L'impiego del fresato d'asfalto nei conglomerati bituminosi: come un rifiuto diventa una risorsa

The bituminous conglomerates sector, generally called asphalt, can be considered as a sector apart from construction in general, both in terms of the advanced technology present in production facilities and in relation to the environmental impacts it causes. In the sector of interest, engineering finds wide application to pursue the goals of maximizing production efficiency, reducing related environmental impacts and optimizing economic performance. In Italy, 37.6 million tons of asphalt mix were produced in 2021, with an economic value of approximately 2.25 billion euros. Bituminous conglomerate is mainly used for the construction of the surface portion of road pavements, which, being subjected to wear and tear caused by the transit of vehicles, require frequent maintenance. Asphalt is a mixture consisting of inert materials, such as sand and crushed stone, of different sizes and a binding material called bitumen. As part of road maintenance and resurfacing activities, deteriorated asphalt is removed through scarifying and milling activities, activities that generate as a product the asphalt "milled mix," consisting essentially of aggregates and aged bitumen. At the regulatory level, milled material is generally qualified as "special non-hazardous waste" which, in the past, as there was no possibility of reusing it, was disposed of in landfills. The recent regulatory evolution, represented by Ministerial Decree No. 69 of March 28, 2018 of the Ministry of the Environment, Land and Sea Protection, has defined the methods for recovering milled "waste" to obtain an End Of Waste (material that has lost its waste status) that takes the name "asphalt granulate." The same Decree also formalized the possibility of managing milled material as a by-product, as defined by Art. 184-bis of Legislative Decree 152/06 and subsequent amendments, thus providing an incentive for asphalt companies to aim for the transformation of a material that had hitherto been considered a critical issue into a new resource. The use of recycled milled material in the production of asphalts, either as a by-product or as asphalt granules, allows for high added value in both economic and environmental terms, representing a green turning point in the sector. In the first part of this thesis paper, after introducing the basic concepts of asphalt and milled asphalt, the current regulations are analyzed to better understand the different qualifications that can be assumed by milled material (waste, End of Waste, by-product). It is then highlighted how, even in this sector, timely knowledge of regulatory aspects has stimulated technological and production progress, leading to a drastic reduction in the volumes of milled material destined for disposal and increasing the amount of the same that is recycled and used in the production of new asphalt. After the in-depth regulatory analysis, the main methods in which recycled milled material is used are analyzed: these differ, mainly, depending on where the recovery takes place and the temperature at which the material is heated. These techniques, although having as a common denominator the recovery of asphalt milled material, have advantages and disadvantages that lead to having different qualities and applications. After having identified the most widespread mode of asphalt production and known the regulations defining the possibilities of recycling milled material, the new asphalt production plant TBA 4000 RPP, installed at the production facility of the company PMB S.p.A. located in the municipality of Cavernago (BG), was analyzed. In particular, the achievable performance in terms of valorization of the milled "resource" was evaluated. For this purpose, a technical analysis of the entire production chain was carried out, from the pretreatment of the milled material to its entry into the production plant, up to the different units that make up the asphalt production plant. Finally, this innovative plant was compared with the plant previously used by the same company, to evaluate how technological development has led to the improvement of the production process in terms of both the percentages of milled material that can be used and the reduction of environmental impacts. Some considerations were also developped by comparing the use of recycled milled material in asphalt production contained in the study carried out for the Lombardy Region in 2017 ("Evaluation with LCA methodology of the flows and fate of construction and demolition waste") and the results currently obtainable. The paper concludes with some assessments of the current situation of milled asphalt usage in Italy, focusing on the fundamental role that legislation could play in encouraging the green turn in the sector. As demonstrated in the analysis of the plant present at PMB S.p.A., technological development would already allow important performance by producing asphalt mix using high percentages of recycled milled material. Finally, some useful considerations are suggested for optimizing the management of recycled milled and virgin aggregates used in PMB S.p.A.'s production process, so as to make management even more efficient.

Il settore dei conglomerati bituminosi, generalmente chiamati asfalti, può essere considerato come un settore a sé stante rispetto a quello delle costruzioni in generale, sia per quanto riguarda l’evoluta tecnologia presente negli impianti di produzione, sia in relazione agli impatti ambientali che esso determina. Nel settore di interesse, l’ingegneria trova un’ampia applicazione per perseguire gli obiettivi di massimizzare l’efficienza della produzione, ridurre gli impatti ambientali ad esso correlati e ottimizzare la resa economica. In Italia, nel 2021, sono state prodotte 37,6 milioni di tonnellate di conglomerato bituminoso, per un valore economico di circa 2,25 miliardi di euro. Il conglomerato bituminoso viene prevalentemente impiegato per la realizzazione della porzione superficiale delle pavimentazioni stradali, le quali, subendo l’usura causata dal transito dei veicoli, richiedono una frequente manutenzione. L’asfalto è una miscela costituita da materiali inerti, come sabbia e pietrisco, di diversa pezzatura e da un materiale legante denominato bitume. Nell’ambito dell’attività di manutenzione e rifacimento delle strade, viene rimosso il conglomerato bituminoso ammalorato mediante l’attività di scarifica e di fresatura, attività che generano come prodotto il “fresato” d’asfalto, costituito essenzialmente da inerti e bitume invecchiato. A livello normativo, il fresato viene generalmente qualificato come “rifiuto speciale non pericoloso” che, in passato, non essendoci la possibilità di riutilizzarlo, veniva smaltito in discarica. La recente evoluzione normativa, rappresentata dal Decreto Ministeriale n. 69 del 28 marzo 2018 del Ministero della Tutela dell’Ambiente, del Territorio e del Mare, ha definito le modalità di recupero del fresato “rifiuto” per ottenere un End Of Waste (materiale che ha perso la qualifica di rifiuto) che assume il nome di “granulato di conglomerato bituminoso”. Lo stesso Decreto ha altresì formalizzato la possibilità di gestire il fresato come sottoprodotto, così come definito dall’art. 184-bis del D.Lgs. 152/06 e s.m.i., dando così lo stimolo alle aziende produttrici di asfalto di puntare alla trasformazione di un materiale che era stato fino ad ora considerato una criticità in una nuova risorsa. L’impiego del fresato riciclato nella produzione degli asfalti, sia come sottoprodotto che come granulato di conglomerato bituminoso, consente di ottenere un elevato valore aggiunto sia in termini economici, sia in termini ambientali, rappresentando una svolta green nel settore. Nella prima parte di questo elaborato di tesi, dopo aver introdotto i concetti base di asfalto e fresato d’asfalto, viene analizzata la normativa vigente per meglio comprendere le diverse qualifiche che possono essere assunte dal fresato (rifiuto, End of Waste, sottoprodotto). Viene successivamente evidenziato come, anche in questo settore, la puntuale conoscenza degli aspetti normativi abbia stimolato il progresso tecnologico e produttivo, determinando una drastica riduzione dei volumi di fresato destinati allo smaltimento e aumentando il quantitativo dello stesso che viene riciclato ed impiegato nella produzione di nuovo asfalto. Dopo l’approfondimento normativo, vengono analizzate le principali modalità di utilizzo del fresato riciclato che differiscono, principalmente, in funzione del luogo nel quale avviene il recupero e della temperatura alla quale viene riscaldato il materiale. Tali tecniche, pur avendo come denominatore comune il recupero del fresato d’asfalto, presentano dei vantaggi e degli svantaggi caratteristici che portano all’ottenimento di prodotti finali aventi qualità e applicazioni differenti. Individuata la modalità più diffusa di produzione del conglomerato bituminoso e note le norme che definiscono le possibilità di riciclare il fresato, è stato analizzato il nuovo impianto di produzione di asfalto TBA 4000 RPP, installato presso l’insediamento produttivo della società PMB S.p.A. sito in Comune di Cavernago (BG). Di tale impianto sono state valutate, in particolare, le prestazioni ottenibili in termini di valorizzazione della “risorsa” fresato. A tale scopo, è stata svolta un’analisi tecnica di tutta la filiera produttiva, dal pretrattamento del fresato al suo ingresso nell’insediamento produttivo, fino alle diverse unità che costituiscono l’impianto di produzione dell’asfalto. Si è infine confrontato tale impianto innovativo con l’impianto precedentemente utilizzato dalla stessa società, per valutare come lo sviluppo tecnologico abbia portato al miglioramento del processo produttivo sia per quanto riguarda le percentuali di fresato utilizzabili, sia per quanto riguarda la riduzione degli impatti ambientali. Sono state inoltre sviluppate alcune considerazioni mettendo a confronto le prospettive di impiego del fresato riciclato nella produzione di asfalto contenute nello studio effettuato per Regione Lombardia nel 2017 (“Valutazione con metodologia LCA dei flussi e del destino dei rifiuti da costruzione e demolizione”) e i risultati attualmente ottenibili. L’elaborato si conclude con alcune valutazioni sulla situazione attuale dell’impiego del fresato d’asfalto in Italia, soffermandosi sul ruolo fondamentale che la normativa potrebbe svolgere nel favorire la svolta green del settore. Come dimostrato nell’analisi dell’impianto presente presso la PMB S.p.A., infatti, lo sviluppo tecnologico sarebbe già in grado di consentire importanti prestazioni producendo il conglomerato bituminoso utilizzando elevate percentuali di fresato riciclato. Vengono infine suggerite alcune considerazioni utili per l’ottimizzazione della gestione del fresato riciclato e degli inerti vergini impiegati nel processo produttivo della PMB S.p.A., così da rendere ancora più efficiente la gestione.