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Applicazione del WATERJET per lo smaltimento degli pneumatici fuori uso (con riciclo integrale dei prodotti) Raimondo Ciccu Università degli Studi di Cagliari.

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Presentazione sul tema: "Applicazione del WATERJET per lo smaltimento degli pneumatici fuori uso (con riciclo integrale dei prodotti) Raimondo Ciccu Università degli Studi di Cagliari."— Transcript della presentazione:

1 Applicazione del WATERJET per lo smaltimento degli pneumatici fuori uso (con riciclo integrale dei prodotti) Raimondo Ciccu Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali

2 I PFU e i rifiuti compositi in generale sono smaltiti in discariche, abbandonati illegalmente nellambiente o bruciati, causando spesso gravi problemi ambientali. Solo negli ultimi anni si è presa in considerazione lipotesi del riciclo dei prodotti per usi alternativi o dei materiali per diverse applicazioni.. PROBLEMI DI SMALTIMENTO DEI PFU 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

3 SCHEMA DEI FLUSSI DEI MATERIALI/PRODOTTI 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

4 Riuso diretto dei PFU per impieghi diversi Nelle opere viarie (barriere protettive antiurto o antirumore); Negli interventi di salvaguardia da fenomeni di erosione costiera; Come isolante nelle fondazioni e come materiale nei sottofondi stradali; Per il rinforzo di terrapieni; Come elementi di protezione in agricoltura e per la copertura di discariche di rifiuti; Come habitat artificiale per scopi di ripopolamento ittico in mare aperto; Riciclo dei materiali I componenti degli pneumatici, recuperati selettivamente possono essere riciclati come: Granuli o micronizzati di gomma, Fili di acciaio speciale, Prodotti di pirolisi, combustibile per la generazione di energia OPZIONI ALTERNATIVE DI RICICLO/RIUSO 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

5 TIPO DI VEICOLOPESO kg Automobili7.5/8.5 SUV11 autocarri50 Semirimorchi55/80 Trattori agricoli100 Dumpers da miniera CARATTERISTICHE DEGLI PNEUMATICI 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

6 Eccetto il caso della combustione diretta, il riciclo dei materiali recuperabili dei PFU implica uno stadio di disintegrazione selettiva per la liberazione dei componenti. Gli impianti convenzionali di trattamento a secco per la disintegrazione meccanica dei PFU comprendono le seguenti sezioni: Alimentazione degli pneumatici Stallonatura Sminuzzamento e granulazione Concentrazione dei componenti Polverizzazione Filtrazione Il processo è relativamente costoso, rigido, debolmente selettivo, e i prodotti ottenuti hanno scarso valore commerciale. Una valida alternativa è offerta dalla tecnologia waterjet. TECNOLOGIE TRADIZIONALI DI SMALTIMENTO PFU 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

7 CAMPI DI LAVORO DELLA TECNOLOGIA WATERJET dove Q = portata dacqua [ m 3. s -1 ], p = pressione dellacqua [Pa ] 1 – SCAVO 2 – PULITURA 3 - TAGLIO Getti puri (water only) Potenza idraulica del getto 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

8 Le prime esperienze presso i laboratori del DIGITA, finalizzate alla disgregazione selettiva degli pneumatici integri sono consistite nellapplicazione del concetto dei getti rotanti generati ad alta pressione. DISINTEGRAZIONE AD ALTA PRESSIONE CON TESTA ROTANTE A GETTI CONTINUI 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

9 La distruzione in due minuti di uno pneumatico di automobile richiede una pressione di circa 260 MPa usando due ugelli da 0.6 mm. La potenza idraulica corrispondente è intorno a 55 kW. Il consumo specifico di energia si aggira intorno a 0,94 MJ/kg (0.26 kWh/kg). Non considerando i benefici ambientali, loperazione risulterebbe economicamente vantaggiosa per un tempo di lavorazione < 1 min. RISULTATI OTTENUTI 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

10 Vantaggi della configurazione in fase di brevetto: Minori investimenti per il sistema waterjet Maggiore affidabilità operativa Elevata capacità di trattamento Daltro canto i consumi di acqua (peraltro quasi integralmente riciclabile) sono molto maggiori DISINTEGRAZIONE DEGLI PNEUMATICI MEDIANTE CONFIGURAZIONE WATERJET (BREVETTO) 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

11 RISULTATI OTTENUTI

12 CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI OTTENUTI I getti generati secondo la configurazione oggetto del brevetto in fase di deposito, continui o pulsanti, hanno unazione molto selettiva sui componenti consentendo di produrre un materiale metallico molto pulito (con meno del 5% di materiali estranei), una frazione di gomma di granulometria fine in forma di fiocchi, molto apprezzata nel mercato, e un residuo tessile riciclabile. 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

13 UTILIZZAZIONE DEI PRODOTTI In virtù dellelevata selettività della disgregazione con getto dacqua che consente di orrenete prodotti puliti di alta qualità,

14 FLOWSHEET DELLIMPIANTO DI TRATTAMENTO DI PFU AUTO 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

15 Capacità totale di trattamento: 7000 t/a (circa di pneumatici) Numero di linee di trattamento: 6 (battistrada) + 1 (fiancate) Turni di lavorazione: 2 (16 ore giornaliere di produzione) Giorni di lavoro: 250 (28 t/g = pneumatici) Alimentazione della singola linea waterjet: circa 180 kg/h Potenza idraulica generata dalle pompe: 1200 kW. Portata di ciascuna pompa: l/min Pressione di lavoro: MPa (30 -50MPa con getti pulsanti) Consumo totale di acqua: <70 m 3 /h (80% riciclabile) Velocità areale di trattamento: circa 800 cm 2 /min (pneumatico automobile standard) Tempo medio di disintegrazione di un battistrada: 20s Le fiancate (prive di acciaio) saranno trattate con metodi meccanici in una distinta sezione di impianto in parallelo con capacità circa 3000 t/a CARATTERISTICHE E PRESTAZIONI DELLIMPIANTO (sezione waterjet) 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

16 I grandi mezzi gommati di movimento terra impiegano pneumatici di dimensioni eccezionali il cui smaltimento pone problemi difficili da risolvere anche in relazione alla vita utile particolarmente breve (in media 6 mesi). IL CASO DEGLI PNEUMATICI OVERSIZE 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

17 - Strategia A: Disintegrazione completa con getto dacqua con robot. - Strategia B: Taglio di separazione con getto abrasivo delle parti costituite da sola gomma (fiancata e battistrada) e loro trattamento con macchine di triturazione meccanica; disintegrazione con getto dacqua pulsante della restante carcassa in isole di lavorazione robotizzate. La strategia B predomina al crescere delle dimensioni dello pneumatico. Flowsheet della strategia B STRATEGIE OPERATIVE PER GLI OVERSIZE 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

18 ISTITUZIONI DI RICERCA PARTNERS INDUSTRIALI CENTRO DI RICERCA Scopi istituzionali: Ricerca di base Formazione Obiettivi aziendali: Profitto di impresa Competitività Attività : Sviluppo applicativo delle tecnologie Progettazione di impianti innovativi RUOLO DEL CENTRO DI RICERCA 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

19 Establishment of a RESEARCH CENTER FOR THE DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES USING WATER JETS in the shape of a consortium company Possible Partners: Università di Cagliari Consiglio Nazionale delle Ricerche Ecoglobal srl (Regione Sardegna) PROPOSTE OPERATIVE 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

20 Domanda di brevetto Internazionale n. PCT/IT2009/ Title: Method for treating materials, in particular stony materials, by pulsating fluid jets and apparatus to carrying out said method Proprietari: CNR (60%); Institute of Geonics ASCR, v.v.i. (40%) Inventori: Augusto Bortolussi, Raimondo Ciccu, Josef Foldyna, Libor Sitek Soggetto interessato: Pellegrini SpA Lettera di interesse e accordo di segretezza PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

21 International Patent (in preparazione) Title: Method for creating impermeable or reactive barriers by injecting suitable matter into the soils using water jets Applicants: CNR (50%); UNICA (50%) Inventors: A. Bortolussi, R. Ciccu, B. Grosso PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA Soggetti interessati: Imprese di bonifica ambientale 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

22 International Patent Application n. RM2010A (15 gennaio 2010) Title: Method for selective disintegration of composite materials by fluid jets and apparatus for applying said method Inventors: A. Bortolussi, R. Ciccu Soggetto interessato: ECOGLOBAL Scelta tecnologica per la realizzazione di un impianto nella zona di Cagliari PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010

23 Costituzione di SOCIETA DI SPIN-OFF AQUAVIS PER LO SVILUPPO E LINDUSTRIALIZZAZIONE DI TECNOLOGIE AVANZATE WATERJET Soci: Raimondo Ciccu Augosto Bortolussi Termomeccanica SFIRS Accordi di collaborazione: Ecoglobal PROPOSTE OPERATIVE 2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010


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