F ATTIBILITÀ E S OSTENIBILITÀ DEL R ICICLAGGIO

Il dibattito circa l'implementazione di tecniche di riciclaggio freddo per riabilitazione delle strade risulterebbe un esercizio puramente accademico se non fosse per la possibilità effettiva di condurre l'operazione. Creativi progettisti di macchine con ambizione tecnologica hanno reso il dibattito reale. Lo sviluppo di macchinari per il riciclaggio ha preceduto le iniziative degli ingegneri civili praticanti di riciclare effettivamente i materiali stradali esistenti. Le moderne riciclatrici offrono perdita e consumo energetico minimo con miglioramento ottimale delle proprietà di performance del mix. Lo sviluppo di procedure accurate riguardanti il "mix design" e il "pavement design" per materiali riciclati a freddo ad opera di ricercatori ed operatori ha seguito la disponibilità di strumenti di riciclaggio. La Figura 3.5 testimonia il trend globale di investimento nel settore delle riciclatrici a freddo capaci di interventi di stabilizzazione a base di cemento, emulsione o bitume schiumato.

Il trend di investimento globale nelle riciclatrici a freddo si riferisce a singola marca e modello ed escludere altri apparecchi ausiliari come:

 Fresatrici a freddo che producono RAP (reclaimed asphalt pavement) adatto al riciclaggio freddo,

 Rimescolatrici a freddo in plant, che incorpora usualmente un doppio tamburo di shaft pugmill mixers e può aggiungere di bitume schiumato o l'emulsione alla miscela,

 Stabilizzatrici a freddo (per sottofondi) e riciclatrici (registrati della pavimentazione) di differenti marchi e modelli

L'incremento del numero di tutte le attrezzature suddette ha seguito una crescita esponenziale durante gli ultimi 15 anni. Le ragioni di tali investimenti includono:

 Controllo Qualità: un microprocessore di bordo controlla i tassi di applicazione di umidità e stabilizzanti molto più accuratamente delle attrezzature convenzionali. Questo riduce la variabilità del prodotto finale;

 Controllo Quota: l’impatto dello spessore dello strato sulla performance della pavimentazione è elevato. La profondità di trattamento controllata da sistemi laser assicura che il controllo dello spessore sia mantenuto nell'ordine dei millimetri;

 Rapidità di Trattamento: il processo a passata singola migliora i tempi dell'operazione consentendo grandi benefici agli stabilizzanti a base di cemento che sperimentano presto l'azione pozzolanica . Questi benefici si traducono in un miglioramento dal 15% al 40% della resistenza dei materiali (Jenkins, 1994);

 Versatilità con diversi tipi di agenti stabilizzanti: il processo di riciclaggio in situ consente l'uso di entrambi gli agenti stabilizzanti a base di cemento e bitume, permettendo parimenti la creazione di strati di pavimentazione flessibili e rigidi durante la riabilitazione della strada. In particolare, questo ha creato enormi opportunità per la tecnologie con bitume schiumato ed emulsione, che sono state adattate all'uso per il riciclaggio in situ.

Affianco ai benefici tecnici del riciclaggio freddo, ci sono altri vantaggi che hanno reso tale tecnologia attrattiva per il settore stradale, alcuni dei quali sono qui riassunti:

 Ambientali

o Ridotta o nulla perdita di materiale della pavimentazione esistente, con percentuale di riutilizzo molto alta;

o Non è richiesta energia nel riscaldamento o asciugatura dei materiali prima del trattamento;

o Minima produzione di emissione per la produzione di miscele a freddo o stabilizzazione in relazione al HMA o riciclaggio a caldo. Sono possibili riduzioni fino al 45% in CO2 e SO2 e 60% in NOx per miscele con temperature più basse di 38 °C (Hurley and Prowell, 2006).

 Sociali

o Materiali stabilizzati a bitume (BMS) con bitume schiumato o emulsione di bitume quale legante possono essere stoccati e usati per lavori di manutenzione e migliorie;

o Le condizioni di salute e sicurezza dei lavoratori sono migliori rispetto al HMA

o Il trattamento a passata singola durante il riciclaggio a freddo sul posto (CIR-Cold In Place Recycling) minimizza i conflitti dell'impianto con il traffico durante i lavori di riabilitazione, migliorando la sicurezza pubblica

 Economici

o L'attrezzatura consente trattamenti più profondi degli strati in situ, riducendo lo spessore degli strati di usura

o Il processo CIR consente la chiusura della corsia singola

o Il processo CIR permette una veloce interruzione delle operazioni di riciclaggio in avverse condizioni meteorologiche, minimizzando il rischio dovuti all'umidità o la necessità di un ritrattamento

Il successo di ogni tecnologia richiede che la stessa sia economicamente percorribile. Il progresso nello sviluppo e implementazione del riciclaggio in progetti svolti in Sudafrica è illustrato in Figura 3. 6 [Collings D.C., 2001; Jenkins K.J., 1994], dove sono riassunti progetti di riciclaggio in sezioni adiacenti dell'autostrada nazionale N2 nell’ East Griqualand, Sudafrica, che forniscono una base di comparazione dei costi di riabilitazione, riportata in termini di Relative Cost Index (rapporto del costo a metro quadro).

Figura 3. 6: Progressione di progetti di riciclaggio in Sudafrica e relativi costi. Nota: CTB = Cement Treated Base, ETB = Emulsion Treated Base, FTB = Foamed Bitumen Treated Base

La progressiva diminuzione dei costi di riabilitazione necessaria a fornire la stessa capacità strutturale della strada riabilitata ha subito la seguente evoluzione:

 1989, riabilitazione con attrezzatura convenzionale (graders and ploughs) e 3% OPC di cemento a una profondità di 150 mm, seguita da uno strato di base di asfalto di 110 mm e manto di usura di 40 mm.

 1991, riciclaggio in situ con fresatrice modificata usando 2% OPC per una profondità di 200 mm, seguita da 90 mm di strato di base in asfalto e 40 mm di manto di usura.

 1993, riciclaggio in situ con macchina appositamente costruita usando 2% OPC per una profondità di 300 mm, seguita da 60 mm di strato di base in asfalto e 40 mm di manto di usura.

 1994, riciclaggio in situ con macchina appositamente costruita usando 2% OPC e 5% di emulsione bituminosa per una profondità di 275 mm, seguita da 40 mm di manto di usura.

Successivamente a questi casi di studio, la tecnologia con bitume schiumato ha consentito un'ulteriore riduzione dei costi di riabilitazione: facendo uso di un 3% di bitume schiumato e 1% di OPC per una profondità di riciclaggio di 275 mm si è arrivati al raggiungimento di costi di riabilitazione relativi pari al 40% dell'equivalente procedura convenzionale. È bene notare che il Relative Cost Index si applica solamente ai costi di costruzione iniziali. Un approccio più ampio è richiesto per tenere conto dei valori legati alla manutenzione e al recupero (es. life cycle cost, LCC); risulterebbe in tal caso un'ulteriore riduzione dal 5 al 10% per le opzioni riguardanti i materiali stabilizzati a bitume BSM (emulsione o schiumato) dovuta alla natura flessibile dei leganti e alla minore frequenza di aggiunte di strati durante la vita dell'opera.