Studio di processi di recupero di aggregati e bitume da fresato di asfalto

Il conglomerato bituminoso, comunemente chiamato asfalto, è una miscela di aggregati lapidei inerti di diversa pezzatura (pietrisco, sabbia grossa e fine) ed un legante, generalmente costituito da bitume. Il conglomerato bituminoso viene impiegato per il rivestimento superficiale delle pavimentazioni stradali, le quali richiedono una continua manutenzione: il principale processo manutentivo è costituito dalla rimozione dell’asfalto ammalorato mediante un’operazione di fresatura, motivo per il quale l’asfalto rimosso viene anche detto “fresato d’asfalto”. Il fresato di asfalto è perciò l’asfalto usurato che viene rimosso dalla pavimentazione stradale ogni qualvolta si operi al rifacimento della stessa. Solo nel 2019, in Italia si sono prodotte 9 milioni di tonnellate di fresato: tuttavia, soltanto il 25% di queste sono state riutilizzate per la produzione di nuovo conglomerato bituminoso, contro la media del 70% dei principali Paesi europei (Germania, Francia, Spagna, Olanda). Si stima il riciclo di un ulteriore 50% del fresato comporterebbe un risparmio di circa 600 milioni di euro a livello nazionale. Fino a pochi anni fa, il fresato d’asfalto era considerato “rifiuto speciale non pericoloso” ed il suo riutilizzo nel confezionamento del conglomerato bituminoso era fortemente penalizzato da questa classificazione. Tuttavia, con il Decreto Ministeriale n°69 del 28 marzo 2018 del Ministero della Tutela dell’Ambiente, del Territorio e del Mare, cessa in modo definitivo la qualifica del fresato come rifiuto (“End Of Waste”) ed il conglomerato di riciclo viene denominato “granulato di conglomerato bituminoso”, un prodotto ad elevato valore aggiunto riutilizzabile fino al 100% sia tal quale, per il rivestimento della pavimentazione stradale, sia separato nelle sue componenti (bitume e inerti) nell’ambito dell’edilizia. Il DM 69/2018 apre quindi la strada al riciclo del fresato in modo definitivo, permettendo alle aziende produttrici di investire in questo senso. Proprio in questo ambito si inserisce il presente lavoro di tesi all’interno del progetto di ricerca che prende il nome di RADAR, acronimo di “Recupero di Aggregati e bitume Da Asfalto Rimosso”, il quale risponde all’esigenza di incrementare il riciclo del fresato d’asfalto. In particolare, il progetto prevede lo sviluppo di un nuovo processo industriale che sia in grado di recuperare separatamente i due componenti del conglomerato bituminoso: il bitume e gli inerti. L’attuale stato dell’arte non prevede al momento un processo industriale di questo tipo nel panorama dell’industria delle pavimentazioni stradali, in quanto gli unici processi consolidati prevedono o il recupero dei soli inerti mediante combustione del bitume, o il recupero del bitume mediante estrazione con solvente su scala di laboratorio per fini analitici. Il progetto, finanziato dalla Regione Toscana, è nato dalla compartecipazione di quattro aziende del territorio: il Consorzio Polo Tecnologico Magona (CPTM), polo di ricerca nell’area della chimica industriale e dell’ingegneria chimica, struttura ospitante del presente lavoro di tesi; la ditta Unibloc operante nei manufatti in calcestruzzo; la ditta Conglomerati Valdelsa produttrice di conglomerato bituminoso (asfalto) e l’azienda OMP produttrice di macchine industriali e impianti. La parte sperimentale del presente lavoro di tesi può essere suddivisa in tre fasi distinte. Una prima parte ha riguardato il processo termico di recupero degli aggregati inerti dal granulato mediante la combustione del bitume, con la relativa implementazione dei parametri di temperatura e tempo di combustione al fine di ottenere un inerte con caratteristiche idonee al riciclo nell’industria edile. La seconda parte della attività sperimentale si è incentrata invece sulla messa a punto di un processo di recupero di bitume e aggregati mediante estrazione con solvente. L’ultima parte del lavoro di tesi ha riguardato lo scale-up del processo di estrazione del bitume con solvente dalla scala di laboratorio alla scala pilota, mediante la realizzazione del relativo schema a blocchi e del flow sheet, utilizzando tutte le apparecchiature (estrattore, decantatore, distillatore, condensatore, ecc.) ed i parametri di processo (solvente, temperatura, pressione di distillazione) ottimizzati nelle prove di laboratorio, al fine di ottenere bitume e aggregati a partire dal fresato con caratteristiche tali da poter essere reinseriti sul mercato