Essiccamento di aggregati per premiscelati in polvere

Gli aggregati utilizzati per la produzione dei premiscelati in polvere per l’edilizia devono necessariamente essere asciutti, come tutti i materiali che compongono il prodotto finito, ed opportunamente vagliati. I sistemi industriali più utilizzati per l’essiccazione di aggregati sono quelli a tamburo rotante, e cioè sistemi diretti. Si tratta di sistemi

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economici se utilizzati in grande scala, per alte capacità produttive. Allo stesso tempo tali sistemi riscontrano dei limiti di applicazione:

o gli impianti di piccole dimensioni o utilizzati per basse portate (poche tonnellate per ora di materiale essiccato) sono economicamente poco efficienti;

o necessitano di fonti termiche ad elevata potenza ed elevata temperatura del fluido termoconvettore (aria o fumi della combustione), non sempre reperibili;

o non sono flessibili all’utilizzo di fonti termiche rinnovabili (eccetto nel caso di combustione di alcune biomasse e biocombustibili);

o essendo i fluidi termoconvettori sia ad elevate temperature che a contatto diretto, essi possono alterarne le proprietà organolettiche e morfologiche del materiale da essiccare;

o come tutti i sistemi diretti che lavorano ad alte temperatura hanno un potenziale rischio di sicurezza, soprattutto nel casso si debba essiccare materiali infiammabili.

In determinati campi di applicazione, alcuni di interesse per il sistema Personal Factory, gli essiccatori a tamburo rotante risultano inadeguati. Una produzione localizzata ed a corto raggio necessita generalmente di basse quantità di materiale inerte. Allo stesso tempo, in aree isolate ed in via di sviluppo (generalmente paesi africani ed asiatici), non è possibile approvvigionarsi di materiale opportunamente essiccato e vagliato. Gli essiccatori classici per basse portate risultano antieconomici. La situazione è ancor peggiore nel caso di luoghi in cui le fonti combustibili non sono presenti in loco e pertanto vengono importate. È il caso tipico delle numerose isole oceaniche presenti sul nostro pianeta e con un mercato limitato (paesi mediamente sviluppati e con una popolazione sulle centinaia di migliaia di persone). In questi casi alcun tipo di essiccamento che comporta la combustione fossile è economicamente sostenibile.

Anche gli aggregati provenienti da materiale riciclato o da demolizione presentano generalmente un’umidità residua. La direttiva europea 2008/98/CE relativa ai rifiuti ha stabilito un quadro giuridico chiaro in merito al trattamento dei rifiuti per tutti i paesi

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dell’UE. In particolar modo, ha stabilito una serie di obbiettivi con tempo limite fissato al 2020, tra cui quello raggiungere una percentuale di riciclaggio e di recupero che per i rifiuti da costruzione e materiale da demolizione si attesta a ben il 70%. Paesi come l’Olanda, il Belgio, la Danimarca e la Germania hanno sposato appieno questo obbiettivo e si attestano ad una quota di riciclato superiore all’85%, mentre Regno Unito, Irlanda ed Austria hanno già superato la quota limite del 70%. Nel nostro paese invece risultano ad oggi 2'500 cave di inerti attive e 15'000 abbandonate. Nonostante in Italia vengano prodotti 40 milioni di tonnellate di rifiuti inerti a mala pena il 10% di questi viene recuperato. Se l’Italia raggiungesse l’obbiettivo che la comunità europea ha imposto, non avremmo più bisogno ogni anno di almeno 100 cave di inerti [40].

La Personal Factory si è da sempre interessata al riciclo dei materiali da costruzione, in particolare con il progetto congiunto tra Enea ed Università della Calabria denominato Ecofibar e conclusosi con successo nel 2015. Nel progetto è stato dimostrato che, oltre alle innumerevoli applicazioni di materiali da demolizione nel mondo dei premiscelati, essi, opportunamente utilizzati, possono essere utilizzati anche per produrre malte di altissima qualità [41]. Durante il progetto Ecofibar gli aggregati da riciclo sono stati essiccati in un forno rotativo di dimensioni minime, con capacità produttiva di circa 5 m3/h con bruciatore a GPL, per essere poi selezionati e separati con un processo di setacciatura elettromeccanica ed avere così dei granulati in polvere. Tuttavia, questa sperimentazione ha evidenziato il fatto che il processo ordinario di preparazione degli aggregati riciclati, specie nella fase di essicazione, risultasse assolutamente inadeguato. La combustione a fiamma diretta può essere estremamente dannosa nel caso in cui nella componente da essiccare vi siano tracce di componenti organici non eliminate dai precedenti processi. Tra queste componenti possiamo avere tracce di guaine bituminose, profili in pvc, teli e tubi in polietilene e polipropilene, linoleum etc. Tali componenti, a causa della loro alta infiammabilità, anche a basse temperature, possono generare fumi estremamente dannosi per l’ambiente, quali il monossido di carbonio, ma anche di cianuro di idrogeno e fosgene. Nel fumo possono trovarsi ossidi di zolfo che in contatto con l'umidità formano acido solforico, acido cloridrico ed acido fluoridrico, composti organici, i cui componenti più dannosi sono le diossine, composti organici eterociclici estremamente tossici con effetti cancerogeni. Nel contempo stesso il rischio di incendio comporta un elevato pericolo per la sicurezza dell’ambiente di lavoro.

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Quanto evidenziato sopra ha spinto la Personal Factory ad un’attenta ricerca dedita ad individuare un sistema di essicazione di tipo indiretto che coniugasse efficienza, economicità, impatto ambientale ridotto e possibilità di utilizzo di differenti fonti energetiche.

Dopo un'attenta analisi di mercato sono stati valutati tutti i metodi di essiccazione alternativi disponibili, tra cui “a letto fluido”, “a letto vibrante”, “a camera calda”, “rotativo” ma nessuno di questi si è rivelato adeguato. La Personal Factory ha ritenuto, quindi, opportuno iniziare un’attività di progettazione di un sistema di essicazione innovativo e alternativo che coniugasse:

 la soluzione a problematiche ambientali e quindi l’assenza di fiamma diretta;

 l’economicità di impianto con un costo di realizzazione in scala competitivo;

 una alta tolleranza alle materie prime in ingresso;  una buona tolleranza alle umidità in ingresso;  facile manutenzione e facile istallazione;  possibilità di usare molteplici fonti energetiche;

 una bassa temperatura di esercizio e quindi un essiccatore assolutamente non energivoro (dato anche il bassissimo valore di output che il riciclo di aggregati e l’essiccazione in loco necessitano).