I principali benefici delle miscele Warm Mix Asphalt

I benefici principali ottenibili dall’impiego di miscele WMA in luogo delle tradizionali HMA, riconosciuti universalmente in letteratura, sono riassumibili nei seguenti 2 punti:

1. riduzione del consumo di energia nelle fasi produttive. 2. riduzione delle emissioni di sostanze nocive nell’ambiente;

Il primo punto è considerato come uno dei benefici più ovvi nell’impiego delle miscele così dette tiepide. Diversi studi hanno dimostrato che una riduzione del consumo energetico in fase produttiva del 30% può essere ottenuto diminuendo la temperatura di lavorazione del conglomerato bituminoso in impianto. La riduzione della temperatura produce di conseguenza la riduzione dei costi di lavorazione da un lato, ma a tale risparmio è da porre in contraltare indubbiamente l’impiego delle tecniche “warm – mix” i cui costi variano in base alla tipologia di metodica scelta e dalla necessità o meno di attuare modifiche all’impianto di produzione.

Alcuni recenti studi [15] hanno comparato, in termini di risparmio energetico e salvaguardia ambientale sottoforma di stime monetarie, alcune delle tecniche sopra descritte. Nelle tab. 4.8-1 e 4.8-2 se ne riporta uno stralcio dove risultano in evidenza: le percentuali relative alla riduzione di emissioni e di consumo energetico conseguenti dall’adozione di tecniche WMA (tab.4.8-1), unitamente ai costi propri, di impianto e di prodotto, delle tecniche WMA citate (tab.4.8-2).

Tecnologia Sistema a due _componenti Zeolite Cera paraffinica Emulsione _schiumata

Dosaggio - 0,3% rispetto al _{peso degli inerti} rispetto al peso del Da 0,8% al 3%

bitume -

Riduzione di

temperatura (a) 43°C÷63°C 30°C 18°C÷54°C 50°C÷75°C

Modifica all'impianto Si, per il flussaggio Si, per dosaggio _{dell’additivo} Si e no(b) Minima, se necessaria

Riduzione di emissioni 30 ÷ 98% 75 ÷ 90% Non identificato 40 ÷ 60%

Riduzione del consumo

energetico 30 ÷ 40% 30% 20% 50 ÷ 75%

a. In confronto con le miscele HMA prodotte a 160°C;

b. Modifiche necessarie solo se la cera paraffinica viene aggiunta nel miscelatore.

Tecnologia Sistema a due componenti Zeolite _paraffinica Cera Emulsione _schiumata Modifica all'impianto €20.000 ÷ €47.000 €0 ÷ €27.000 €0 ÷ €27.000 Minima

Costi per eventuali “brevetti”

€10.000 il primo anno €3.500/impianto/anno

€0,20/ton Nessuno Nessuno Nessuno

Costo del materiale N/A €0,88/kg €1,70/kg 7 ÷ 10% in più rispetto al

Dosaggio consigliato N/A 0,3% in peso rispetto _{agli inerti} peso rispetto al 1,5 ÷ 3% in bitume

Uso in sito di bitume

Stima costo per 1t di WMA €0,20 €2,64 €0,95 ÷ €1,73 €2,57 ÷ _€2,93

Tab. 4.8- 2 – Warm Mix Asphalt, categoria foaming processes: stime sui costi tecnologici [8].

In tab.4.9, per due potenziali differenti scenari di impianto di produzione di HMA utilizzanti gasolio da riscaldamento piuttosto che olio combustibile, sono stimati i costi dell’energia necessaria per produrre 1 tonnellata di HMA. Le stime risultano mutuate ancora da [49] ed aggiornate al caso italiano.

Dal confronto dei dati di tab. 4.8-2 e tab. 4.9, pur nei limiti e nelle posizioni considerate per giungere alle stime proposte, è possibile evidenziare come l’uso di tecniche WMA rispetto alle tecniche tradizionali garantisca i maggiori benefici principalmente in termini indiretti. Infatti, mentre i costi intrinseci della tecnologia WMA (cfr. tab. 4.8-2) sono prossimi in media alla stima del risparmio energetico che ne deriva dall’utilizzo di tali tecniche (cfr. tab. 4.9); di contro, ad esempio, la riduzione di 30°C delle temperature operative di produzione permetterebbe un abbattimento delle emissioni inquinanti di circa l’85%. Tra gli ulteriori benefici indiretti possono annoverarsi: la possibilità di effettuare la posa in opera in mesi invernali e/o in paesi con climi rigidi [49]; la possibilità di aumentare la distanze di trasporto delle miscele prodotte dall’impianto di produzione al cantiere.

Tipo di carburante utilizzato Gasolio Olio combustibile

Quantitativo per produrre 1t di HMA(a) 7,6÷11,4 litri

Costo carburante (b) €1,116litro €0,473litro

Costo carburante per produrre 1t di HMA (c) € 8,481÷ €12,722 € 3,572 ÷ €5,358

Elettricità per produrre 1t di HMA(d) 8 ÷ 14 kWh

Costo fisso fornitura elettrica MTA3 per 1t di HMA(e) €0,012

Corrispettivo di potenza impegnata annua, riferita ad 1t di HMA (f) €0,213

Costo consumo industriale elettricità (g) €0,00431/kWh

Costo consumo industriale elettricità per 1t di HMA(h) €0,034 ÷ €0,060

Costo elettricità per produrre 1t di HMA(i) €0,259 ÷ €0,285

Costo totale dell’energia per produrre 1t di HMA(j) €8,740÷€13,007 € 3,831÷€5,643

20% di risparmio con uso di WMA (k) €1,748÷€2,601 €0,766÷€1,129

50% di risparmio con uso WMA(k) €4,370÷€6,504 €1,916÷€2,822

a. Considerando un quantitativo di umidità presente negli inerti compreso tra 2%÷4%; b. Rilevazione Ministero Italiano Sviluppo Economico, Settembre 2008;

c. Prodotto tra il consumo minimo e massimo, ed il costo unitario del carburante (Accise incluse); d. Da [20];

e. Calcolo eseguito sulla base del costo fisso di €697,10/anno (tariffa Enel MTA2) per un impianto di medie dimensioni dalla produzione media annua di 60.000t/anno di HMA;

f. Calcolo effettuato sulla base del costo di €28,357 kW/anno (tariffa Enel MTA2) per un impianto di medie dimensioni che necessita di una fornitura di energia elettrica di 450 kW nominale e che produce in media 60.000t/anno di HMA;

g. Fonte Enel Distribuzione per uso industriale, per impianto media tensione con potenza massima disponibile superiore a 100 kW e inferiore a 500 kW (Fornitura ENEL MTA2);

h. Calcolo effettuato moltiplicando il costo di consumo industriale di energia in €/kWh per l’assorbimento energetico minimo e massimo per produrre 1t di HMA espresso in kW;

i. Prodotto tra il consumo minimo e massimo, ed il costo unitario di energia elettrica;

j. Somma tra il costo totale del carburante ed il costo totale dell’energia elettrica. considerando gasolio da riscaldamento ed olio combustibile;

k. Ipotesi di risparmio minimo e massimo sulla base delle indicazioni di tab.1.

Tab.4.9 – Stima dei costi dell’energia, da combustione ed elettrica, per la produzione di 1t di HMA. In (k) stima della potenziale incidenza sui costi energetici conseguente all’utilizzo di tecnologie WMA.

Il secondo punto relativo ai benefici dell’impiego delle miscele tiepide, interessa la tutela dell’ambiente, e in particolare la riduzione delle emissioni inquinanti in atmosfera. Questo punto è strettamente legato al primo in quanto le alte temperature di lavorazione inducono una evaporazione dei costituenti del bitume tra cui gli asfalteni e gli oli aromatici e saturi. Una riduzione dell’energia termica, in accordo con tutta la letteratura scientifica sul tema, riduce l’emissioni di tali sostanze inquinanti nell’ambiente, nonché gli odori e i fumi. Una ricerca condotta nel 2000 negli Stati Uniti dal Dipartimento di Salute (Department of Health and Human Services) dell’Ente nazionale NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health) [48], ha prodotto i risultati relativi ad un’indagine nei confronti degli effetti provocati da una continua esposizione ai fumi di bitume. Lo studio condotto nel 2000 risulta essere un approfondimento delle indagini avviate nel 1977 dal NIOSH il quale individuò i principali effetti dovuti ad una continua esposizioni ai bitumi in fase di produzione e messa in opera. I principali effetti negativi

emersi dallo studio risultano essere l’infiammazione delle membrane congiuntive e dei tratti respiratori. Inoltre si evince che l’eventuale presenza di legante bituminoso sulla pelle, per tempi prolungati, può dar vita a carcinomi. Inoltre l’istituto negli anni di ricerca e sperimentazione dal 1977 al 2000, attribuì all’esposizione ai fumi di legante bituminoso un effetto cancerogeno per l’organismo umano. Tale evidenza è stata ottenuta da studi sull’uomo e sugli animali. Nello studio sono stati inoltre analizzate le componenti volatili emesse dal bitume in fase di riscaldamento a c.a. 150°C sia in impianto che in laboratorio. Dall’analisi dei fumi [48] attraverso l’individuazione dei composti policicli aromatici (in notazione anglosassone PACs – Polycyclic Aromatics Compounds), è emerso che la concentrazione di policicli aromatici più alta si ottiene in laboratorio, a la maggior parte di essa è cancerogena per l’uomo. Inoltre l’istituto di salute statunitense tra le conclusioni del lavoro, sottolinea che la presenza di tali composti cancerogeni è direttamente proporzionale alla temperatura di lavorazione del bitume. Pertanto è immediato concludere che una riduzione delle temperature di lavorazione delle miscele di conglomerato bituminoso, è favorevole alla salute degli operatori del settore, oltre che rispettosa dell’ambiente.