vincolo modellistico, della

tridimensionalità di meteorologia e turbolenza in ogni suo punto e non solo in

corrispondenza del suo baricentro. Questo consente, per esempio, di simulare fenomeni

quali la separazione verticale di porzioni del pennacchio in presenza di forti variazioni della

direzione del vento (“shear”) e, inoltre, garantisce la continuità dello stesso pennacchio e

della sua impronta al suolo anche con elevate risoluzioni temporali.

In particolare, per la simulazione della dispersione degli inquinanti atmosferici emessi

dall’impianto Buzzi Unicem di Vernasca è stata utilizzata la suite modellistica ARIA Impact 3D,

sviluppata da ARIANET srl, che rende possibile l’esecuzione di simulazioni numeriche con

metodologie di calcolo avanzate, per la ricostruzione tridimensionale del trasporto e dispersione

degli inquinanti emessi; i risultati consentono di stimare i livelli d’inquinamento al suolo in tutto il

pag. 105


dominio di interesse e la loro evoluzione temporale nelle diverse condizioni meteorologiche

tipiche del sito.

La suite è principalmente composto dai seguenti moduli:

− un modello diagnostico per la ricostruzione tridimensionale del campo di vento

(Swift/MINERVE);

− un processore per la definizione dei parametri di turbolenza (SurfPro);

− un modello lagrangiano a particelle per la dispersione degli inquinanti (SPRAY);

5.2 Le assunzioni di base del calcolo

Il dominio di calcolo preso in considerazione è costituito da un’area di 100 km2 e

corrisponde ad un quadrato di 10x10 km, centrato sulla cementeria ed è rappresentato (linea

bianca) nella seguente Figura 1. Come si può osservare, lungo la direttrice della SP 21 della Val

d’Arda esso si estende dal centro abitato di Lugagnano per arrivare alla diga di Mignano, mentre

in senso trasversale abbraccia il tipico andamento collinare della zona.

Figura 14 - Il dominio di calcolo

La griglia di calcolo utilizzata per la simulazione meteorologica e di dispersione ha le

seguenti caratteristiche:

• 101 celle in direzione x;

pag. 106


• 101 celle in direzione y;

• 100 m di risoluzione orizzontale;

Si evidenzia quindi la piena rappresentatività del dominio di calcolo, quale luogo dei punti

in cui sono state calcolate le massime concentrazioni delle varie specie inquinanti sul territorio.

Oltre tale dominio, ovviamente, le concentrazioni tendono a diminuire in ragione della

distanza progressiva dalle zone di massima ricaduta.

L’impostazione dello studio ha previsto la valutazione della dispersione degli inquinanti

emessi dal cementificio in differenti assetti produttivi corrispondenti ciascuno ad una diversa fase

“autorizzativa” e “misurata”, con la relativa combinazione delle diverse sorgenti:

In concreto, gli scenari emissivi considerati posso essere così riassunti:

1) Scenario autorizzato attuale.

Tale scenario prende in considerazione il regime emissivo autorizzato vigente, ossia quello

prescritto dall’Autorizzazione Integrata Ambientale 367/2014, con relativi limiti

attualmente in vigore.

2) Scenario misurato attuale.

Sono state prese in considerazione le portate medie e le concentrazioni di inquinanti

misurate nei punti di emissione autorizzati ed effettivamente attivi nell’anno 2013; per

effettuare un confronto omogeneo con i valori di cui al p.to 1; trattasi quindi dei valori

emissivi che Buzzi Unicem trasmette regolarmente alle Autorità competenti.

3) Scenario autorizzato futuro.

Lo scenario prende in considerazione le portate e le concentrazioni massime di ogni

inquinante che BUZZI UNICEM ritiene congruenti per il futuro regime autorizzativo, anche

in ragione delle indicazioni delle B.A.T. e delle modifiche impiantistiche e dell’utilizzo di

CarboNeXT®.

Per quanto riguarda l’assetto futuro, si precisa che per l’inquinante polveri sono stati

assunti i valori emissivi che, sempre ai sensi dell’A.I.A. n. 367/2014, saranno operativi a far data

dal 10 gennaio 2016.

Per quanto riguarda le altre emissioni, atteso che esse sono unicamente riconducibili

all’attività della linea di cottura clinker, la differenza si sostanzia nella riduzione della

concentrazione di ossidi di azoto il cui limite passerà dagli attuali 700 mg/Nm3 a quelli resi

pag. 107


possibili nel nuovo assetto, segnatamente in ragione delle motivazioni tecniche discusse in

precedenza, ossia inferiori a 500 mg/Nm3.

Il resto dei parametri inquinanti è stato mantenuto agli stessi valori caratterizzanti

l’attuale quadro autorizzativo in quanto, sempre in riferimento alle suddette motivazioni, le nuove

installazioni (by-pass cloro) e l’adozione del CarboNeXT® certamente non produrranno aumenti

dei livelli emissivi, sulla base delle ampie considerazioni svolte nella parte di testo precedente.

Al fine di esaminare tutti possibili impatti connessi all’attività della Cementeria, lo studio è

stato esteso alla valutazione della dispersione di inquinanti ascrivibile agli automezzi destinati al

trasporto dei materiali in ingresso e in uscita allo stabilimento.

I volumi di traffico considerati si sono basati sulle indagini del traffico rilevato da Buzzi

Unicem, di cui si è già data quantificazione nel precedente Cap. 4.1.3.

La stima degli inquinanti prodotti è stata effettuata con il programma di calcolo delle

emissioni da traffico stradale denominato TREFIC (TRaffic Emission Factor Improved Calculation)

sviluppato da ARIANET S.r.l. sulla base della metodologia COPERT4 v.10 (2012), basata su fattori di

emissione in termini di massa di sostanza per unità di percorrenza (g/km) per molti degli

inquinanti atmosferici tipici del traffico (NOx, SOx, VOC, CH4, CO, CO2, NH3, particolato, metalli

pesanti, diossine e furani). Com’è noto, tali coefficienti dipendono dal tipo di veicolo,

dall’alimentazione, dalla velocità media di percorrenza, dalla portata del veicolo commerciale e

dalla tecnologia costruttiva.

5.3 Inquinanti atmosferici e quadro di riferimento normativo

Con l’emanazione del D.Lgs. 13/08/2010 n. 155, il legislatore ha recepito la Direttiva

Europea 2008/50/CE (Relativa alla qualità dell’aria Ambiente e per un’aria più pulita in Europa),

operando a livello nazionale la stessa riorganizzazione e semplificazione delle norme esistenti a

tutela della qualità dell’aria, realizzate nella normativa europea di settore. Sono state quindi

esplicitamente abrogate le precedenti norme di riferimento (DPR 203/1988 - ad eccezione di

quanto escluso dal D.Lgs. 152/2006, DM 20/5/1991, DM 15/4/1994, DM 25/11/1994, DM

16/5/1996, DL 4/8/99 n. 351 e DM 2/4/2002 n.60), inglobandone i contenuti in un atto unico, il

Decreto Legislativo 155/2010.

Per quanto attiene ai diversi valori limite per le sostanze inquinanti oggetto di questo

studio, i valori oggi in vigore confermano quanto già disposto dal D.M. 60/2002, e sono riassunti

nelle seguenti tabelle.

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Inquinante Limite Tempo di mediazione dati

Monossido di carbonio 10 mg/m³ Media massima giornaliera su 8 ore (*) Benzene 5 μg/m³ Media annuale Ossidi di azoto totali 30 μg/m³ Media annuale Biossido di azoto 200 μg/m³

(da non superare più di 18 volte/anno) Media oraria

40 μg/m³ Media annuale Biossido di zolfo 350 μg/m³

(da non superare più di 24 volte/anno) Media oraria

125 μg/m³ (da non superare più di 3 volte/anno)

Media giornaliera

20 µg/m3 Media annuale 20 μg/m³ Media invernale (1 ottobre-31marzo)

(*) La massima concentrazione media giornaliera su 8 ore si determina con riferimento alle medie consecutive su 8 ore, calcolate sulla base di dati orari ed aggiornate ogni ora. Ogni media su 8 ore in tal modo calcolata è riferita al giorno nel quale la serie di 8 ore si conclude: la prima fascia di calcolo per un giorno è quella compresa tra le ore 17:00 del giorno precedente e le ore 01:00 del giorno stesso; l’ultima fascia di calcolo per un giorno è quella compresa tra le ore 16:00 e le ore 24:00 del giorno stesso.

Tabella 13- Valori Limite alle concentrazioni di inquinanti dell'aria indicati dal D. Lgs. 13/08/2010 n. 155 in recepimento della Direttiva 2008/50/CE

Inquinante Limite Tempo di mediazione dati

PM10

50 μg/m³ (da non superare più di 35 volte/anno) Media giornaliera

40 μg/m³ Media annuale

Tabella 14 - Valori Limite alle concentrazioni di PM10 indicati dal D. Lgs. 13/08/2010 n. 155 in recepimento della Direttiva 2008/50/CE

Specie (indicatore) Valore limite o di riferimento

Pb (concentrazione media annuale) 500 ng/m3

As (concentrazione media annuale) 6 ng/m3

Cd (concentrazione media annuale) 5 ng/m3

Ni (concentrazione media annuale) 20 ng/m3

BaP (concentrazione media annuale) 1 ng/m3

Tabella 15 - Valori limite per le concentrazioni medie annuali in aria per i metalli e BaP secondo la normativa di riferimento relativa al D.L. n. 155/2010

pag. 109


5.4 Risultati dello studio

Si ricorda che nell’Allegato 1 è possibile consultare nella sua interezza lo studio di

dispersione atmosferica, comprensivo quindi delle usuali mappe di isoconcentrazione per

osservare la distribuzione degli inquinanti sul territorio.

In tal senso, anche per economia espositiva, nel seguito verranno riassunti in forma

tabellare25 le concentrazioni massime al suolo relative ai risultati ottenuti mediante il calcolo di

ricaduta, suddivisi secondo le diverse specie considerate ed evidenziando i contributi

all’inquinamento primario nei diversi scenari emissivi considerati:

1. Scenario autorizzato attuale ;

2. Scenario misurato attuale;

3. Scenario “autorizzato” futuro.

I risultati esposti nel seguito si riferiscono al calcolo di dispersione, considerando l’insieme

delle sorgenti emissive (impianto + traffico), che rappresenta dunque il totale dei valori di

concentrazione in immissione.

Nell’Allegato verranno evidenziati, in forma grafica, anche i singoli contributi, rendendo

quindi possibile la valutazione dell’incidenza del solo funzionamento del forno e/o del traffico

sulla locale qualità dell’aria.

Ossidi di Azoto

Tabella 16: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di NOx e NO2. Valori in µg/m3.

Parametro Attuale Futuro

Limite Autorizzato Misurato Autorizzato

Valor medio annuale di NO2 6.6 5.8 5.8 40

Percentile 99.8 delle concentrazioni medie orarie di NO2 139.0 126.4 122.8 200

25 Le tabelle originali sono contenute nello studio completo di dispersione atmosferica

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Biossido di Zolfo

Tabella 17: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di SO2. Valori in µg/m3.



Valor medio annuale 1.1 0.11 1.1 20

Valor medio invernale (1 Ottobre – 31 Marzo) 1.8 0.17 1.8 20

Percentile 99.7 delle concentrazioni medie orarie 56.5 5.6 56.5 350

Percentile 99.2 delle concentrazioni medie giornaliere 27.7 2.6 27.7 125

Monossido di Carbonio

Tabella 18: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di CO. Valori in mg/m3.



Massimo della media su 8 ore 0.4 0.2 0.4 10

Particolato fine (PM10)

Tabella 19: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PM10. Valori in µg/m3.




Percentile 90.4 delle concentrazioni medie giornaliere 3.5 0.55 2.4 50

Ammoniaca

Tabella 20: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di NH3. Valori in µg/m3.



Valor medio annuale 0.17 0.009 0.17 -

Acido Cloridrico

Tabella 21: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di HCl. Valori in µg/m3.




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Acido Fluoridrico

Tabella 22: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di HF. Valori in µg/m3.




Metalli

Tabella 23: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo dei metalli Cd + Tl. Valori in ng/m3.



Valor medio annuale 0.4 0.008 0.4 5 (*)

(*) Valore limite per il solo Cd.

Tabella 24: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo dei metalli Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V. Valori in ng/m3.



Valor medio annuale 4.2 0.2 4.2 6 (**)

(**) Valore limite per il solo As. Valore limite per il Pb = 500 ng/m3; valore limite per il Ni = 20 ng/m3.

Mercurio

Tabella 25: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di Hg. Valori in ng/m3.




Carbonio organico totale

Tabella 26: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di COT. Valori in µg/m3.




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Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA)

Tabella 27: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di IPA. Valori in ng/m3.




Diossine (PCCD)

Tabella 28: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PCCD. Valori in fg/m3.




PCB

Tabella 29: Valori massimi nel dominio della concentrazione al suolo di PCB. Valori in fg/m3.




Si può quindi osservare che l’assetto futuro previsto per la Cementeria di Vernasca è tale

da determinare livelli immissivi ampiamente contenuti e, comunque, non determina un

peggioramento della qualità dell’aria rispetto alla situazione attuale.

5.5 Considerazioni di sintesi sulle risultanze dello studio di dispersione

Sulla base delle risultanze del calcolo di dispersione atmosferica si possono evidenziare, in

via sintetica, alcune considerazioni:

A. in tutti gli assetti emissivi considerati nei calcoli, è verificato il più ampio rispetto dei valori

di qualità dell’aria previsti dalla vigente normativa per le specie inquinanti;

B. per le specie inquinanti di cui non è previsto lo standard di riferimento, i valori in

immissione si attestano comunque su livelli oggettivamente bassi, come ad esempio nel

caso delle diossine per le quali si riscontrano valori in ricaduta dell’ordine dei fg/m3;

pag. 113


C. tra l’assetto autorizzato ai sensi dell’A.I.A. n. 367/2014 e quello relativo ai valori

realmente misurati alle emissioni, si colgono significative differenze in quanto, nel

secondo, si registrano livelli in immissione decisamente inferiori, sino a diversi ordini di

grandezza;

D. si può quindi ritenere che le concentrazioni attese, in senso assoluto, si attestano su valori

molto bassi che, per così dire, possono “rassicurare” nell’ottica generale di valutare lo

stato dell’ambiente, sia sotto il profilo sanitario che quello relativo ai recettori naturali,

come ad esempio il bacino idrico di Mignano;

E. tale circostanza conferma che la conduzione dell’impianto di Vernasca, comprensiva delle

tecniche di intervento per mitigare ogni incidenza negativa sull’ambiente (dalle tecniche

primarie ai vari interventi specifici previsti dalle B.A.T.) sono tali da conseguire eccellenti

prestazioni ai fini ambientali;

F. relativamente all’assetto autorizzato “futuro”, nuovamente si evidenzia un miglioramento

rispetto all’attuale livello emissivo dell’impianto;

G. si può, quindi, ritenere con oggettività che il futuro utilizzo di CarboNeXT® non produrrà

alcun peggioramento della locale qualità dell’aria;

H. anzi, tenuto conto della differenza di cui al punto B per il confronto autorizzato-misurato,

si può fondatamente ritenere che i già contenuti livelli in immissione saranno, nella realtà,

ancora inferiori;

I. la variazione al contributo del traffico indotta dalla movimentazione del CarboNeXT®

rispetto alla situazione attuale, è decisamente trascurabile;

Infine, qualora possa risultare di interesse, si evidenzia che al di fuori del dominio di

calcolo (10x10 km), ovviamente, le concentrazioni tendono a diminuire in ragione della distanza

progressiva dalle zone di massima ricaduta, peraltro individuabili entro 2 km dallo stabilimento.

A titolo esemplificativo, si riporta la figura relativa alle zone ad isoconcentrazione nel caso

del Cadmio e del Tallio (valori di concentrazione media annuale nell’assetto “misurato attuale”),

laddove si evidenzia come i valori siano interamente compresi nel dominio di calcolo.

Altresì a titolo esemplificativo, si prendano a riferimento i Comuni di Lugagnano e di

Castell’Arquato che ricadono rispettivamente all’interno e all’esterno dello stesso dominio (vedasi

precedente Figura 14).

Per i due Comuni è evidente la differenza, sia pur ragionando in termini di concentrazioni

in immissione (inferiori a 0,1 ng/m3) del tutto limitate in senso assoluto.

pag. 114


Infatti, a fronte di un limite, va ricordato, per il solo Cadmio di 5 ng/m3, la sommatoria dei

due metalli si attesta, nella peggiore delle ipotesi, a valori inferiori di circa 500 volte inferiori al

limite corrispondente.

Figura 15 - Mappa valori di isoconcentrazione per Cd e Tl

pag. 115


6 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE DELLO STUDIO

Con riferimento all’oggetto specifico dell’incarico affidato dalla Società Buzzi Unicem, si

esprime giudizio positivo sul progetto di recupero energetico con l’utilizzo di CarboNeXT® nel

forno di cottura clinker della cementeria di Vernasca, quanto alla sua:

- conformità, per quanto attiene l’ambito della vigente normativa di settore e rispetto alla

quale deve necessariamente riferirsi il progetto di cui trattasi.

- congruità, relativamente allo stato dell’arte di mezzi e tecnologie impiegati, con specifico

riferimento all’impatto emissivo e all’utilizzo del CarboNeXT®;

Il giudizio di cui sopra trae fondamento dal complesso e articolato insieme di

considerazioni che sono state illustrate nel presente studio e che, in via schematica, possono

essere così enucleate.

− Il CarboNeXT® verrà prodotto con il processo studiato, brevettato e già realizzato da Buzzi

Unicem nello stabilimento di Sommariva Bosco;

− peraltro, esso potrà avvalersi di particolari tecniche di triturazione e selezione tali da

riscontrare il miglioramento dello stesso CarboNeXT® rispetto ai CSS tradizionali, per

l’utilizzo come combustibile presso il forno di Vernasca;

− il Gruppo Buzzi Unicem ha maturato un’esperienza decennale nell’utilizzo di CSS presso le

Cementerie di Robilante (2 linee) e Barletta, consentendo di affinare le tecniche

produttive del CSS (ancorché classificato come rifiuto);

− presso la Cementeria di Vernasca sarà realizzato un impianto di ricezione, stoccaggio e

dosaggio del prodotto, continuativamente gestito dagli operatori in sala controllo;

− l’impianto di cui sopra è dimensionato per alimentare la linea di cottura con 7,8 t/h,

corrispondente alla sostituzione di circa il 50 % dell’apporto calorico attualmente fornito

dai combustibili tradizionali, quali polverino di carbone e CAV;

− il CarboNeXT® è pienamente conforme ai requisiti tecnici, merceologici e ambientali di cui

al D.M. 22/2013 e quindi, di fatto, assume la valenza di prodotto combustibile, con

classificazione individuabile rispettivamente per PCI e Cl nella classe 3 e per Hg nella

classe 2;

pag. 116


− si evidenziano le caratteristiche migliorative del prodotto, specie in riferimento agli altri

combustivi “tradizionali”, come ad esempio il petcoke per il quale la letteratura indica

valori emissivi, sia pur ampiamente contenuti, maggiori o al limite uguali a quelli

riscontrabili per RDF;

− in termini di impatto ambientale, l’utilizzo del CarboNeXT® presso l’impianto di Vernasca

non comporterà variazioni rispetto alla situazione attuale;

− oltre che dalla letteratura di settore, l’assunto di cui sopra deriva dall’osservazione dei

valori emissivi registrati presso i sopra citati forni di Robilante e Barletta che, utilizzando

CSS, con caratteristiche chimico-fisiche del tutto similari a quelle del CSS prodotto a

Sommariva Bosco (CN), costituiscono oggettivo ed ineludibile termine di confronto per

utilmente valutare le emissioni atmosferiche, con e senza l’utilizzo di CSS;

− infatti, la valutazione di impianti con identiche caratteristiche tecnologiche e criteri

operativi, consente, più di qualsiasi altro riferimento, un giudizio assolutamente obiettivo;

− peraltro, le oggettive indicazioni che provengono dalle esperienze di Robilante e Barletta

sono confermate da quelle desumibili dalla letteratura di settore, ove si riscontra

l’ininfluenza dell’utilizzo di materiali recuperati/rifiuti in co-combustione;

− l’assunto di cui sopra, si estende in particolare ai metalli, alle polveri fini (PM10 e PM2,5) e

alle diossine, per citare alcune delle specie inquinanti maggiormente prese a riferimento,

visto la loro particolarità nei confronti dell’ambiente;

− potendo riscontrare presso la Cementeria di Vernasca presidi avanzati di depolverazione,

non è dato di ipotizzare alcuna variazione degli impatti ambientali per la presenza di

metalli nelle emissioni atmosferiche;

− considerando ad esempio due specie inquinanti di particolare rilevanza ambientale, quali

mercurio e cadmio, si osserva che, con limiti previsti rispettivamente pari a 1 e 4 mg/kg,

risultano valori in emissione degli stessi drasticamente contenuti (< 2 mg/Nm3) a fronte di

un limite emissivo pari a 50 mg/Nm3;

− in generale, si può dunque ritenere oggettivamente minimale il contributo del

CarboNeXT® sui cosiddetti “fattori di trasferimento” perle varie specie inquinanti;

− sono ipotizzabili trascurabili incrementi del traffico veicolare connessi al trasporto, del

CarboNeXT® quantificabili nell’ordine dei 4-5 passaggi di automezzi al giorno;

− peraltro, in ragione del fatto che Buzzi Unicem sta attuando una politica di

sensibilizzazione nei confronti delle ditte autotrasportatrici per il rinnovamento del parco

automezzi, tale trascurabile impatto è destinato a diventare ancor più marginale;

pag. 117


− la letteratura di settore, supportata da numerose evidenze sperimentali, evidenzia che le

caratteristiche del clinker non vengono influenzate dall’utilizzo di combustibili alternativi;

− le implicazioni ambientali, riconducibili all’utilizzo di CSS e/o “CBN” nella produzione di

cementi, si inquadrano nella problematica più generale del ruolo attribuibile ai metalli in

limitata concentrazione presenti nella matrice solida, comune a numerose situazioni

analoghe che coinvolgono prodotti, nonché rifiuti e materiali residuali di varia natura e

origine;

− le presenze di metalli in traccia nelle diverse tipologie di conglomerati cementizi sono

determinate dalle ampie variazioni nei contenuti e nella tipologia dei diversi componenti

utilizzati nella preparazione delle miscele;

− in tale contesto, le acquisizioni scientifiche consolidate evidenziano come i metalli

presenti nel cemento non risultino correlati alle concentrazioni e, soprattutto, agli effetti

attesi sui calcestruzzi;

− negli scenari di simulazione più conservativi, il contributo di CSS e/o “CBN” sul contenuto

dei metalli nei prodotti cementizi risulta generalmente indistinguibile dalle concomitanti

variazioni indotte da altre componenti, materie prime innanzitutto, nonché dai consistenti

apporti che si possono verificare quando si utilizzano materiali di origine residuale nella

preparazione delle miscele;

− considerazioni del tutto analoghe emergono dagli studi condotti sulla mobilizzazione in

ambiente acquoso degli stessi metalli; i rilasci misurati, che dipendono fortemente e in

maniera molto complessa dalle caratteristiche della matrice solida e dalle condizioni

chimiche all’interfaccia solido/liquido (pH in particolare), non mostrano alcuna differenza

sostanziale tra cementi prodotti con e senza l’utilizzo di CSS;

− pertanto, il CarboNeXT® , che tra l’altro denota caratteristiche migliori dei tradizionali CSS,

non può comportare alterazione del prodotto finale, in grado quindi di rispettare gli

standard europei che, in ogni caso, verranno verificati sia dal laboratorio interno alla

Cementeria, che da Enti indipendenti.

− analoghe considerazioni possono essere sviluppate per le ceneri, anch’esse soggette a

fenomeni di inglobamento nel clinker attraverso il reticolo dei silicati e degli alluminati;

− peraltro, dando luogo al recupero delle ceneri e del materiale prodotto dalla

depolverazione degli effluenti atmosferici si osserva che, a differenza di altri comparti

produttivi, come ad esempio gli inceneritori, non si da luogo alla produzione di rifiuti, con

ovvi benefici diretti socio-economici;

pag. 118


− in ogni caso, anche per i prodotti “finali”, si evidenzia che l’utilizzo di matrici alternative ai

combustibili tradizionali non incide sui “fattori di trasferimento” e, quindi, anche per il

CarboNeXT® ne è riscontrabile una rilevanza trascurabile;

− dallo studio di dispersione atmosferica sviluppato ad hoc per integrare le risultanze di

carattere prettamente processo-impiantistiche, si evidenzia che, in tutti gli assetti emissivi

considerati nei calcoli, è verificato il più ampio rispetto dei valori di qualità dell’aria

previsti dalla vigente normativa per le specie inquinanti;

− per le specie inquinanti di cui non è previsto lo standard di riferimento, i valori in

immissione si attestano comunque su livelli oggettivamente bassi, come ad esempio nel

caso delle diossine per le quali si riscontrano valori in ricaduta dell’ordine dei fg/m3;

− si può quindi ritenere che le concentrazioni attese, in senso assoluto, si attestano su valori

molto bassi e, per così dire, “rassicuranti” nell’ottica di valutare lo stato complessivo

dell’ambiente e le sue diverse componenti, tra i quali gli ecosistemi, come potrebbe

essere considerato il lago di Mignano;

− ciò, specie considerando la particolare estensione del dominio di calcolo, del tutto

significativo in termini di rappresentatività delle aree più interessate dai fenomeni di

massima ricaduta, individuabili entro i 2 km dallo stabilimento;

− infatti, al di fuori dello stesso dominio possono riscontrarsi concentrazioni in immissione

ancora inferiori, come è possibile osservare, a titolo di esempio, per i Comuni di

Lugagnano e Castell’Arquato;

− in senso “relativo”, ossia in riferimento al giudizio per i diversi assetti emissivi considerati

nei calcoli di ricaduta atmosferica, tra l’assetto autorizzato ai sensi dell’A.I.A. n. 367/2014

e quello relativo ai valori realmente misurati alle emissioni, si colgono significative

differenze in quanto, nel secondo, si registrano livelli in immissione decisamente inferiori,

sino a diversi ordini di grandezza;

− tale circostanza conferma che la conduzione dell’impianto di Vernasca, comprensiva delle

tecniche di intervento per mitigare ogni incidenza negativa sull’ambiente (dalle tecniche

primarie ai vari interventi specifici previsti dalle B.A.T.) sono tali da conseguire eccellenti

prestazioni ai fini ambientali;

− relativamente all’assetto autorizzato “futuro”, nuovamente si evidenzia un miglioramento

rispetto all’attuale livello emissivo dell’impianto;

− tale considerazione va sostanzialmente ripresa anche per il traffico indotto dalla

movimentazione del CarboNeXT®, in quanto la variazione di tale contributo rispetto alla

situazione attuale, è decisamente trascurabile;

pag. 119


− si può, quindi, ritenere con oggettività che il futuro utilizzo di CarboNeXT® non produrrà

alcun peggioramento della locale qualità dell’aria;

− anzi, tenuto conto della differenza del confronto tra l’assetto attualmente autorizzato e

quello derivante dalle misure effettuate alle emissioni, si può oggettivamente ritenere che

i già contenuti livelli in immissione saranno, nella realtà, ancora inferiori.


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Allegato 1 - Studio di impatto atmosferico

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Allegato 2 – Flow sheet sezione di ricezione, stoccaggio e

alimentazione CarboNeXT®

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Allegato 3 - Flow sheet impianto by-pass cloro

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