Università degli Studi di Napoli Federico II
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l’ Ambiente ed il Territorio
Analisi della sostenibilità ambientale del processo di landfill mining per il
recupero di frazioni polimeriche, attraverso la metodologia del Life
Cycle Assessment
RELATORE:
Prof. Ing. Massimiliano Fabbricino
CO-RELATORE:
Prof. Cosimo Carfagna Francesco Spina
ANNO ACCADEMICO 2017/2018
Sostenibilità ambientale
Economia circolare
Landfill Mining
Obiettivi:
Aumentare la capacità del sito Recuperare e riciclare materiali
Recuperare materiali ad alto potere calorifero Bonificare il sito contaminato
Caso studio: Portoscuso (CI)
• Discarica incontrollata industriale
• Volume di 334000 m3
• Area di 42000 m2
• Massa di rifiuti di 530000 ton
• Operato da Ireos S.p.A.
• 3 anni di lavorazioni
• 70000 kWh annui di EnEl impiegata
• 530 m3/h di acqua impiegata
1 2
3 4 5 6
600 ton plastica 2900 ton ferro 6000 ton alluminio 6900 ton carbone
ESCAVAZIONE
CERNITA MECCANICA
TRATTAMENTO A SECCO
VAGLIATURA PRIMARIA
INERTIZZAZIONE Terreno di copertura
Legno, catodi/anodi, pneumatici, ferro
Rifiuto grossolano (>150 mm)
SEPARAZIONE MAGNETICA MACINAZIONE ALLUMINIO
Ferro, plastica, alluminio Alluminio triturato
Rifiuto fine (<150 mm)
TRATTAMENTO A UMIDO
SEPARAZIONE MAGNETICA
Ferro, alluminio
VIBROVAGLIATURA AD UMIDO Frazione 1-6 mm e 6-30 mm
SEPARAZIONE GRAVIMETRICA
Plastica
Float/carbone
Middlings Bricks
IDROCICLONATURA
CONDIZIONAMENTO
FLOTTAZIONE
TRATTAMENTO ACQUE
Plastica
Float/carbone
Sink Sabbia
Frazione 0-1 mm
Frazione 0-1 mm
600 ton di HDPE
MACINAZIONE
ESTRUSIONE
IMBALLAGGIO
GRANULO HDPE LANDFILL
MINING
Produzione di HDPE da frazione recuperata
Life Cycle Assessment
1 2
3
5 4 6
Macinazione Estrusione Imballaggio
Pt
Tumore da fibre amianto Human health, local Human health, indoor Resources
Climate change Ecosystem quality Human health
Analisi del danno: produzione HDPE da plastica recuperata
Danno totale di 1 kg di HDPE prodotto:
1,7E-04 Pt 50,16 %
Categoria di danno % Sostanza Processo
Human health 35,23 Particulates, <2,5 mm Estrusione del granulo HDPE Resources 32,58 Uranium Produzione di energia elettrica Climate change 23,44 Carbon dioxide, fossil Produzione di energia elettrica Ecosystem quality 8,67 Occupation, forest, intensive Produzione di energia elettrica Human health, indoor 0,06 Particulates>10 mm, indoor Macinazione di HDPE Tumore da fibre amianto 3,05E-10 Fibra di amianto Macinazione di HDPE
39,70 %
10,13 %
-5,00E-06 0,00E+00 5,00E-06 1,00E-05 1,50E-05 2,00E-05 2,50E-05
Emissioni dirette
Plastica recuperata
Trasporti lorry EURO 6
Impianti Energia Elettrica
Altri HDPE
recuperato dal ciclone
Pt
Macinazione
Human health
Ecosystem quality
Climate change
Resources
Human health, indoor
Tumore da fibre amianto
Analisi del danno: macinazione frazione plastica recuperata
7,85%
22,15%
28,46%
2,24%
31,41%
9,45%
-1,55%
Danno totale di 1 kg di HDPE recuperato:
6,5 E-05 Pt
21%
40%
32%
7%
0 0,000002 0,000004 0,000006 0,000008 0,00001 0,000012 0,000014 0,000016
PT
HDPE Recuperato
Tumore da fibre amianto Human health, indoor Resources
Climate change Ecosystem quality Human health
-5,00E-07 0,00E+00 5,00E-07 1,00E-06 1,50E-06 2,00E-06 2,50E-06 3,00E-06 3,50E-06 4,00E-06
Vantaggi territoriali
Reagenti En. Elettrica Acqua consumata
Trasporti Fasi preliminari
Tratt. Rifiuto fine
Tratt. Rifiuto grossolano
Tratt. Acque Smaltimento co-prodotti
Discarica rif.
Inerti
Discarica rif speciali
Riciclo elettronici
Pt
Human health Ecosystem quality Climate change Resources Human health, indoor Tumore da fibre amianto
24,5%
Analisi del danno: landfill mining
18,8%
12,5%
7,8%
19,3%
11%
0,5% 5%
Danno totale di 1 kg di HDPE recuperato:
1,45E-05 Pt
0,00E+00 1,00E-04 2,00E-04 3,00E-04 4,00E-04 5,00E-04 6,00E-04 7,00E-04 8,00E-04 9,00E-04 1,00E-03
Produzione HDPE recuperato Produzione HDPE vergine
Pt
Human health
Ecosystem quality
Climate change
Resources
Human health, indoor
Human health, local
Tumore da fibre amianto
Analisi di sensibilità: confronto produzione HDPE recuperato e HDPE vergine
Riduzione del 91%
Riduzione del 77%
Riduzione del 75%
Danno totale di 1 kg di HDPE vergine prodotto: 9,11E-04 Pt
Danno totale di 1 kg di HDPE recuperato: 1,66E-04 Pt
VS
0,00E+00 1,00E-04 2,00E-04 3,00E-04 4,00E-04 5,00E-04 6,00E-04 7,00E-04 8,00E-04 9,00E-04 1,00E-03
Produzione HDPE recuperato+Bonifica Produzione HDPE vergine
Pt
Tumore da fibre amianto Human health, local Human health, indoor Resources
Climate change Ecosystem quality Human health
Analisi di sensibilità: confronto LCA produzione HDPE recuperato con bonifica e HDPE vergine
Analisi in laboratorio
Analisi FTIR Analisi TGA Analisi DSC
Code Additive E (MPa) σmax (MPa) εR (%) R (kJ/m2)
Neat LRP - 280 ± 15 8.6 ± 0.4 11 ± 2 7.4 ± 0.5
2.5 EPR EPR 2.5% 188 ± 7 8.1 ± 0.2 19 ± 5 9.5 ± 0.7
5 EPR EPR 5% 150 ± 10 7.4 ± 0.2 24 ± 5 15 ± 4
2.5 EPDM EPDM-g-MA 2.5% 151 ± 7 7.6 ± 0.4 17 ± 4 15 ± 2
5 EPDM EPDM-g-MA 5% 130 ± 14 6.6 ± 0.9 14 ± 2 18 ± 1
2.5 MAPE MAPE 2.5% 259 ± 9 10.4 ± 0.5 19 ± 4 8.9 ± 0.7
5 MAPE MAPE 5% 188 ± 4 9.9 ± 0.4 23 ± 9 11.1 ± 0.9
10 MAPE MAPE 10% 198 ± 7 9.7 ± 0.3 25 ± 9 14.7 ± 0.9
BM LRP - 273 ± 8 10.4 ± 0.1 26 ± 6 4.9 ± 0.4
BM 2.5 MAPE MAPE 2.5% 202 ± 7 9.8 ± 0.1 47 ± 4 9.5 ± 0.3
BM 5 MAPE MAPE 5% 221 ± 9 10.3 ± 0.4 45 ± 5 11.2 ± 0.8
Prove meccaniche
Analisi morfologica SEM
Conclusioni
Danno totale di 1 kg di HDPE recuperato da landfill mining prodotto: 1,7E-04 Pt
VS Danno totale di 1 kg di HDPE vergine prodotto: 9,11E-04 Pt
- Riduco il danno del 90% sulle Resources - Riduco il danno del 77% sul Climate Change - Riduco il danno del 75% sulla Human Health
Miglior compromesso da analisi CNR-IPCB:
