Recupero scorie in acciaieria e creazione colline di mitigazione

L’azienda siderurgica aveva un problema importante e urgente da gestire: circa 500.000 tonnellate di scorie erano depositate in un piazzale accanto allo stabilimento. Bisognava eliminare questo enorme cumulo di materiale e trovare una soluzione alternativa al loro smaltimento in discarica, e favorendone il recupero, attività che l’acciaieria già aveva nel suo DNA.

Inoltre, lo stabilimento aveva la necessità di completare la realizzazione del rilevato di mitigazione ambientale con materiale inerte vergine lungo il confine sud-ovest del sito in modo che permettesse di ridurre l’impatto paesaggistico e acustico dello stabilimento verso il centro abitato vicino.

Si sono rivolti a noi per la nostra lunga esperienza nel trattamento dei rifiuti e per la nostra capacità di affrontare il problema con un approccio tecnico e scientifico mirato. Grazie al nostro laboratorio di analisi e ai professionisti specializzati, siamo stati in grado di individuare il trattamento di recupero più appropriato e riutilizzare il materiale per la realizzazione dell'opera di mitigazione “ambientale” prevista in loco PTI (Piano Territoriale Infraregionale).

Le scorie siderurgiche e il loro trattamento

Le scorie di acciaieria, conosciute anche come scorie siderurgiche, vengono attualmente gestite come sottoprodotti generati durante la produzione dell'acciaio ai sensi dell’articolo 184-bis del D.Lgs. 152/06 e s.m.i..

Nella produzione dell’acciaio da forno elettrico ad arco, le scorie si formano sopra il bagno di fusione come risultato della ossidazione del rottame e dei composti generati dagli additivi utilizzati. Queste possono essere distinte in scorie bianche e scorie nere.

Le scorie nere, ottenute dalla produzione di acciaio al carbonio nei forni elettrici ad arco EAF, contengono principalmente ossidi di ferro, calcio e silicio e vengono utilizzate nei conglomerati bituminosi, nel calcestruzzo e nei misti cementati.

Le scorie bianche si originano invece nella fase di affinazione dell’acciaio in siviera e presentano un elevato contenuto residuale di ossido di calcio. Vengono tipicamente utilizzate nella produzione di cemento e nelle attività di stabilizzazione delle terre.

Nel caso in questione, lo stabilimento siderurgico, aveva la necessità di individuare un metodo efficacie per la gestione delle scorie accumulate nell'area ad ovest del sito. Queste scorie erano state già precedentemente classificate come rifiuti con codice EER 10 09 03 e, pertanto, non potevano essere gestite come sottoprodotti. L'obiettivo era trovare una soluzione che permettesse di trattare queste scorie in modo adeguato in funzione dell’assetto normativo vigente e riducendo al minimo l'impatto ambientale.

Abbiamo affrontato il problema con un approccio articolato e innovativo, partendo da un complesso iter autorizzativo ed affiancando il nostro cliente in tutte le fasi di gestione e soluzione del problema.

L’iter autorizzativo

Per poter realizzare il progetto è stato necessario rispettare un preciso iter autorizzativo che prevedeva i seguenti passi:

• presentazione agli organi competenti dell’istanza autorizzativa del progetto di recupero delle scorie di acciaieria previa stabilizzazione mediante realizzazione di un rilevato ai sensi dell’art. 208 del D.Lgs. 152/06 e s.m.i.;​
• approvazione del progetto da parte degli Enti Competenti;
• presentazione di dati e informazioni attinenti all’efficacia del processo di stabilizzazione;​
• attestazione da parte dell’ARPA regionale (Agenzia regionale per la protezione dell'ambiente) dell’efficienza del trattamento proposto ed indicazione del protocollo di gestione e controllo del processo di stabilizzazione e solidificazione delle scorie (validazione del processo).​

Ci siamo quindi occupati di tutte queste attività iniziando con le prime analisi chimiche e geotecniche.

Le attività preparatorie

L'obiettivo delle analisi preliminari è stato quello di verificare che il processo di trattamento di stabilizzazione-solidificazione individuato fosse in grado di trasformare il rifiuto in un materiale avente le desiderate caratteristiche qualitative e la necessaria integrità strutturale.

Il processo chimico-fisico selezionato permette infatti di immobilizzare gli inquinanti in una matrice inerte con l'utilizzo di leganti a base di reagenti inorganici, quali silicati, cemento e solfuri alcalini con lo scopo di diminuire il rilascio di elementi contaminanti in modo da rendere gli stessi idonei alle successive fasi di recupero.

Nella fase preliminare, avvalendoci dei nostri tecnici specializzati e del nostro laboratorio di analisi interno accreditato, abbiamo eseguito le seguenti attività di analisi sul rifiuto da trattare:

• prelievo dei campioni di scorie;
• preparazione dei campioni​;
• caratterizzazione e test di cessione;​
• definizione delle proporzioni dei materiali costituenti la miscela da utilizzarsi per la stabilizzazione/solidificazione.

L’installazione degli impianti di trattamento dei materiali

Solo in seguito al nullaosta autorizzativo, alle verifiche tecnico/analitiche e alla definizione del piano di monitoraggio ambientale, abbiamo potuto occuparci della realizzazione dell’area di cantiere, ubicata all’interno del sito, e all’installazione dell’impianto di trattamento dei materiali che abbiamo progettato su misura per l’acciaieria.

Di seguito le principali macchine e mezzi operativi utilizzati in cantiere:

• n. 1 impianto di frantumazione mobile del tipo a mascelle con deferrizzatore;
• n. 1 impianto completo di miscelazione a coclea;
• n. 1 impianto miscelatore a pale per la preparazione del misto stabilizzato;
• n. 3 silos di contenimento cemento completi di sistemi di fluidificazione e depolveratori, e sistema di dosaggio completi di coclea;
• n. 4 serbatoi in vetroresina per il contenimento dei chemicals completi di sistema di dosaggio con pompe volumetriche;
• n. 1 serbatoio criogenico per lo stoccaggio della CO2;
• n. 1 sistema di comando e controllo per la supervisione dell’impianto;
• n. 3 escavatori cingolati;
• n. 3 pale gommate;
• n. 5 autocarri con operatività da cava;
• n. 2 furgoni scarrabili attrezzati a servizio delle aree di cantiere;
• n. 1 rullo compattatore.

Sono stati coinvolti diversi professionisti di Gesteco che hanno lavorato all’interno di questo cantiere fra questi chimici, operation manager, ingegneri ambientali, processisti, geometri, autisti, operatori specializzati di impianti e mezzi d’opera.

Preparazione del materiale da trattare

Il ciclo operativo aveva inizio presso l’area in cui erano stoccate le scorie di acciaieria. L’operazione di prelievo delle scorie procedeva per strati orizzontali, a strati successivi dall’alto in basso ed era propedeutica alla successiva macinazione. L’escavatore cingolato alimentava direttamente la tramoggia dell’impianto di frantumazione.

Le attività di scavo, macinazione ed abbancamento avevano anche lo scopo di intercettare eventuali materiali estranei. Inoltre, grazie al separatore magnetico del trituratore posizionato sul nastro trasportatore venivano asportati tutti i materiali di origine ferrosa.

Già da questa fase il materiale veniva suddiviso in lotti da 2.000 tonnellate univocamente identificati. Svolte le analisi definite all’interno del Protocollo operativo con l’ARPA regionale, per stabilire la conformità dei singoli lotti, i materiali abbancati venivano trasferiti a mezzo di autocarri nell’area di trattamento.

Processo di stabilizzazione e solidificazione

Il lotto di scoria conforme macinata e deferrizzata veniva trasportato all'impianto di stabilizzazione e solidificazione per essere sottoposto al vero e proprio processo di trattamento che ha reso il materiale compatibile per l’utilizzo nella realizzazione dell’opera di mitigazione ambientale.

Le operazioni si possono così riassumere:

• carico delle scorie in tramoggia;
• pesatura;
• avvio al miscelatore;
• dosaggio dei reattivi in base al peso e alla composizione individuata. I principali chemicals utilizzati sono stati: solfuro di sodio, cemento, silicato, acqua;
• miscelazione;
• scarico del materiale;
• maturazione del materiale stabilizzato per il completamento della fase di solidificazione;
• controllo analitico;
• trasporto del materiale stabilizzato e solidificato presso l’area di formazione del rilevato.

I controlli di conformità

Per ogni lotto in uscita dall’impianto venivano predisposti due provini per essere sottoposti agli accertamenti analitici e geotecnici definiti nel protocollo operativo stabilito con l’ARPA regionale a garanzia dell’efficacia del trattamento.

Tutti i dati relativi ai test di cessione, alla composizione della miscela e alle prove geotecniche sono stati tenuti a disposizione degli organi di controllo per il periodo di 1 anno dalla conclusione delle attività di progetto.

La realizzazione delle colline di mitigazione

Il materiale stabilizzato e solidificato in uscita dall’impianto di trattamento veniva trasportato per mezzo di autocarri nelle aree di formazione del rilevato.

Ognuno dei 265 lotti di materiale posto in opera veniva identificato e georeferenziato per garantirne la completa tracciabilità.

Alla fine delle attività di posa in opera, per ogni singolo lotto, venivano effettuate le prove di densità e carico su piastra, riproducenti le prove di portanza e compattazione condotte in laboratorio sui provini di riferimento.

Raggiunte le quote previste dal progetto, si procedeva con la copertura del materiale con terreno vegetale e la realizzazione delle opere di drenaggio per le acque meteoriche superficiali.

A completamento dell’opera sono state piantate specie arboree e arbustive autoctone, sia sempreverdi che a foglia caduca.

Varie fasi di realizzazione

Il piano di monitoraggio ambientale

A supporto del progetto, di concerto con gli Enti di controllo, Gesteco ha pianificato ed eseguito un sistematico piano di monitoraggio ambientale. Questo ha avuto la finalità di:

• mantenere una conoscenza continua e complessiva sull’evoluzione dei principali parametri ambientali;
• costituire la base informativa per l’azione di verifica e conformità alla normativa vigente​.

Le matrici ambientali indagate mensilmente durante l’esecuzione del progetto sono state:

Qualità dell’aria​ (analisi realizzate anche in collaborazione con il Laboratorio di Olfattometria Dinamica (LOD)

Acustica ambientale ​

Acque sotterranee​

​I monitoraggi sono stati inoltre eseguiti sia in fase di ante operam che in fase di post operam.

La verifica periodica delle matrici ambientali significative ha consentito una gestione ottimale delle attività garantendo l’eventuale tempestiva rilevazione di potenziali emergenze ambientali impreviste, non verificatesi nel caso specifico, permettendo così di intervenire con provvedimenti adeguati se necessario.

Il collaudo e l’attestazione dell’opera

Al termine dei lavori gli Enti di controllo hanno collaudato il progetto e le colline di mitigazione.

L’attività svolta è oggi un esempio concreto di riutilizzo di scorie siderurgiche e di riqualificazione ambientale.

Dopo aver individuato di concerto con gli enti la prassi operativa maggiormente idonea per gestire il materiale, abbiamo stabilizzato, solidificato e riutilizzato l’intero cumulo di scorie siderurgiche, realizzando poi con tale materiale le colline di mitigazione ambientale.

Il rilevato realizzato ha comportato un significativo miglioramento paesaggistico, contribuendo a valorizzare l'ambiente circostante migliorando la fruibilità dell'area. Inoltre, le campagne fonometriche effettuate hanno attestato una generale diminuzione del contributo acustico dello stabilimento presso i ricettori indagati. In particolare, nell’area a sud è stata riscontrata una diminuzione pari a circa 4 dB(A) tra la condizione ante operam e la condizione post operam.

L'attuazione dell'articolato progetto ha avuto esiti positivi grazie alla sinergia tra le diverse competenze dei professionisti di Gesteco. Questo approccio integrato ha permesso di mettere insieme e far dialogare diverse specializzazioni e tecnologie ottimizzandone ogni fase.

La collaborazione multidisciplinare messa in atto ha inoltre permesso di ridurre i tempi di realizzazione ed assicurare un elevato standard di qualità in ogni fase del progetto.

Mediante il trattamento di stabilizzazione e solidificazione delle scorie, l’opera si è arricchita di molteplici benefici, in quanto ha permesso di:

• evitare lo smaltimento delle scorie con il conseguente accumulo di materiale in discarica;
• evitare tutti i possibili impatti sulle varie matrici ambientali derivanti dal trasporto delle scorie in discarica ed al prelievo e trasporto in loco di materiale inerte per la realizzazione del rilevato;
• risparmiare materie prime naturali per la realizzazione dell’opera.