Aiz zincatura e edilizia sostenibile guida per progettisti e committenti

ZINCATURA E EDILIZIA SOSTENIBILE GUIDA PER PROGETTISTI E COMMITTENTI

TOM WOOLLEY _ Il Prof. Tom Woolley, B. Arch. PhD, è un architetto e studioso di questioni ambientali. Vive a County Down, nell’Irlanda del Nord. Dal 1991 è professore ordinario di Architettura presso la Queen’s University di Belfast e lavora attualmente per la società Rachel Bevan Architects dove si occupa di consulenza e progettazione sostenibile. Insegna, inoltre, in Galles alla Graduate School of the Environment presso il Centre for Alternative Technology ed è uno dei Professori Incaricati della University of Central Lancashire (GB) e dell’Università UiTM in Malaysia.

Ha lavorato per l’Architectural Association, l’Università di Strathclyde e la Hull School of Architecture. È stato editore del Green Building Handbook ed è l’autore di Natural Building.

Ha contribuito a molti altri testi e conferenze internazionali ed è attualmente il Presidente della UK Hemp Line Construction Products Association. È membro del Gruppo di Consulenza Ministeriale per l’architettura dell’Irlanda del Nord e del Consiglio dell’Albo degli Architetti (Architects Registration Board) del Regno Unito.

INIZIATIVA EUROPEA PER LA ZINCATURA A CALDO NELL’EDILIZIA SOSTENIBILE L’industria europea della zincatura generale a caldo iniziò a rispondere alla sfida dell’edilizia sostenibile nel 2004, con il conferimento dell’incarico al Professor Fabio Iraldo dell’Università Bocconi di Milano per la ricerca e la documentazione delle esigenze del Green Public Procurement (acquisti verdi) e degli altri aspetti dell’edilizia verde che coinvolgono l’industria della zincatura. Quello studio con i suoi risultati ha generato numerose iniziative, molte in collaborazione con l’ industria dello zinco, mirate alla generazione di dati ambientali pertinenti e alla dimostrazione della validità dell’impiego della zincatura a caldo nella realizzazione di edifici e strutture più sostenibili.

Questa guida riunisce le migliori informazioni disponibili sul contributo della zincatura a caldo all’edilizia sostenibile.

Le informazioni qui contenute sono state assemblate da un gruppo di lavoro di esperti del settore di associazioni nazionali (tra cui Associazione Italiana Zincatura), facenti parte di EGGA (European General Galvanizers Association), sotto la guida del Professor Tom Woolley.

Siamo particolarmente grati per il contributo dato alla guida a:

Dott. Gian Luca Baldo e Dott.

Stefano Rossi, Life Cycle Engineering (Torino)

_

Raymond Sempels International Zinc Association Europe (Bruxelles) _ Michael Sansom, Steel Construction Institute (Regno Unito) _ Rachel Bevan, Rachel Bevan Architects (Belfast) _ Linda Forbes.

ZINCATURA E EDILIZIA SOSTENIBILE GUIDA PER PROGETTISTI E COMMITTENTI

02

SEZIONE _

PAGINA_

PREMESSA

04

INTRODUZIONE

05

UNO ACCIAIO ZINCATO A CALDO: INTRODUZIONE

08

DUE USO DELL’ACCIAIO ZINCATO A CALDO NELL’EDILIZIA SOSTENIBILE

10

TRE ASPETTI AMBIENTALI DELL’ACCIAIO ZINCATO A CALDO

16

QUATTRO LA MATERIA PRIMA DELLA ZINCATURA: LO ZINCO

22

CINQUE EDILIZIA SOSTENIBILE: UNA SPIEGAZIONE

28

SEI ESEMPI APPLICATIVI

38

BIBLIOGRAFIA

46

GLOSSARIO E GUIDA AGLI ACRONIMI

RICONOSCIMENTI

47 48

03

PREMESSA _

Sono un sostenitore radicale dell’edilizia verde e naturale, perché sono convinto che dovremmo creare edifici caratterizzati da un minore consumo di risorse, da una maggiore efficienza energetica e da un minore inquinamento sia interno che esterno.

Non sono però così ingenuo da pensare che sia possibile creare edifici che non generino questioni ambientali. Il mio lavoro sull’uso della canapa e della calce dimostra che è possibile utilizzare un materiale rinnovabile coltivato nei campi, che blocca effettivamente la CO2 nella struttura della costruzione ma richiede sempre la fabbricazione della calce con estrazione dalle cave e l’uso di energia per alimentare i forni. L’isolamento fornito dalla lana di pecora o dalla canapa richiede l’uso di ritardanti di fiamma chimici; il legno deve essere abbattuto e portato via dalle foreste e, poi, lavorato e trasportato.

Persino i materiali più verdi presentano delle limitazioni ambientali. Abbiamo, quindi, il compito di selezionare attentamente i prodotti ed i materiali e fare tutto il possibile per minimizzare gli esiti negativi sull’ambiente.

Gli operatori dell’industria hanno l’obbligo morale di considerare queste questioni e fare tutto il possibile per migliorare le loro prestazioni.

Senza dubbio l’industria della zincatura a caldo può ancora migliorarsi, ed io accolgo con piacere la sua volontà di approccio costruttivo alle questioni e l’analisi del contributo offerto al bisogno di sostenibilità.

La zincatura a caldo esiste dalla fine del 1800 ed è un’industria fortunata perché esistono alcuni aspetti intrinsecamente sostenibili nella zincatura dell’acciaio che meritano di essere studiati.

Mi auguro che questa guida ci ricordi l’ampia gamma di utilizzi dell’acciaio zincato e il contribuito offerto dallo zinco a molti aspetti fondamentali della nostra vita quotidiana, oltre ad un’architettura attraente e stimolante.

Una buona informazione è elemento essenziale per le decisioni ambientali a livello di azienda. Se nel futuro immediato non affronteremo in modo radicale la sfida della nostra impronta globale, molte di queste discussioni saranno state puramente accademiche, perché sarà troppo tardi per aggiustare le cose. Dobbiamo sperare che l’industria e il pubblico in genere accolgano questa sfida.

Tom Woolley Marzo 2008

04

INTRODUZIONE _

QUESTA GUIDA HA LO SCOPO DI ASSISTERE ARCHITETTI, INGEGNERI E I LORO CLIENTI A USARE AL MEGLIO L’ACCIAIO ZINCATOA CALDO NEL CONTESTO DELL’EDILIZIA SOSTENIBILE.

Questa non è una pubblicazione pubblicitaria o di marketing , ma è il risultato di uno studio a cui hanno partecipato diversi esperti indipendenti provenienti da diversi Paesi Europei. Ci si è avvalsi di studi accademici e scientifici sull’impatto ambientale dei prodotti zincati a caldo e delle loro alternative.

Abbiamo cercato di considerare le problematiche nel modo più franco e più onesto possibile, così che i lettori possano crearsi un’opinione libera sulla base delle informazioni qui presentate. Riteniamo che tutti i produttori e i fornitori di materiali edili debbano, allo stesso modo, fornire dati ambientali accurati.

Idealmente questo dovrebbe seguire un formato standard che permetta di effettuare confronti equi tra opzioni diverse.

Attualmente l’industria edile non segue un sistema concordato di Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) basato sulle stesse metodologie, e, di conseguenza, è considerevole la confusione sull’impatto ambientale dei diversi prodotti.

Questa pubblicazione si interessa delle più recenti iniziative di politica produttiva e di quale sia il loro impatto sulle specifiche di materiali e prodotti.

Si discute qui anche delle iniziative a livello europeo per una maggiore armonizzazione.

Spesso produttori e fornitori affermano che i loro prodotti sono sostenibili, anche se non esiste una definizione comunemente accettata di sostenibilità. Tuttavia, si cita spesso la definizione di Brundtland:

Non dovrebbero verificarsi impatti tossici sulla salute dell’uomo né interruzioni delle attività quotidiane giornaliere delle persone.

Il Rapporto Brundtland della Commissione mondiale sull’ambiente e lo sviluppo definisce lo sviluppo sostenibile come segue: “L’Umanità ha la capacità di rendere sostenibile lo sviluppo, per far sì che esso soddisfi i bisogni dell’attuale generazione senza compromettere la capacità di quelle future di rispondere ai loro.”

(Commissione Mondiale sull’Ambiente e lo Sviluppo - 1987).

Ma l’umanità non prospera se evita semplicemente di fare qualcosa e non fa niente. Ci sono gravissimi problemi di fame e povertà in tutto il mondo e occorre migliorare le infrastrutture per prevenire disastri naturali come inondazioni e terremoti.

Sviluppo sostenibile significa affrontare queste problematiche senza danneggiare il pianeta e senza usare in modo egoista le risorse che non saranno disponibili per i nostri figli e per i figli dei nostri figli.

Questa dichiarazione viene spesso usata per sostenere quasi ogni proposta, dall’interramento degli scarti nucleari all’estrazione del petrolio sotto il Polo Nord, ed ha quindi perso valore. Se interpretata correttamente, essa fornisce, tuttavia, un ottimo benchmark con cui giudicare la maggior parte delle attività umane.

In termini di edilizia implica che dovremmo utilizzare con estrema attenzione risorse che scarseggiano e non sono rinnovabili, e che, a prescindere da quello che facciamo, dovrebbero durare a lungo o essere riciclate e riutilizzate. Inoltre, dovremmo minimizzare l’uso di energia generata con combustibili fossili e ridurre drasticamente l’inquinamento.

Alcuni potrebbero ritenere difficile giustificare l’uso di acciaio e zinco in un’applicazione rigorosa del principio di Brundtland.

Questi problemi sono talmente difficili che occorrono misure radicali per affrontarli.

Nei ricchi Paesi sviluppati ci compiacciamo e esigiamo di avere quello che vogliamo quando lo vogliamo. Di conseguenza, le risorse non sono usate in modo sostenibile e l’Occidente consuma sostanzialmente più della sua congrua parte delle risorse del mondo.

05

Misura degli impatti Un modo per misurare gli impatti è l’impiego di un metodo chiamato impronta ecologica, che misura quanto terreno e quante risorse sono richieste per sostenere una particolare attività (http://www.wwf.org).

Secondo l’Indice del Pianeta Vivente (Living Planet Index) 2004 del WWF, un terzo della ricchezza naturale della Terra è sparito dal 1972. Ciò è relativo anche a flora e fauna selvatica, foreste, fiumi e mari. Occorre adottare misure immediate per arrestare la distruzione e per risarcire i danni arrecati dall’umanità e non si può rispondere semplicemente comportandoci come niente fosse.

06

D’altra parte, anche se il vetro viene prodotto con un materiale prontamente disponibile, è richiesta una considerevole quantità di energia per produrlo.

Dobbiamo quindi esaminare ogni forma di attività umana e industriale e verificarne i relativi impatti sul ciclo di vita e l’impronta ecologica. Ciò non significa che dovremo ritornare a vivere nelle caverne e guadagnarci da vivere direttamente dalla terra, ma significa abbandonare molte delle attività inutili e dispendiose che sono insite nella cultura moderna.

È virtualmente impossibile costruire o rinnovare edifici senza avere un certo impatto sull’ambiente. Si parla moltissimo degli edifici a zero emissione di carbonio, ma questi edifici richiedono ancora risorse e energia per la produzione. Nella maggior parte dei casi, queste risorse non sono rinnovabili e non possono essere perciò rimpiazzate.

La nostra società dovrebbe prendere decisioni informate su come queste risorse non rinnovabili dovrebbero essere utilizzate e dovrebbe utilizzare le risorse in modo sempre più efficiente e responsabile, per proteggere il pianeta dall’inquinamento e dagli sprechi. Dato che l’energia derivata da combustibili fossili diventa scarsa e più costosa, dobbiamo trovare delle alternative e usare l’energia limitata per creare materiali e prodotti che sono veramente sostenibili, che durino a lungo e soddisfino a lungo le nostre esigenze in futuro.

Attività come la costruzione di edifici, dovranno utilizzare materiali che hanno un basso impatto forse con impiego di materiali rinnovabili che possono compensare le emissioni di carbonio dalla produzione di altri materiali. Il vetro è un buon esempio di materiale che è essenziale per edifici a basso impatto, perché consente l’assorbimento dell’energia solare utilizzando un design solare passivo e permette l’utilizzo di luce naturale, riducendo la quantità di energia utilizzata per l’illuminazione artificiale.

Uso dell’acciaio L’acciaio è una parte essenziale e necessaria dell’edilizia moderna, per la costruzione sia di edifici che di sistemi di trasporto.

Sebbene in alcune applicazioni altri materiali come calcestruzzo e legno possono sostituire l’uso dell’acciaio, spesso l’acciaio è preferito per una serie di motivi. In particolare, l’acciaio può essere riciclato e utilizzato ripetutamente e, quindi, riduce il bisogno di impiego di nuovi materiali. Purtroppo, l’acciaio può corrodersi in esposizione agli agenti atmosferici e deve

essere pertanto protetto dalle intemperie, mediante verniciatura, impiego di leghe (ad es. acciaio inossidabile) o attraverso la zincatura a caldo. Fintantoché la società moderna continuerà a utilizzarlo per edifici e infrastrutture, l’acciaio dovrà essere protetto per assicurarne la durabilità.

L’acciaio zincato è talmente comune nel nostro ambiente che quasi non lo notiamo, ed è utile fornire informazioni più complete sulla natura della zincatura a caldo, su come l’acciaio zincato viene utilizzato e sul lavoro che viene effettuato, per comprendere e mitigare il suo impatto sull’ambiente.

Esattamente come utilizziamo inevitabilmente il vetro in edifici sostenibili, utilizzeremo l’acciaio, ma il suo utilizzo deve essere giustificato in termini di quello che è stato fatto per ridurre qualsiasi impatto negativo sull’ambiente. Questo comporta un attento esame di ogni aspetto dell’acciaio, dall’estrazione del metallo grezzo, al trasporto, alla fusione, alla lavorazione e al riciclaggio.

Questa guida considera una parte dell’uso dell’acciaio, della sua protezione dalla corrosione con la zincatura a caldo.

La zincatura a caldo richiede l’uso di un altro metallo, lo zinco, che deve essere estratto anch’esso, lavorato e trasportato.

Dobbiamo sapere se questa sia la migliore opzione dal punto di vista dell’ambiente per proteggere l’acciaio esposto all’atmosfera.

QUELL’ULTIMO PONTE _ Il Ponte Maosi sul Fiume Po in Cina (particolari a pagina 45) 07

SEZIONE UNO _

TITOLO

ACCIAIO ZINCATO: INTRODUZIONE _

sgrassaggio

risciacquo

decapaggio

risciacquo

flussaggio

essiccazione

immersione nello zinco fuso

acqua zinco puro

Tipico processo di zincatura

L’acciaio zincato è presente dappertutto e ha un ruolo essenziale nella nostra vita quotidiana. È utilizzato nell’edilizia, nei trasporti, nell’agricoltura, nella trasmissione di energia e ovunque siano essenziali la protezione dalla corrosione e la lunga durata. È utile, ad esempio, per l’illuminazione stradale (lampioni) ed è presente nelle attrezzature per la fornitura di energia elettrica nell’alimentazione di abitazioni, ospedali e uffici (tralicci ad alta tensione). Molte altre industrie utilizzano la zincatura.

In Europa, un’alta percentuale di acciaio zincato è utilizzata nel settore edile.

La zincatura è comunque un processo molto versatile e permette la protezione di articoli di diverse dimensioni, da dadi e bulloni, ai grandi elementi strutturali.

La zincatura è un processo utilizzato per proteggere l’acciaio dalla corrosione: l’acciaio viene rivestito con zinco per prevenire la formazione di ruggine. Il processo comprende l’immersione dei componenti puliti in ferro o acciaio nello zinco fuso (in genere alla temperatura di 450°C circa).

Una serie di strati in lega zinco-ferro si forma mediante una reazione metallurgica tra il ferro e lo zinco, creando un forte legame tra l’acciaio e il rivestimento.

Un tempo tipico di immersione è di circa 4-5 minuti ma può essere più lungo per articoli pesanti con alta inerzia termica o dove lo zinco deve penetrare spazi vuoti interni.

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Alla rimozione dal bagno di zincatura, uno strato di zinco fuso viene depositato sulla parte superiore dello strato di lega. Spesso questo si raffredda in modo da evidenziare l’aspetto lucido brillante associato ai prodotti zincati.

In realtà, non esiste una demarcazione tra l’acciaio e lo zinco, ma una transizione graduale attraverso la serie di strati di lega che crea il legame metallurgico. Le condizioni nell’impianto di zincatura, come temperatura, umidità e qualità dell’aria, non influiscono sulla qualità del rivestimento zincato.

Lo zinco protegge l’acciaio Una delle caratteristiche più importanti dello zinco è la sua capacità di protezione dell’acciaio dalla corrosione. La durata e la durabilità dell’acciaio sono nettamente migliori quando è rivestito con lo zinco.

Nessun altro materiale può fornire questo livello di protezione così efficiente ed economicamente efficace per l’acciaio.

Se non è protetto, l’acciaio si corrode quasi in qualsiasi ambiente di esposizione.

I rivestimenti di zinco arrestano la corrosione dell’acciaio in due modi: con una barriera fisica e una protezione elettrochimica.

Barriera protettiva I rivestimenti di zinco forniscono una barriera metallica continua e impenetrabile che impedisce la diffusione dell’umidità e dell’ossigeno fino all’acciaio sottostante.

La superficie metallica zincata reagisce con l’atmosfera per formare una patina compatta aderente che è insolubile nell’acqua piovana.

In genere, gli spessori del rivestimento vanno da 45 μm a oltre 200 μm.

Le ricerche condotte nel corso di molti anni hanno dimostrato che la durata di questa barriera protettiva è proporzionale allo spessore del rivestimento di zinco¹.

In altri termini, raddoppiando lo spessore del rivestimento si raddoppia la durata del rivestimento.

Protezione elettrochimica Lo zinco ha l’abilità di proteggere l’acciaio galvanicamente. Quando l’acciaio nudo è esposto all’umidità, ad es. in un bordo tagliato o in un’area danneggiata, si forma una cella galvanica. Lo zinco attorno al punto danneggiato si corrode in vece dell’acciaio e forma prodotti della corrosione che precipitano sulla superficie dell’acciaio e la proteggono. Non si verifica corrosione sotto pelle nei punti di danno.

6% Fe

10% Fe

acciaio base

Sezione schematica di un tipico rivestimento zincato a caldo

lato elettronegativo – metalli più attivi Magnesio Zinco Alluminio Cadmio Acciaio Piombo Stagno Nichel Ottone Rame

lo zinco protegge l’acciaio

lato elettropositivo – metalli meno attivi Posizione dello zinco nella serie galvanica

LA ZINCATURA A CALDO È UN MODO UNICO PER PROTEGGERE L’ACCIAIO CON ZINCO

La zincatura a caldo è un modo unico per proteggere l’acciaio con zinco Lo zinco è ampiamente usato nel settore edile per la protezione dell’acciaio. È inoltre utilizzato in forma di laminati di zinco per la costruzione di tetti e coperture edili (in nord Europa).

Il rivestimento di zinco descritto in questa guida comprende: • zincatura generale a caldo (discontinua) è l’immersione di unità pre-assemblate in acciaio in un bagno di zinco fuso per formare un rivestimento pesante di zinco legato metallurgicamente.

Questi rivestimenti sono quelli che durano più a lungo e sono particolarmente idonei per ambienti esterni, condizioni aggressive e alta durabilità.

Esistono molti altri modi per applicare i rivestimenti di zinco all’acciaio. È importante comprendere la differenza tra questi tipi, perché hanno durabilità e idoneità diverse per le applicazioni specifiche.

Nell’edilizia, i rivestimenti di zinco metallico più comuni sono: • acciaio zincato a caldo in continuo un rivestimento sottile di zinco applicato in acciaieria a fogli o strisce di acciaio laminato sottile (lamiere).

Viene poi usato per prodotti dove l’acciaio è piegato o sagomato dopo l’applicazione del rivestimento (ad es. coperture, carrozzerie d’auto, lavatrici).

• rivestimenti di zinco a spruzzo termico sono applicati con una pistola che spruzza lo zinco fuso sulla superficie dell’ acciaio mediante la riduzione con la fiamma di filo o polvere di zinco in spray.

• rivestimenti di zinco elettrodeposto sono rivestimenti sottili applicati mediante elettrolisi. Non si crea un legame metallurgico tra lo zinco e l’acciaio.

Normalmente solo idonei per applicazioni interne o di breve durata.

• componenti in acciaio sherardizzati hanno un rivestimento sottile di leghe ferro-zinco che sono prodotte facendo girare piccole parti in un roto-barile con polvere di zinco a ~380°C

09

SEZIONE DUE _

Valori tipici per la zincatura di un kg di acciaio secondo EN ISO 1461

TITOLO

Energia lorda (energia totale)

3,4-5,3 MJ

Global Warming Potential

0,1-0,33 kg di CO2 equivalente

USO DELL’ACCIAIO ZINCATO NELL’EDILIZIA SOSTENIBILE _

Basato su un esame degli studi di valutazione del ciclo di vita (LCA) esistenti.

I valori escludono il carico dell’acciaio e i crediti relativi al suo riciclaggio.

L’attenzione alla durabilità delle strutture e dei componenti in acciaio ha importanti conseguenze ambientali, economiche e sociali. Alcune sono meno ovvie di altre.

Il costo economico complessivo della corrosione è stato studiato in diversi paesi2,3.

Si calcola che rappresenti fino al 4% del prodotto interno lordo.

La durabilità a lungo termine fornita dalla zincatura viene ottenuta con un carico ambientale relativamente piccolo in termini di energia e di altri impatti globalmente rilevanti, che sono, in particolare, molto bassi se rapportati al valore energetico dell’acciaio che lo zinco protegge.

Un esame degli studi sul ciclo di vita disponibile effettuato da Life Cycle Engineering (Torino, Italia) ha indicato le quantità tipiche illustrate nella tabella in alto. L’intervallo di valori è determinato dalle variazioni relative al tipo di componente di acciaio, ai fattori geografici e alla metodologia di studio.

Questi carichi sono stati misurati secondo ciclo di vita completo, dall’estrazione delle materie prime fino al trasporto al cliente.

Utilizzando questa conoscenza dei carichi ambientali della protezione dalla corrosione con la zincatura a caldo, è stato possibile confrontare le conseguenze delle diverse scelte di sistemi di protezione dalla corrosione.

10

Diversi studi hanno evidenziato gli elevati costi economici ed ambientali associati alla verniciatura a causa delle ripetute manutenzioni delle strutture in acciaio4 che essa richiede. Questi carichi possono essere significativamente ridotti da un investimento iniziale nella protezione a lungo termine.

La mancata considerazione della protezione ottimale dalla corrosione può comportare danni economici a causa dei costi delle necessarie ripetute manutenzioni.

Nei progetti del settore dell’edilizia abitativa popolare, i costi della manutenzione futura sono a carico delle autorità locali.

Nei progetti delle infrastrutture pubbliche, l’uso dell’acciaio zincato conduce verso budget inferiori per la manutenzione, risparmiando fondi pubblici per altri scopi.

Questa sezione spiega come l’acciaio zincato possa essere utilizzato per migliorare la sostenibilità dei prodotti edili e degli edifici. Inoltre, nella Sezione 6 ci sono esempi più dettagliati e alcune applicazioni specifiche per meglio illustrare l’uso dell’analisi del ciclo di vita nella valutazione delle conseguenze ambientali nella scelta dei diversi sistemi di protezione dalla corrosione.

L’USO DELL’ACCIAIO ZINCATO GENERA MINORI COSTI FINANZIARI E AMBIENTALI PER LA MANUTENZIONE

WALES INSTITUTE FOR SUSTAINABLE EDUCATION _

ABITAZIONI AD ALTA EFFICIENZA ENERGETICA _

In costruzione presso il Centre for Alternative Technology, Powys, Galles.

Abitazioni innovative ad energia solare, Friburgo, Germania.

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giardino d’inverno zincato

balcone zincato telaio di finestra zincato bulloni zincati

grondaia zincata

serra zincata

arredi stradali zincati tettoia per auto zincata

bidone per il riciclaggio zincato

scale zincate altalena zincata recinzione zincata

acciaio strutturale zincato tettoia zincata

pannelli acustici zincati balaustra zincata struttura in acciaio zincato

recinzione di sicurezza zincata

passerella zincata

cancelli zincati

IL VASTO USO DELLA ZINCATURA

12

L’ACCIAIO NON È MAI LONTANO DA UN IMPIANTO DI ZINCATURA _

04

In Europa esistono oltre 650 impianti di zincatura generale – ciascuno fornisce un importante contributo all’economia produttiva locale e all’occupazione.

Islanda

14

Gli impianti sono situati vicino a impianti di produzione e costruzione dell’acciaio per minimizzare i costi economici ed ambientali del trasporto. In genere, i clienti più piccoli sono serviti da veicoli che prelevano i pezzi di diversi clienti nello stesso viaggio e li riconsegnano ai clienti nello stesso modo. In molti casi, le strutture in acciaio zincato sono consegnate direttamente dallo zincatore al cantiere.

Finlandia

13

Norvegia

33

Svezia

Estonia

Latvia

12

10

Russia

Danimarca

Irlanda

Lithuania

62

Regno Unito Belorussia

18

Paesi Bassi

20

160

Germania

Polonia

Belgio

29

Repubblica Ceca

60

Francia

Slovacchia

19

18

Ukraine

Austria

Svizzera

08

Hungary

Slovenia

Romania Croatia

93

Italia

14

Portogallo

BosniaHerzegovina

Serbia

51

Spagna

Bulgaria

Macedonia Albania

Turkey Greece

Questa mappa mostra il numero di impianti di zincatura in ciascun paese membro di EGGA (European General Galvanizers Association).

13

ECOBOULEVARD DI VALLECAS, MADRID _ L’Eco-boulevard di Vallecas è stato concepito da Ecosistema Urbano (www.ecosistemaurbano.com) basato su tre approcci ad uno spazio urbano esistente – l’infoltimento degli alberi, la riduzione e lo spostamento asimmetrico delle vie di comunicazione e qualche altro intervento superficiale che riconfigura la situazione esistente. Sono stati installati tre air-trees, ossia alberi d’aria, fino a quando non cresceranno gli alberi naturali.

Gli air-trees per il loro funzionamento utilizzano l’energia solare; sono dotati di una struttura in acciaio zincato flessibile e leggera, che potrà essere facilmente smontata e riutilizzata altrove quando non sarà necessario il processo di rivitalizzazione di questo spazio pubblico.

14

_L'Eden Project L’Eden Project, una mostra della biodiversità globale, è la più grande serra del mondo, costruita con un telaio in acciaio zincato per creare la soluzione più leggera e più ecologica.

15

SEZIONE

Produzione di zinco

TRe _

TITOLO

ASPETTI AMBIENTALI DELL’ACCIAIO ZINCATO A CALDO _

Processo di zincatura a caldo

Durabilità e vita utile

Riutilizzo e/o riciclaggio

Acciaio

Materiali di consumo del processo e relativa rigenerazione e riciclaggio

Il ciclo di vita dell’acciaio zincato a caldo

PROCESSO DI ZINCATURA A CALDO _ La zincatura viene sempre effettuata in uno stabilimento industriale che contiene tutti gli stadi del processo. L’acciaio arriva da un lato e il prodotto zincato finito esce dall’altro.

Esistono numerosi impianti di zincatura nella maggior parte dei paesi e l’acciaio non deve percorrere grandi distanze per raggiungere un impianto di zincatura, mantenendo in questo modo i costi e gli impatti ambientali relativi al trasporto al minimo possibile.

Lo zinco, il materiale di consumo principale del processo, viene utilizzato in modo molto efficiente nel processo. La gestione del bagno assicura che lo zinco che non viene depositato sull’acciaio rimanga nel bagno di zincatura. Lo zinco che si ossida sulla superficie viene rimosso come ceneri di zinco e prontamente riciclato (talvolta nello stesso stabilimento). Le scorie (mattes di zinco) formatesi sul fondo del bagno sono periodicamente rimosse e hanno un alto valore di mercato per il riciclaggio.

USO DI ENERGIA DEL PROCESSO _ É necessaria energia per fornire calore al bagno di zincatura a caldo, che viene in genere fornita a partire dal gas naturale.

In alcuni paesi, i bagni sono riscaldati dall’elettricità o da carburante liquido.

Sebbene la zincatura a caldo non sia considerata come uno dei settori ad uso più intensivo di energia, l’industria ha fatto grandi sforzi per gestire il consumo di energia in modo efficiente.

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In alcuni Paesi, l’industria della zincatura a caldo ha stabilito dei target per l’efficienza energetica e ha incoraggiato la migliore gestione energetica e l’utilizzo delle nuove tecnologie per raggiungere questi target.

Risultati di questi processi vantaggiosi sono: • migliori tecnologie dei bruciatori, con maggiore efficienza energetica; • coperture dei bagni di zincatura più efficienti (utilizzati durante la manutenzione e/o il tempo di fermo); • utlilizzo più efficiente del calore dei fumi per il riscaldamento delle vasche di pretrattamento.

CONTROLLO DELLE EMISSIONI _ Le emissioni all’interno dell’impianto sono attentamente controllate per evitare disturbi o problemi nelle zone circostanti. Gli impianti di zincatura sono tenuti al rispetto della Direttiva CEE sulla Prevenzione e Riduzione Integrata dell’Inquinamento5. L’industria ha collaborato alla pubblicazione di una Best Practice Reference Note (BREF) per la zincatura a caldo. Secondo il documento BREF un requisito principale è catturare le particelle non pericolose emesse durante l’immersione nel bagno di zincatura; queste particelle sono poi filtrate usando scrubber o filtri a maniche.

RIGENERAZIONE E RICICLAGGIO DELLE SOLUZIONI DI PROCESSO _ Gli stadi di pretrattamento nel processo di zincatura sono mirati per lo più alla pulizia degli articoli in acciaio.

Per i materiali di consumo del processo, come l’acido cloridrico e le soluzioni di flussaggio, sono disponibili possibilità di riciclaggio e/o rigenerazione.

USO DELL’ACQUA _ Gli impianti di zincatura utilizzano volumi relativamente piccoli di acqua rispetto alle altre tecnologie di rivestimento6. È rarissimo che un impianto di zincatura scarichi acqua di processo; le soluzioni acquose esauste possono essere trattate e immesse nuovamente nel processo, con volumi molto piccoli di rifiuti solidi stabilizzati (neutralizzati) inviati all’esterno per lo smaltimento.

Ad esempio: • le soluzioni di acido cloridrico esausto sono utilizzate per produrre cloruro di ferro per l’uso nel trattamento delle acque reflue urbane. Molti impianti di zincatura rimuovono il ferro e lo zinco in situ e riciclano l’acido rigenerato riutilizzandolo nelle vasche di pretrattamento; • grazie al migliore monitoraggio e alla migliore manutenzione delle vasche di flussaggio queste sono raramente svuotate negli scarichi (in Italia, conferiti a rifiuto) e solo piccoli volumi di fango devono essere smaltiti periodicamente. La rigenerazione del flussaggio a circuito chiuso viene utilizzato in molti impianti; • sono state sviluppate vasche di sgrassaggio acido a temperatura ambiente.

In alcuni casi, con la raccolta dell’acqua piovana, gli impianti di zincatura a caldo hanno potuto eliminare l’uso dell’acqua di rete. L’acqua piovana può essere raccolta mediante grondaie e conservata per essere usata successivamente.

TUTTI I MATERIALI DI CONSUMO DEL PROCESSO POSSONO ESSERE DESTINATI AL RICICLAGGIO O ALLA RIGENERAZIONE

IMMISSIONI

FLUSSO DEL PROCESSO

EMISSIONE, RICICLAGGIO E SCARTI

Articoli in acciaio ricevuti

Ganci e fili

Carico

Calore, sgrassante alcalino, tensioattivo,acqua

Sgrassaggio

Vapore acqueo, liquidi esausti e bassa produzione di fanghi

Risciacquo con acqua (riutilizzo di acqua)

HCl diluito, acqua

Decapaggio

Acqua pulita (di rete o acqua piovana)

Risciacquo con acqua (riutilizzo di acqua)

Acqua, cloruro di zinco, cloruro d’ammonio

Vapore acqueo, vapori acidi (da captare), acido esausto (da riciclare / rigenerare) Riutilizzo di acqua

Strippaggio per la zincatura di vecchi articoli in acciaio

Produzione di sostanze chimiche contenenti zinco a partire da acido esausto ricco di zinco

Flussaggio

Vapore acqueo. Flussante filtrato e rigenerato.

Rimozione occasionale di fango (rifiuto)

Essiccazione

Riutillizzo del calore dei fumi

Calore, zinco (da raffinazione e/o riciclaggio)

Zincatura a caldo a 440-460°C

Particolato filtrato prima dell’emissione in atmosfera. Ceneri e mattes di zinco conferite al riciclaggio.

Acqua pulita (di rete o acqua piovana nell’impianto)

Raffreddamento

Vapore acqueo. Rimozione occasionale di fango (rifiuto).

Ispezione e consegna

Filo usato destinato al riciclaggio dell’acciaio.

Ganci da riutilizzare.

IL PROCESSO DI ZINCATURA: _ Immissioni, emissioni, scarti e flussi di riciclaggio.

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USO DELLO ZINCO RICICLATO _

RICICLAGGIO DEI RESIDUI DI PROCESSO _

Esistono due importanti fonti di zinco utilizzate nel processo di zincatura:

Durante il processo di zincatura, lo zinco che non forma un rivestimento sull’acciaio rimane nel bagno per essere riutilizzato successivamente. Non si verifica alcuna perdita di materiali come può accadere durante l’applicazione spray di altri tipi di rivestimento. Le ceneri di zinco (dall’ossidazione superficiale del bagno di zincatura) e le mattes di zinco (una miscela di zinco e ferro che si accumula sul fondo del bagno di zincatura) sono totalmente recuperate. Lo zinco metallico eventualmente presente all’interno delle ceneri grezze viene direttamente riciclato per ulteriore uso, spesso nello stesso impianto di zincatura.

Il polverino delle ceneri e le mattes di zinco sono quindi vendute per produrre polvere e composti di zinco per una serie di applicazioni, come additivi per la gomma, cosmetici e componenti elettronici.

• lo zinco primario viene prodotto da una miscela di materiale estratto e prodotto riciclato. Si calcola che, in media, lo zinco primario contenga circa il 10-15% di prodotto riciclato • gli zincatori sono anche importanti acquirenti di zinco di seconda fusione – cioè scarti di zinco, provenienti, ad esempio, da vecchi tetti in zinco che sono stati puliti e rifusi sotto forma di lingotti.

Lo zinco primario acquistato dagli impianti di zincatura contiene un’alta percentuale di zinco riciclato e lo zinco totalmente riciclato viene spesso acquistato per essere utilizzato assieme allo zinco primario.

La produzione di un kg di zinco primario (dal minerale estratto) richiede l’energia lorda di 50 MJ, anche se soltanto 20 MJ di questa energia sono utilizzati direttamente nella produzione dello zinco7. Lo zinco secondario (rifuso) usato dagli zincatori generali richiede appena 2,5 MJ per essere prodotto8.

18

RIUTILIZZO DELLE COSTRUZIONI IN ACCIAIO ZINCATO _ Molti prodotti in acciaio zincato possono essere rimossi, nuovamente zincati e rimessi in uso. Ad esempio, i guardrail autostradali sono spesso rimossi e sostituiti durante la manutenzione e il rinnovo del manto stradale.

Le barriere possono essere riportate all’impianto di zincatura per la ri-zincatura e sono quindi riutilizzate in applicazioni simili.

L’acido ricco di zinco prodotto dalla rimozione del rivestimento rimanente sugli oggetti sottoposti a strippaggio viene utilizzato per la produzione dei composti dello zinco nell’industria chimica.

RICICLAGGIO DELLE COSTRUZIONI IN ACCIAIO ZINCATO _ L’acciaio zincato può essere riciclato facilmente con altri rottami di acciaio nel processo produttivo dell’acciaio in forno fusorio ad arco elettrico (EAF). Lo zinco si volatilizza presto nel processo (sublima) e viene raccolto nelle polveri dell’ EAF che sono poi riciclate in impianti specializzati e spesso vengono riutilizzate nella produzione dello zinco primario.

Nel 2006, l’industria europea dell’acciaio (EU27) ha prodotto 1.290.750 tonnellate di polveri da EAF, con un contenuto di 296.872 tonnellate di zinco (cioè 23%).

Il 93% di questo zinco (276.920 tonnellate) è stato riciclato (fonte: Gesellschaft für Bergbau, Metallurgie, Rohstoff – und Umwelttechnik, Germania).

Spesso la vita utile dei prodotti dell’acciaio è lunghissima, ad es. molti ponti vecchissimi di acciaio sono tuttora in uso.

Per questo motivo esiste una carenza di rottami e la continua espansione delle infrastrutture dovrà essere basata sulla produzione primaria del minerale di ferro.

Lo stesso vale per molti altri metalli che sono usati in applicazioni con una vita utile lunga.

L’acciaio è il materiale edilizio più riciclato del mondo e circa il 40% di tutta la produzione di acciaio è basata sui rottami riciclati.

L’acciaio utilizzato nell’edilizia ha un tasso di riciclaggio elevatissimo a fine vita.

Per esempio, nel Regno Unito, l’87% dell’acciaio da costruzione è riciclato; il 10% viene riutilizzato e soltanto il 3% finisce nelle discariche9.

Zinco destinato alla rifusione

Le ceneri e le scorie di zinco recuperate dal bagno producono composti di zinco

USE OF RECYLED ZINC

Additivi della gomma Cosmetici Elettronica

Rizincatura e riutilizzo dei prodotti di acciaio

Rottami di zinco, ad es. da tetti/grondaie

Bagno di zincatura

Lunga vita utile

Produzione di zinco primario (minerali di zinco)

Polveri ricche di zinco per forno fusorio ad arco elettrico (EAF)

Zinco e acciaio recuperato dai rifiuti edilizi Riciclaggio dell’acciaio

Flussi di zinco riciclato nel processo di zincatura e alla fine della vita.

19

DURABILITÀ E VITA UTILE _ La zincatura a caldo effettuata secondo la EN ISO 1461 assicura l’applicazione di un rivestimento di zinco adatto a proteggere l’acciaio. Ciò è importante per fornire maggiore durabilità, particolarmente in ambienti esterni. I rivestimenti di zinco di spessore inferiore a quello ottenuto con la zincatura a caldo non durano lo stesso tempo, dato che la vita di un rivestimento di zinco è direttamente proporzionale al suo spessore.

La resistenza alla corrosione dello zinco dipende principalmente da uno strato di protettivo (una patina) di conversione e passivazione, che si forma sulla sua superficie a contatto con l’aria.

Per la corrosione atmosferica, le sostanze contaminanti atmosferiche influiscono sulla stabilità e sulla durata di questo strato.

L’agente contaminante più importante che colpisce lo zinco è l’anidride solforosa - SO2 ed è la presenza di anidride solforosa che controlla in maniera determinante la velocità di corrosione atmosferica dello zinco.

20

È ampiamente documentato il fatto che i livelli atmosferici di anidride solforosa siano diminuiti in modo significativo in quasi tutti i Paesi negli ultimi decenni. La connessione tra durabilità dello zinco e livelli di anidride solforosa in atmosfera è stato illustrato molto chiaramente nel caso della Svezia. Dati simili sono stati registrati per altri Paesi10.

Questa tendenza alla riduzione ed i conseguenti miglioramenti nelle prestazioni dello zinco, migliorano in modo significativo il contributo dell’acciaio zincato a favore dello sviluppo sostenibile, fornendo, senza alcun costo addizionale, strutture più durature per case, infrastrutture, trasporti e molte altre applicazioni.

Con i tassi di corrosione dello zinco normalmente inferiori a 1 μm per anno nella maggior parte dei Paesi Europei, un tipico rivestimento di 85 μm può fornire molti decenni di vita senza manutenzione (in ambienti rurali e urbani)11.

Per ambienti più aggressivi, è possibile ottenere rivestimenti più spessi sulle costruzioni di acciaio strutturale con corrispondenti aumenti della durata del rivestimento.

Si usano piccoli volumi d’acqua per realizzare e rabboccare le vasche di lavaggio e le altre vasche del processo di zincatura.

In alcuni casi, è possibile soddisfare tutti i requisiti dell’acqua del processo tramite la raccolta dell’acqua piovana nell’impianto.

L’acqua viene catturata dal sistema di grondaie e conservata per uso futuro.

Le ceneri di zinco (anche chiamate schiumature) e le mattes (scorie) che sono prodotte nel bagno di zincatura possono essere completamente riciclate presso lo stesso impianto o presso riciclatori specializzati. Alcuni impianti sono dotati di piccole fornaci per recuperare lo zinco metallico dalle ceneri del processo di zincatura. Questo zinco metallico può essere direttamente riportato al bagno di zincatura, senza lasciare l’impianto.

I moderni forni di zincatura sono controllati da computer ed estremamente efficienti.

Il calore residuo dei gas di combustione può essere recuperato per riscaldare le vasche di pretrattamento o per asciugare l’acciaio pre-trattato prima dell’immersione nel bagno di zincatura. Altri vantaggi del controllo del processo di zincatura e della sua efficienza ambientale, comprendono la rigenerazione durante il processo di zincatura delle soluzioni di flussaggio e degli acidi.

21

SEZIONE QUATTRO _

TITOLO

MATERIA PRIMA DELLA ZINCATURA – ZINCO _

PRODUZIONE DI ZINCO _ L’ 80% delle miniere di zinco sono sotterranee, l’ 8% sono a cielo aperto e il resto è una combinazione di entrambi i tipi.

Raramente il minerale estratto è sufficientemente ricco da essere usato direttamente dagli impianti metallurgici.

Quindi, deve essere concentrato. I minerali di zinco estratti contengono 5-15% di zinco. Per concentrarlo, il minerale estratto viene prima schiacciato e poi macinato per consentire la separazione ottimale da altri minerali.

In genere, un concentrato di zinco contiene circa il 55% di zinco sotto forma di solfuro di zinco. La concentrazione di zinco viene, generalmente, effettuata nell’impianto della miniera per ridurre il più possibile i costi di trasporto agli impianti di produzione del metallo.

I concentrati di zinco sono poi arrostiti o sinterizzati per convertire il solfuro di zinco in ossido di zinco. Gli ossidi di zinco sono quindi lavorati in processi pirometallurgici, o più comunemente, idrometallurgici, per produrre lo zinco metallico. I prodotti più comuni sono zinco HG (High Grade) (grado di purezza 99,95%) e zinco SHG (Special High Grade) (grado di purezza 99,99%).

L’IMPEGNO DELL’INDUSTRIA DI PRODUZIONE DELLO ZINCO VERSO LO SVILUPPO SOSTENIBILE _ Oltre all’adozione della loro Sustainability Charter (Carta della Sostenibilità) nel 2001, i Soci dell’Associazione Internazionale dello Zinco (IZA), hanno definito un piano d’azione per rendere le attività dell’industria di produzione dello zinco in linea con i principi della sostenibilità. I criteri chiave della strategia di sostenibilità dell’IZA, comprendono: • valutazione delle tendenze future e sviluppo di indicatori della sostenibilità dello zinco; • sviluppo e comunicazione di una comprensione approfondita dell’impatto dello zinco sull’ambiente e del relativo contributo essenziale per la salute dell’uomo e degli ecosistemi. Tutto ciò basato su una valutazione dei rischi appropriata per lo zinco e di alto profilo scientifico; • consolidamento di un uso efficiente delle risorse per produrre e riciclare lo zinco; • riduzione del dispendio energetico di tutti i processi lungo la catena produttiva; • controllo delle emissioni dello zinco da sorgenti puntiformi e diffuse; • produzione secondo standard sociali e ambientali appropriati in tutto il mondo; • sviluppo di una politica integrata di prodotto lungo tutto il ciclo di vita dello zinco.

Ulteriori informazioni sull’implementazione della strategia di sostenibilità dell’IZA sono fornite nel sito www.zincworld.org/sustainable_development

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ZINCO E SALUTE _ Tutti gli organismi viventi hanno bisogno di zinco – esso è un elemento essenziale.

La quantità di zinco presente in natura varia considerevolmente, per cui gli organismi viventi sono dotati di processi naturali che ne regolano l’assunzione. La carenza insorge quando la quantità di zinco disponibile è insufficiente per soddisfare le esigenze di un organismo. Ciò si verifica sia nell’ambiente che nella nutrizione umana. È stato valutato che quasi il 50% della popolazione mondiale è a rischio di carenza di zinco e sono in corso attività per incrementare l’assunzione di zinco dei bambini più poveri del mondo12, 13.

La carenza di zinco è comune anche nei terreni agricoli in tutti i continenti e determina insufficienza nei raccolti e nell’allevamento di bestiame14.

TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI NE HANNO BISOGNO – LO ZINCO È UN ELEMENTO ESSENZIALE

Lo zinco migliora la memoria e il pensiero, interagendo con altre sostanze chimiche per inviare messaggi ai centri sensori del cervello.

Lo zinco riduce inoltre l’affaticamento e i cambiamenti repentini di umore.

Poiché lo zinco viene utilizzato nella generazione delle cellule, è particolarmente importante durante la gravidanza, per lo sviluppo del feto, le cui cellule si dividono rapidamente.

Nelle donne, lo zinco può essere utile nel trattamento dei problemi mestruali e per alleviare i sintomi della sindrome premestruale.

Lo zinco è essenziale per il gusto e l’odorato, ed è necessario per il rinnovo delle cellule cutanee e per mantenere sani le unghie e i capelli.

Usiamo lo zinco nello shampoo e nei prodotti antisolari.

Nell’uomo, lo zinco protegge la prostata e contribuisce a mantenere il numero e la mobilità degli spermatozoi.

Lo zinco è essenziale nel favorire la crescita nei neonati, nei bambini e negli adolescenti.

Lo zinco ci aiuta a vivere….e a condurre uno stile di vita attivo e sano. Tra tutte le vitamine e i minerali, lo zinco produce l’effetto più marcato su tutto il nostro sistema immunitario.

Lo zinco si è dimostrato efficace nel combattere le infezioni e può persino ridurre la durata e la fastidiosità del comune raffreddore.

L’importanza dello zinco per la salute umana

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Livelli naturali di zinco nell’ambiente

ZINCO IN NATURA _ Lo zinco, come tutti i metalli, è un componente naturale della crosta terrestre e una parte integrante del nostro ambiente.

Lo zinco è presente non solo nelle rocce e nel terreno, ma anche nell’aria, nell’acqua e nella biosfera – piante, animali ed esseri umani. Lo zinco viene continuamente trasportato dalla natura, un processo chiamato ciclo naturale. La pioggia, la neve, il ghiaccio, il sole e il vento erodono le rocce e il terreno che contengono zinco.

Il vento e l’acqua trasportano quantità minute di zinco ai laghi, ai fiumi e al mare, dove si raccoglie come sedimento o viene trasportato ulteriormente.

Fenomeni naturali come: • eruzioni vulcaniche; • incendi boschivi; • tempeste di polvere; • spruzzi marini. contribuiscono tutti al ciclo continuo dello zinco nella natura15, 16. Durante l’evoluzione, tutti gli organismi viventi si sono adattati allo zinco nel loro ambiente e lo usano per specifici processi metabolici. La quantità di zinco presente nell’ambiente naturale varia da luogo a luogo e da stagione a stagione.

Ad esempio, la quantità di zinco nella crosta terrestre va da 10 a 300 milligrammi per chilogrammo, e lo zinco nei fiumi varia tra meno di 10 microgrammi per litro a oltre 200 microgrammi. Allo stesso modo, le foglie che cadono in autunno creano un aumento stagionale dei livelli di zinco nel terreno e nell’acqua.

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Aria (rurale)

0,01 - 0,2 µg m3

Giacimenti di minerale estratto

5 - >15%

Suolo (generale)

10 - 300 mg/kg peso asciutto

Oceano aperto

0,001 - 0,06 µg/l

Roccia basaltica ignea

28 - 240 ppm

Mari costieri/interni

0,5 - 1 µg/l

Roccia granitica ignea 5 - 140 ppm

Fiumi alluvionali in pianura

5 - 40 µg/l

Scisto argilloso e argille 18 - 180 ppm

Fiumi montani

< 10 µg/l

Arenaria

2 - 41 ppm

Grandi laghi

0,09 - 0,3 µg/l (disciolto)

Nero di scisto

34 - 1500 ppm

Corsi d’acqua in aree altamente mineralizzate 200 µg/l

Ogni anno un fiume svedese di medie dimensioni trasporta oltre due tonnellate di metalli al mare a causa della disgregazione e del dilavamento naturale del suo letto.

ZINCO NELL’AMBIENTE _ Sebbene gli effetti positivi dello zinco per gli esseri umani e gli ecosistemi siano ben conosciuti, è anche importante evitare concentrazioni molto elevate nell’ambiente.

Le emissioni industriali di zinco sono diminuite costantemente negli ultimi decenni.

Nei luoghi dove si possono verificare concentrazioni localmente elevate di zinco, ad esempio in aree altamente mineralizzate, la natura ha una straordinaria abilità di adattarsi e dispone inoltre di meccanismi per legare lo zinco riducendone la cosiddetta biodisponibilità. La biodisponibilità è stata definita come “la quantità di concentrazione di una sostanza chimica (metallo) che può essere assorbita da un organismo, creando in tal modo il potenziale di tossicità o la concentrazione necessaria per sopravvivere” (Parametrix 1995). Non si tratta tuttavia semplicemente di una funzione della forma chimica della sostanza, ma è invece in gran parte influenzata dalle caratteristiche dell’ambiente ricevente. Si devono, quindi, considerare fattori come la durezza dell’acqua e il pH.

Sono questi effetti della biodisponibilità che spiegano perché le concentrazioni di zinco apparentemente elevate attorno a grandi strutture zincate, come le torri per la trasmissione di energia elettrica, non producono gli effetti tossici che possono essere previsti in laboratorio.

Questi fattori sono riconosciuti da tempo come importanti, ma i dati scientifici sono stati in passato insufficienti per consentire una previsione quantitativa della biodisponibilità dello zinco in determinate condizioni.

Per risolvere questa situazione, l’industria della zincatura ha contribuito alla vasta ricerca per sviluppare chiari modelli predittivi per quantificare la biodisponibilità dello zinco nelle acque, nei sedimenti e nei suoli17.

Sono stati condotti studi specifici sulla contaminazione del terreno e dell’acqua causata dalla corrosione dei prodotti zincati nell’ambiente esterno. Persino in località dove esistono numerose fonti di zinco, come ai lati delle strade (dove lo zinco può provenire da detriti di pneumatici, lubrificanti, usura e corrosione della strada), questi studi hanno dimostrato che gli scarichi e le emissioni non producono effetti avversi.

La Divisione di Scienza della Corrosione dell’Istituto Reale di Tecnologia (KTH) di Stoccolma studia da tempo l’impatto ambientale dei materiali di copertura dei tetti a base di zinco, rame e acciaio inossidabile18.

Quando piove, vengono rilasciate le sostanze che si formano in seguito alla corrosione della superficie dei tetti; la quantità di metallo che può essere rilasciata dipende da molti fattori diversi, come il grado di inquinamento atmosferico, la composizione chimica e il pH della pioggia, nonché la durata e l’intensità della precipitazione.

I metalli presenti nelle acque meteoriche di dilavamento che rilasciano i tetti ricoperti con zinco sono composti principalmente da ioni liberi. Gli scienziati del KTH hanno rilevato che dopo la percolazione nel terreno o il contatto con il calcestruzzo o il calcare, viene rimosso oltre il 96% del contenuto metallico totale dell’acqua. La maggior parte dei metalli si lega molto rapidamente a contatto con il terreno e i metalli rimanenti nell’acqua hanno una bassa biodisponibilità e, quindi, una bassa potenzialità di ripercussioni sull’ambiente.

8 Energia/peso 7

Energia/volume

Consumo di energia relativo

6

5

4

3

2

1

0 Zinco

Ferro

Sebbene soltanto una piccola quantità di zinco venga utilizzata per conservare l’energia inglobata dell’acciaio, l’energia utilizzata per produrre lo zinco metallico merita una considerazione importante nel ciclo di vita della zincatura.

Cromio

La Naturvårdsverket, l’Agenzia Svedese per la Tutela dell’Ambiente, ha confrontato il fabbisogno di energia relativo dei metalli comuni e ha trovato che, ad eccezione del ferro (alla base dell’acciaio), per lo zinco si utilizza l’energia più bassa sia per unità di peso che per unità di volume19.

Rame

Nichel

Alluminio

L’energia usata nella produzione dello zinco elettrolitico è di circa il 7% per l’estrazione e la lavorazione del minerale, 89% per l’elettrolisi e 4% per la colata.

Uso di energia nella produzione primaria (raffinata) di vari metalli di base in termini di peso e volume.

L’energia utilizzata per l’acciaio è stata posta ad uno in entrambi i casi. (fonte: Naturvårdsverket, Agenzia Svedese per la Tutela dell’Ambiente)

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RICICLAGGIO DELLO ZINCO _ Lo zinco è un metallo non ferroso intrinsecamente riciclabile e può essere riciclato all’infinito senza alcuna perdita di proprietà fisiche o chimiche.

Attualmente, circa il 70% dello zinco proviene dalla raffinazione primaria dei minerali di zinco estratti (incluso anche un 10-15% proveniente da fonti riciclate) e circa il 30% proviene direttamente dallo zinco riciclato (che rappresenta l’80% dello zinco disponibile per il riciclaggio). Il livello di riciclaggio continua ad aumentare con il miglioramento della tecnologia. La lunga durata dei prodotti in acciaio con rivestimento di zinco nell’edilizia rende la previsione del loro ritorno nei flussi di rifiuti difficile da modellare e sono perciò necessari ulteriori studi in materia.

RISERVE DI ZINCO _ Lo zinco è il 27° elemento più comune nella crosta terrestre ed è presente in quantità abbondanti nel mondo. Secondo i calcoli, un miglio cubico di acqua marina contiene 1 tonnellata di zinco e i primi 1600 metri della crosta terrestre contengono 224.000.000 milioni di tonnellate di zinco, ed altri 15 milioni di tonnellate sono nei fondali marini.

Questi calcoli non prendono tuttavia in considerazione se sia economico o accettabile dal punto di vista ambientale, lo sfruttamento di queste risorse.

26

Le riserve di zinco, come nel caso di qualsiasi altra risorsa naturale, non sono conservate in natura in quantità fissa e definita, ma sono determinate dalla geologia e dall’interazione di economia, tecnologia e politica. Il termine riserve denota la parte delle risorse mappata e misurata, che può essere utilizzata oggi o in futuro.

Le riserve riflettono, perciò, lo stato della conoscenza, la tecnologia e il valore dello zinco in un dato momento. Queste risorse naturali sono sempre più incrementate dalla fornitura di zinco riciclato. Le riserve sicure di zinco sono aumentate in modo significativo dagli anni ’50, in seguito alla scoperta di nuovi grandi giacimenti in molte aree del mondo.

La sostenibilità delle forniture di minerale di zinco estratto non può essere quindi giudicata semplicemente estrapolando la vita combinata delle miniere odierne di zinco. Nonostante il crescente aumento del consumo di zinco dal 1996 al 2005, le riserve di zinco del mondo sono sostanzialmente aumentate nello stesso periodo, come indicato dalla tabella.

Anno Riserve1 Base delle riserve2 1995 140,000,000 tm 330,000,000 tm 2005 220,000,000 tm 460,000,000 tm Aumento 57.14% 39.4% Fonte: U.S. Geological Survey.

1. Le riserve sono definite come “la parte della base di riserve che può essere estratta o prodotta economicamente al momento della determinazione”.

2. La base di riserve viene definita come “la parte di una risorsa identificata che soddisfa i requisiti fisici e chimici minimi correlati alle pratiche estrattive e produttive correnti, inclusi tenore, qualità, spessore e profondità.

LO ZINCO È UN METALLO NON FERROSO INTRINSECAMENTE RICICLABILE ED È RICICLABILE INDEFINITAMENTE

Scarti totali

Vecchi scarti di automobili, elettrodomestici, acciaio zincato, manufatti rottamati

Produzione di zinco riciclato (ossido, polveri, pani di zinco)

Minerale di zinco estratto

Scarti di fabbricazione, ritagli, residui della zincatura, ceneri

Produzione di zinco primario

Prodotti di zinco

Il ciclo di riciclaggio dello zinco

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SEZIONE CINQUE _

TITOLO

EDILIZIA SOSTENIBILE: ILLUSTRAZIONE _

All’atto della scelta dei materiali e dei prodotti edilizi, architetti, specificatori, sviluppatori e clienti sono sempre più attenti alle problematiche ambientali, probabilmente perché ciò è richiesto da regolamenti, normative e linee guida, o per una decisione genuinamente etica per la realizzazione di edifici con la massima sostenibilità possibile.

Sussistono grande confusione e molti malintesi su cosa siano effettivamente gli edifici verdi e sostenibili.

Come si prendono decisioni ponderate sui materiali da usare e chi stabilisce le norme per convalidare queste decisioni?

Considerando il cambiamento molto rapido delle linee guida e del modo di pensare, è possibile avere un effettivo grado di certezza su quale sia la cosa migliore da fare?

Abbondano le affermazioni dei fornitori sulle credenziali verdi dei loro prodotti. Vengono conferiti premi a edifici perché sono verdi e in seguito quegli stessi edifici sono criticati per la loro performance ambientale scadente.

La distinzione tra ciò che è buono per l’ambiente e ciò che è chiamato oggi il greenwash (la pulizia di facciata dell’immagine aziendale) non è sempre facile.

“Il termine greenwash viene normalmente usato quando si impiegano molto più tempo o somme significativamente maggiori di denaro per pubblicizzare il fatto di essere green, cioè verdi, piuttosto che per pratiche effettivamente valide dal punto di vista ecologico. Spesso questo avviene con il cambiamento del nome o dell’etichetta di un prodotto, per creare la sensazione della natura, mettendo ad esempio l’immagine di una foresta su flaconi contenenti sostanze chimiche pericolose.” (Wikipedia)

Ma viviamo tutti su un unico pianeta, anche se cerchiamo attualmente di consumarne tre o quattro! Il consumo eccessivo di energia e risorse a Parigi avrà tanto impatto sull’inquinamento dei mari e sulla deplezione dell’ozono quanto un edificio in Giappone o a Rio de Janeiro. Sorprende, quindi, che l’armonizzazione delle normative internazionali per l’edilizia sostenibile sia stata finora trascurata.

Gli studi scientifici per valutare e migliorare l’impatto ambientale della zincatura a caldo sono basati sull’analisi di dati effettivi, evitando quindi il greenwash, perché qualsiasi affermazione è sostenuta da dati scientifici accertati da valutazioni inter pares tra gli studiosi(peer review). Non è facile, tuttavia, effettuare dei confronti tra i prodotti e i materiali, perché esistono così tanti metodi di analisi e vengono effettuate così tante affermazioni. Non esiste ancora una par condicio per confrontare le credenziali ambientali, anche se col tempo è possibile che sia sviluppata.

Dall’esame della letteratura sull’edilizia verde è evidente la grande varietà delle interpretazioni possibili; alcune sono molto tecnocratiche mentre altre parlano di idee mistiche del tipo New Age! Raramente si adotta un approccio olistico in cui si considera ogni aspetto degli impatti ambientali. Alcuni considerano gli aspetti ambientali soltanto in termini di risparmio energetico o di miglioramento dei servizi edilizi. Molti associano l’edilizia verde all’incremento di energia rinnovabile per gli edifici e all’adozione della micro-generazione.

In molti casi, la scelta dei materiali utilizzati figura piuttosto in basso nella lista delle priorità di progettisti e clienti.

D’altra parte, alcuni si fanno sostenitori dell’uso di balle di paglia e fango per creare edifici a basso impatto ambientale con materiali puramente naturali.

A livello internazionale, esiste una sostanziale differenza tra quello che potrebbe essere considerato sostenibile in un Paese e quello che è sostenibile in un altro.

Alcuni trovano accettabile questa variabilità e sostengono che le condizioni locali sono differenti e che si applicano criteri diversi a seconda delle circostanze locali.

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VARIABILITÀ DELL’INTERPRETAZIONE _

Questa pluralità di approccio è anche evidente quando si considerano gli strumenti e i metodi di valutazione ambientale.

Alcuni sono interessati a sistemi di valutazione per gli edifici e altri per i materiali, come se fossero due fattori diversi, quando in realtà sono totalmente intercorrelati.

C’è una differenza sostanziale se gli strumenti di valutazione sono intesi per progettare gli edifici o per valutarli dopo che sono stati costruiti. Se i sistemi di valutazione non sono utili come strumenti per la progettazione, allora misurano essenzialmente l’impatto dopo che il danno è stato fatto.

Quando si fanno delle affermazioni, queste sono opportunamente controllate dopo il completamento dell’edificio? In che misura questi strumenti e metodi di valutazione sono utili quando si avvia un progetto edilizio e si decide cosa fare? Sono utili nella scelta dei materiali?

SUSSISTONO GRANDE CONFUSIONE E MOLTI MALINTESI SU COSA SIANO EFFETTIVAMENTE GLI EDIFICI VERDI E SOSTENIBILI

L’Hearst Tower è uno dei più verdi edifici di uffici d’America. È stato costruito con oltre il 90% di acciaio riciclato e progettato per risparmiare fino a 6.400 m3 d’acqua ogni anno, grazie alla raccolta ed al riciclaggio dell’acqua piovana.

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OCCORRE UNA GUIDA PER I CONSUMATORI SUGLI STRUMENTI DI VALUTAZIONE AMBIENTALE _ La Commissione Europea ha affidato al CEN, Comitato Europeo di Normazione, lo sviluppo di un sistema standardizzato per accertare la performance ambientale degli edifici20.

I lavori sono iniziati nel 2004 e il completamento è previsto alla fine del 2009. Nel frattempo, diversi altri programmi nazionali sono stati sviluppati secondo le necessità nazionali, come Ecoquantum (Paesi Bassi), LEGEP (Germania)21, Haute Qualité Environnementale (Francia).

In Spagna, il sistema LEED americano è stato usato per valutare l’edilizia sostenibile in progetti pubblici.

30

ad esempio, poiché ciascun credito LEED vale un punto (di 69 punti possibili), un edificio può ricevere 26 punti, sufficienti per una targa, senza aver ottenuto un singolo punto per l’efficienza energetica.

Molto discutibilmente, questo è il metodo di valutazione più importante per l’edilizia verde e i critici osservano che questo espediente consente ai proprietari di includere qualche elemento verde – da un tetto verde ai parcheggi preferenziali per veicoli ibridi – in un edificio altrimenti convenzionale per ottenere facilmente punti LEED.

Nel Regno Unito e negli Stati Uniti, leader di mercato come BREEAM22 e LEED23 dominano il campo. Questi due sistemi sono ben conosciuti, ma la selezione dei materiali e dei metodi edilizi rappresenta soltanto una piccola parte dello strumento. In genere, si ritiene che BREEAM e LEED diano un contributo utile all’avanzamento della causa dell’edilizia verde, ma non sono immuni da critiche.

Nel 2004, la Green Building Alliance, una coalizione di gruppi ambientalisti con sede a Pittsburgh, ha condotto un sondaggio elettronico anonimo tra architetti, ingegneri, committenti ed altri, che avevano lavorato in progetti edilizi verdi. Su un edificio di recente costruzione, risultava da uno dei riscontri, è stato attribuito per l’installazione di un posteggio per biciclette al costo di $395, lo stesso punteggio LEED che verrebbe assegnato per un sistema di recupero di calore da $1,3 milioni che consentisse al proprietario un risparmio annuo in costi energetici di circa $500.000.

Molti ritengono che una targa LEED non garantisca che un edificio meriti elogi per essere progettato in modo verde.

I professionisti del settore lamentano in genere un sistema di attribuzione dei crediti non equo per l'uso di energia;

Il Green Building Council statunitense promuove il sistema di valutazione LEED e recentemente è stato stabilito un Green Building Council anche in Gran Bretagna.

Simili organizzazioni esistono in Australia ed in altri Paesi.

Oltre a questi metodi generali di valutazione degli edifici, esiste una miriade di sistemi per valutare l’impatto ambientale dei materiali, che vengono presi in considerazione in alcuni casi negli strumenti di valutazione del progetto edilizio, ma non sempre.

Nel 1988, l’Unione Europea ha adottato la Direttiva Prodotti da Costruzione (CPD)24, attualmente in revisione. Si sperava che questa direttiva conducesse all’armonizzazione delle normative ambientali per i prodotti edili su tutto il territorio europeo.

Anche se molti prodotti edili attuali recano il marchio CE, ciò non fornisce alcuna informazione sulla loro provenienza ambientale. Nonostante diversi provvedimenti dell’Unione Europa abbiano spinto per l’edilizia sostenibile, in particolare la pressione per ridurre l’inquinamento e rimuovere le sostanze chimiche tossiche dagli edifici, non esiste ancora una strategia complessiva per l’edilizia sostenibile.

STRUMENTI PER VALUTARE LA PERFORMANCE AMBIENTALE _ Ci sono due strumenti importanti per valutare la performance dei prodotti edili – Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD, Environmental Product Declarations) e Valutazione del Ciclo di Vita (LCA, Life Cycle Assessment).

Questi due strumenti sono strettamente correlati perché una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD) utilizza la Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) per calcolare l’entità degli indicatori d’impatto che sono inclusi nella dichiarazione.

Per poter generare LCA e EPD per un processo o prodotto particolare, è necessario disporre di dati sull’inventario del ciclo di vita (LCI - Life Cycle Inventory) affidabili e rappresentativi.

COMPONENTI CHIAVE DI UN INVENTARIO DI CICLO DI VITA COMPLETO PER I PRODOTTI EDILI _

Produzione di materie prime

Raffinamento dei materiali

Produzione di materie prime (dati generici)

Produzione

Produzione della vostra società (dati specifici dell’impianto)

Uso, operazione, manutenzione

Riciclaggio

Uso (dati generici)

CHE COS’È LA VALUTAZIONE DEL CICLO DI VITA? _ “La valutazione del ciclo di vita è un processo impiegato: per valutare i carichi ambientali associati ad un prodotto, un processo o un’attività, identificando e quantificando l’energia e i materiali utilizzati e i rifiuti smaltiti nell’ambiente; per valutare l’impatto sia di questo utilizzo di energia e di materiali che dello smaltimento di rifiuti nell’ambiente; per identificare e valutare le opportunità di miglioramento ambientale.

La valutazione include l’intero ciclo di vita del prodotto, processo o attività e comprende l’estrazione e la lavorazione delle materie prime, la produzione, il trasporto e la distribuzione, l’uso, la manutenzione, il riciclaggio e lo smaltimento finale.”

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VALUTAZIONE DEL CICLO DI VITA _ L’LCA (Life Cycle Assessment – Valutazione del Ciclo di Vita) viene definita ai sensi dell’ISO 1404025, ed è uno strumento utilizzato per valutare l’impatto ambientale dell’uso di un prodotto e delle sue emissioni in ambiente durante tutto il suo ciclo di vita dalla culla (la sua produzione) al cancello dell’azienda produttrice (crandle-to-gate) o dalla culla alla tomba, cioè al destino finale di rifiuto (crandle-to-grave). I risultati sono normalizzati ad una unità funzionale o un metro quadro di protezione di un prodotto di acciaio per un periodo di tempo specificato.

Le LCA possono essere costose ma permettono di effettuare vantaggiosi confronti su un’ampia gamma di impatti ambientali potenziali (non solo emissioni di carbonio e consumo energetico). Gli svantaggi della LCA sono il dispendio di tempo, il costo e la complessità dell’analisi, nonchè spesso la difficoltà d’interpretazione dei risultati.

Ad esempio, gli esperti e i clienti devono a volte decidere da soli sulla importanza relativa delle maggiori emissioni di anidride carbonica per un prodotto e della maggiore tossicità ambientale per un altro.

L’ LCA può consentire il confronto tra prodotti utilizzati per lo stesso scopo, come i rivestimenti per prodotti metallici.

Ma l’uso della LCA per i rivestimenti è relativamente nuovo ed esistono pochi studi LCA direttamente comparabili in questo campo, spesso utilizzati da organizzazioni commerciali, dipartimenti universitari e enti governativi con differenze nelle unità funzionali, nei tempi, nelle condizioni di esercizio, nelle condizioni al contorno e in altre variabili.

Le banche dati commerciali, che contengono gli inventari del ciclo di vita (LCI) per gli elementi produttivi con i carichi ambientali connessi alla generazione di un prodotto, possono essere utilizzate per effettuare le LCA. La trasmissione degli inventari del ciclo di vita viene facilitata dall’EcoSpold, un formato comune per lo scambio dei dati che si collega a diversi software LCA proprietari. È saggio seguire le tendenze attuali (o pianificate) per altri prodotti edili e per calcolare l’energia inglobata e altri carichi ambientali per i prodotti zincati a caldo.

In questo modo, sarebbe possibile elencare i prodotti zincati e confrontarli a prodotti alternativi. Ma, come detto sopra, i confronti più efficaci sono tra strutture completate che forniscono un servizio equivalente.

L’interesse graduale dei media nel dibattito sul clima ha promosso lo sviluppo di informazioni comparabili e di qualità assicurata in relazione alla performance ambientale.

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Questa necessità è stata presto compresa dall’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO), che ha sviluppato una normativa per la presentazione di queste informazioni sulla performance ambientale di prodotti e servizi, chiamata Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD - Environmental Product Declaration).

DICHIARAZIONI AMBIENTALI DI PRODOTTO _ Una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD) è definita come una presentazione di “dati ambientali quantificati per un prodotto con categorie prestabilite di parametri derivati dalla serie di norme ISO 14040, senza escludere informazioni addizionali relative alla performance ambientale.”

La forma più rigorosa di EPD è il Tipo III (secondo ISO 14025), per cui la dichiarazione della performance del prodotto deve essere supportata da una LCA. L’EPD è valida per un periodo di tempo fisso, è verificata indipendentemente e deve essere aggiornata se si apportano cambiamenti significativi al processo.

Negli ultimi anni si è incrementata la richiesta di informazioni relative alla performance ambientale basate sui fatti e su dati di qualità assicurata. Ciò è particolarmente importante nell’attuale dibattito sul cambiamento del clima, perché recentemente sono stati pubblicati diversi rapporti che comunicano messaggi alquanto diversi sull’entità delle nostre emissioni dei gas serra e sulle loro conseguenze per il futuro dell’umanità. Per molte organizzazioni è importantissimo riuscire a ridurre le emissioni di CO2 e questa tendenza ha generato nuovi metodi per ridurre queste emissioni, come l’etichettatura climatica di prodotti alimentari, prodotti e servizi climate-neutral ed edifici a zero carbonio.

SPIEGAZIONE DI ALCUNI TERMINI CHIAVE

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Carbonio inglobato È la quantità totale di emissioni di anidride carbonica (o equivalenti) associata all’energia inglobata in un prodotto. (C CalC 2006) Impronta di carbonio Un’impronta di carbonio è una misura dell’impatto delle attività umane sull’ambiente in termini di quantità di gas di serra prodotti, misurati in unità di anidride carbonica.

Energia inglobata È il totale dell’energia primaria totale consumata nella produzione e nella fornitura di prodotti.

Normalmente includere l’energia usata nell’estrazione, nella lavorazione e nella raffinazione, nel trasporto, nella produzione, nel confezionamento e nella consegna al punto di utilizzo di un prodotto pronto per l’uso senza ulteriore lavorazione. Esistono due tipi comuni di energia incorporata: dalla culla al cancello gate e dalla culla al punto di utilizzo (cradle-to-gate/cradle-to-site). Il termine gate si riferisce al cancello della fabbrica dove si produce il prodotto. La differenza nelle due definizioni è l’energia associata al trasporto del prodotto dalla fabbrica al punto di utilizzo.

Quasi tutti i riferimenti suggeriscono che questa differenza è in genere piccola rispetto ai valori cradle-to-gate.

Energia inglobata del ciclo di vita È calcolata dalla culla alla tomba (cradle-to-grave) e include perciò l’uso di energia durante la vita utile del prodotto, l’energia associata ai processi a fine vita e lo smaltimento finale e/o il riciclaggio.

Che cosa significa non-rinnovabile?

Esempio di risorse non rinnovabili sono i minerali estratti e le risorse fossili come carbone e petrolio. Nel sistema EPD® la torba è considerata una risorsa non rinnovabile.

Che cosa significa rinnovabile?

Le risorse rinnovabili sono risorse che sono rinnovate in modo relativamente veloce.

Esempi sono il legno, i prodotti agricoli e quelle fonti di energia come l’energia eolica, l’energia solare, l’energia delle maree, l’energia idroelettrica, l’energia della corrente marina e l’energia delle biomasse. Anche l’energia geotermica è considerata rinnovabile perché esiste in quantità così grandi che non può essere esaurita.

Risorse riciclate Le risorse riciclate sono state già utilizzate almeno una volta. Se un prodotto è prodotto con risorse riciclate, soltanto gli impatti ambientali associati al riciclaggio delle risorse sono attribuiti al prodotto.

Riscaldamento globale Il riscaldamento globale viene misurato in kilogrammi di CO2 equivalenti. Il riscaldamento globale è l’aumento graduale, nel corso del tempo, della temperatura media dell’atmosfera e degli oceani, sufficiente per indurre cambiamenti del clima terrestre.

Questo aumento della temperatura terrestre è correlato all’aumento dell’emissione di gas come CO2, metano, vapore acqueo, ossido d’azoto e clorofluorocarburi (CFC), tra gli altri, da fonti antropogeniche (artificiali) per lo più dovute alla combustione di carburanti fossili.

Le emissioni dell’Europa nel 1990 corrispondevano a 8.700 kg CO2-equivalenti per persona. Come dato di confronto, la combustione di 1.000 litri di benzina in un’autovettura genera circa 2.500 kg di CO2.

Smog fotochimico La formazione potenziale di ozono fotochimico (o smog estivo) viene misurata in kg di etene (C2H4)-equivalenti. I maggiori tassi di ozono a livello del terreno sono dovuti alla reazione dei composti organici volatili, ad es. etene, con composti di ossigeno o ossidi d’azoto nell’aria e sotto l’influsso della luce solare, che prende il nome di ossidazione fotochimica.

Gli effetti sulla salute umana comprendono tra l’altro l’irritazione degli occhi e delle membrane mucose, nonchè l’alterazione della funzionalità respiratoria. L’ozono a livello del terreno produce inoltre gravi effetti sulla vegetazione con conseguenti perdite della produzione agricola. Le emissioni dell’Europa nel 1990 corrispondevano a 20 kg di etene-equivalenti per persona. Come dato di confronto, la combustione di 1.000 litri di benzina in una vettura moderna genera 1 kg etene-equivalenti.

Eutrofizzazione L’eutrofizzazione viene misurata come la quantità di ossigeno consumata a causa di una sostanza quando questa viene rilasciata in ambiente. Ad esempio, sostanze nutritive, come l’azoto rilasciato in un lago, producono una maggiore produzione di alghe planctoniche.

Le alghe affondano e si degradano con consumo di ossigeno negli strati del fondo, provocando la morte di piante e animali.

Le fonti più significative di arricchimento delle sostanze nutritive sono l’uso di fertilizzanti agricoli, le emissioni di ossidi d’azoto derivanti dalla produzione di energia e le acque reflue provenienti da abitazioni e industrie.

Le emissioni europee nel 1990 erano pari a 298 kg di O2 per persona. Come dati di confronto, la combustione di 1.000 litri di benzina in una vettura moderna produce il consumo di circa 10 kg di ossigeno.

Acidificazione L’acidificazione viene misurata in quantità di ioni di idrogeno (H+) creati quando una sostanza viene convertita in acido. Questi acidi (spesso chiamati pioggia acida) sono meglio noti per i danni che provocano a foreste e laghi.

Sono meno conosciuti i vari modi in cui la pioggia acida danneggia gli ecosistemi d’acqua dolce e costieri, il suolo e persino antichi monumenti storici, o il fatto che questi acidi contribuiscono a rilasciare metalli pesanti nelle acque sotterranee. L’emissione artificiale più importante di gas acidificante è costituita da anidride solforosa (SO2) e ossido d’azoto (NOx) provenienti dai processi di combustione.

Nel 1990 le emissioni europee corrispondevano a 38.700 mol di H+ per persona.

Deplezione dell’ozono La deplezione dell’ozono viene misurata in CFC-11-equivalenti. L’ozono contenuto nella stratosfera (strato superiore dell’atmosfera) funge da strato protettivo contro le radiazioni ultraviolette dannose per la vita sulla Terra.

L’emissione di CFC e tetraclorometano, tra le altre sostanze, è responsabile della riduzione della concentrazione di ozono nell’atmosfera più alta con conseguenze negative per la vita sulla Terra, come l’aumento dell’incidenza di cancro cutaneo. Nel 1990, le emissioni europee corrispondevano a 0,2 kg di CFC-11-equivalenti per persona.

Riciclaggio di rifiuti Il riciclaggio di rifiuti comprende tutti i rifiuti, ad esempio rottami metallici, che sono inviati dall’impianto produttivo per essere riutilizzati in un altro prodotto, spesso dopo qualche forma di trattamento.

L’europeo medio È più facile comprendere il significato degli indicatori della categoria di impatto ambientale in una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD), se sono rapportati a qualcosa.

Una possibilità è il confronto con gli impatti ambientali medi di una persona che viveva in Europa nel 1990. Nel 1999, le emissioni d’Europa divise per il numero degli abitanti europei erano di 8.700 kg di CO2-equiv., 20 kg di etene-equiv., 298 kg di O2, 38.700 mol di H+, 0,2 kg di CFC-11.

(Spiegazioni basate sui dati forniti dal sito internet del progetto Stepwise EPD sovvenzionato dall U.E. COOP-CT-20004-513045. http://extra.ivf.se/stepwiseEPD2/)

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PERCHÉ USARE UNA EPD? _ Dal punto di vista dell’acquirente, la Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD) è studiata per consentire il confronto tra le performance ambientali di prodotti simili.

La EPD deve essere inoltre basata sulla valutazione del ciclo di vita degli aspetti ambientali significativi del prodotto.

Dal punto di vista del produttore o del fornitore, esistono due ragioni valide per realizzare una EPD: • per conoscere meglio i punti di forza, le debolezze e le opportunità di miglioramento ambientale di un prodotto; • per comunicare il profilo ambientale di un prodotto in modo obiettivo e credibile.

La presenza della Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD) non garantisce che il prodotto sia meno dannoso per l’ambiente rispetto ad un prodotto della concorrenza, ma dimostra tuttavia che la società produttrice è consapevole della performance ambientale del suo prodotto e condivide apertamente queste informazioni.

QUAL È LA DIFFERENZA TRA DATI GENERICI E DATI SPECIFICI? _ Una delle difficoltà cui devono far fronte gli specificatori all’atto della scelta dei prodotti da usare è la disponibilità di dati ambientali soltanto per prodotti specifici e soltanto per una gamma limitatissima di prodotti.

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Le informazioni sui materiali generici sono molto più difficili da reperire. Tutti i dati usati in accertamento del ciclo di vita rappresentano le caratteristiche dei processi nel sistema del prodotto specifico. La fonte dei dati può essere tuttavia specifica al sito, rappresentativa, cioè, del sito specifico in cui il prodotto dichiarato viene prodotto, o generica, rappresentativa, cioè, di una media dei dati dalle tecnologie del processo impiegate per produrre il prodotto in questione.

INTERPRETAZIONE DELLE EPD _ Non esiste un singolo modo per interpretare i valori delle Dichiarazioni Ambientale di Prodotto. Le EPD per due prodotti simili dovrebbero essere basate sulle stesse regole per la valutazione del ciclo di vita per quella particolare categoria di prodotto; mediante il confronto dei dati, quindi, si dovrebbe essere in grado di determinare quale dei due sia migliore dal punto di vista ambientale.

Quando non esistono prodotti simili da confrontare, il confronto dei dati con una media europea potrebbe renderli più comprensibili. A volte l’EPD stessa contiene un confronto con una versione più vecchia del prodotto o un modo alternativo di utilizzare il prodotto. Anche questo potrebbe facilitarne l’interpretazione.

CREAZIONE DI UNA EPD NEL SISTEMA EPD® _ Il sistema EPD® Internazionale è operato da un gruppo di lavoro internazionale e fu originariamente promosso dal SEMCO26 (Swedish Environmental Management Council). Il responsabile del programma è tenuto a fornire le linee guida generali per lo scopo complessivo e la struttura metodologica. Il sistema è parte della rete mondiale delle dichiarazioni ambientali di prodotto (GEDnet, Global Type III Environmental Product Declarations Network).

Il sistema EPD® è uno di parecchi programmi EPD disponibili, ma è l’unico attualmente applicato in campo internazionale. Dal punto di vista di un’azienda o di un’organizzazione che crea una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD), la procedura prevede i seguenti stadi: • considerare le PCR - Product Category Rule (regole specifiche per il prodotto o per quella categoria di prodotti) disponibili ed eventualmente promuovere la creazione di un documento PCR (se non già esistente); • raccogliere e calcolare le informazioni basate sulla LCA, ma anche di altro tipo da includere nell’EPD; • compilare le informazioni da fornire nel testo; • verifica e registrazione.

Per poter aggiungere informazioni basate sulla LCA nella filiera di un prodotto e per confrontare Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) diverse, devono essere utilizzate regole di calcolo simili.

Gruppi di prodotto possono, tuttavia, differire in termini di performance ambientale relativa e queste variazioni devono essere riflesse nelle regole di calcolo. Date queste differenze, può essere necessario preparare regole specifiche per un determinato gruppo di prodotti, le cosiddette PCR, regole specifiche per quel gruppo o quella categoria di prodotti.

INIZIATIVA EGGA – INVENTARIO DEL CICLO DI VITA PER LA ZINCATURA GENERALE A CALDO

_

Nel 2005, la European General Galvanizers Association (EGGA) ha affidato a Life Cycle Engineering (LCE) di Torino la preparazione di un inventario del ciclo di vita (LCI) paneuropeo dei prodotti zincati a caldo. Lo studio ha considerato risultato medi per i prodotti zincati a caldo tipici della zincatura generale, ma ha identificato una classe di prodotto separata per i guardrail autostradali.

L’obiettivo dello studio è stato quello di fornire dati di inventario del ciclo di vita per il processo di zincatura, a volte chiamato il servizio, utilizzando i dati ottenuti dalle Associazioni Nazionali dell’EGGA, relativi ai processi produttivi dei loro iscritti.

Materie prime

Lo studio ha avuto come scopo la quantificazione dell’energia media, il consumo di risorse e l’emissione di sostanze nell’ambiente e ha prodotto un LCI di un numero rappresentativo di processi effettuati in diversi impianti in Europa, secondola definizione del sistema. Il campione comprendeva circa 937.000 tonnellate di acciaio zincato prodotto in 46 impianti.

I sistemi considerati lavorano pezzi e prodotti di acciaio per proteggerne la superficie dalla esposizione all’ambiente. L’unità funzionale è stata, quindi, espressa in termini di 1 tonnellata di prodotto medio di acciaio ricoperto di zinco.

Questi risultati sono, quindi, espressi, anche ed alternativamente, in termini di kg di lega di zinco pronta per gli scopi di rivestimento, che rappresenta una misura utile dell’energia e dei costi ambientali di questo servizio.

Questi dati sull’inventario del ciclo di vita (LCI) sono forniti dall’EGGA su richiesta a professionisti LCA e clienti che desiderano elaborare una dichiarazione ambientale di prodotto per prodotti in acciaio zincato per l’edilizia.

L’energia e i risultati ambientali sono espressi tramite riferimento all’unità funzionale, ma un’estensione dell’analisi fornisce i dati sul sistema, indipendentemente dal prodotto di acciaio, per focalizzare l’attenzione sul servizio.

Energia Prodotto di acciaio semilavorato

Materie prime

Materiali

Materie prime

Energia

Emissioni a aria, acqua, suolo

Processo di zincatura a caldo Emissioni a aria, acqua, suolo

Materie prime

Materiali

Bagno di zinco

Prodotto di acciaio zincato

LCI EGGA: quadro d’insieme del sistema

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PRODUCT CATEGORY RULE PER LA PREPARAZIONE DI UNA EPD PER LA PROTEZIONE DALLA CORROSIONE DI PRODOTTI IN ACCIAIO PREFABBRICATO _ Un documento di PCR - Product Category Rule (regole specifiche per la categoria di prodotti) è stato sviluppato per l’acciaio zincato nel 2006 e pubblicato dalla SEMCO. Le PCR si applicano ai rivestimenti metallici inorganici e organici, nonché all’acciaio inossidabile e all’acciaio resistente alla corrosione atmosferica.

L’unità funzionale considerata è “un anno di protezione per una data geometria di una lamiera d’acciaio convenzionale”.

Le PCR richiedono la dichiarazione dei seguenti parametri in una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD) correlata: • uso di risorse non rinnovabili; • uso di risorse rinnovabili; • riscaldamento globale (kg di CO2 -equiv.); • deplezione dell’ozono (kg di CFC-11-equiv.); + • acidificazione (mol di H ); • eutrofizzazione (kg di O2); • formazione di ossidanti fotochimici (kg di C2H4-equiv.).

Questo documento di PCR è attualmente usato come base per una EPD settoriale per la zincatura a caldo, che sarà pubblicata prossimamente dall’EGGA.

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DICHIARAZIONI SUL CLIMA _ Allo scopo di personalizzare le informazioni delle EPD per aspetti ambientali specifici, il sistema EPD® internazionale ha introdotto le cosiddette Climate Declarations, dichiarazioni relative a tutti gli aspetti delle problematiche climatiche e riguardanti tutti i gas di serra e tutti gli stadi del ciclo di vita, dall’acquisizione delle materie prime alla manipolazione degli scarti finali.

La dichiarazione sul clima è un concetto globale, perché interessa le attività umane svolte in genere in diversi Paesi del mondo nell’ambito del commercio internazionale.

Le dichiarazioni sul clima comportano molti vantaggi: sono basate su metodi scientificamente validi per la raccolta e l’interpretazione dei dati di ciclo, sono neutrali, sviluppate e riferite in modo simile.

Le informazioni possono essere confrontate in dichiarazioni diverse e la loro qualità è assicurata tramite verifica e certificazione esterne. Inoltre, mediante la registrazione ufficiale, sono di facile accesso e disponibili, quindi, a tutti.

Con queste caratteristiche, il contributo delle dichiarazioni sul clima dovrebbero contribuire in modo valido al continuo dibattito sul clima e fornire una prospettiva olistica, basata sui fatti e credibile del mercato in termini di influsso sul clima di varie attività e prodotti umani.

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SEZIONE SEI _

TITOLO

ESEMPIO APPLICATIVO UNO _ ESEMPIO DI LCA: STRUTTURE PER BALCONI

Sistema zincato a caldo

Sistema verniciato

Fabbricazione del balcone

La lastra, la balaustra e il tetto del balcone sono formati da diverse lamiere profilate, lana di roccia e griglie di legno.

4 montanti in acciaio a sezione cava circolare (CHS)

La lastra, la balaustra e il tetto del balcone sono formati da diverse lamiere profilate, lana di roccia e griglia di legno.

4 montanti in acciaio a sezione cava circolare (CHS)

Processo di rivestimento

Zincatura a caldo conforme a EN ISO 1461 di 778 kg di acciaio a sezione cava circolare (CHS)

Verniciatura elettrostatica di 39 m2 di acciaio a sezione cava circolare (CHS) (soltanto superfici esterne)

Vita utile

3 cicli di manutenzione per sostituire la griglia di legno e riverniciare il tetto ogni 15 anni. Nessuna manutenzione richiesta per i montanti in acciaio (CHS),

3 cicli di manutenzione per sostituire la griglia di legno e riverniciare tetto e montanti di acciaio ogni 15 anni.

Fine vita

Riciclaggio di acciaio e zinco

Riciclaggio di acciaio

1. Sistemi a confronto

Questo studio completato nell’aprile 2004 è stato effettuato dal Centro di Ricerca Tecnica VTT della Finlandia per l’Associazione Internazionale Zinco (IZA).

Gli obiettivi dello studio erano: • fornire una base per miglioramenti futuri nelle prestazioni del ciclo di vita dei prodotti dello zinco; • stabilire le performance ambientali di una struttura in acciaio zincato a caldo e di una struttura verniciata equivalente; • identificare la importanza relativa alla selezione del rivestimento rispetto all’impatto ambientale complessivo del ciclo di vita delle strutture in acciaio Il VTT ha una vasta esperienza con l’industria edilizia finlandese nello sviluppo delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) per i prodotti edili. In precedenza, ha, inoltre,effettuato studi sulla valutazione del ciclo di vita per l’industria della zincatura finlandese, che hanno fornito una base utile per questa ricerca.

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Ambito e fonti di dati I sistemi di balconi Produca studiati nella valutazione sono prodotti dalla società finlandese Rannila Steel Oy dal 1996.

Questo sistema di balcone leggero è in genere prodotto con un rivestimento duplex (zincato e verniciato) per le sezioni cave circolari (CHS) strutturali. È stato precedentemente studiato dal VTT nella produzione di una EPD per il balcone.

Per accertare gli impatti della zincatura a caldo e della verniciatura separatamente, sono state definite due specifiche di rivestimento per coprire la vita utile di 60 anni richiesta (fig. 1).

Gli aspetti ambientali valutati sono quelli più comunemente richiesti nelle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto e nei sistemi di rating degli edifici verdi, cioè, l’uso di energia, l’uso di risorse naturali e gli impatti delle emissioni atmosferiche sul potenziale di riscaldamento globale, sull’acidificazione e sulla creazione di ozono fotochimico.

Questi aspetti sono stati calcolati utilizzando indicatori della categoria di impatto del ciclo di vita stabiliti dai metodi Eco-Indicator 95 e DAIA. I dati d’inventario del ciclo di vita sono stati tratti per la maggior parte da processi e prodotti finlandesi, sebbene i dati sui materiali per la verniciatura siano stati tratti dalle banche dati europee pubblicate.

Anche il riciclaggio dell’acciaio e dello zinco è stato considerato nella valutazione e calcolato utilizzando una metodologia stabilita dall’IISI (International Iron and Steel Institute).

Durabilità La durabilità dei sistemi di rivestimento è stata calcolata utilizzando le norme ISO 14713 e ISO 12944 per la zincatura e la verniciatura rispettivamente. Le velocità di corrosione per i rivestimenti zincati nelle condizioni ambientali finlandesi sono risultati 0,5-1,0 μm/anno. Il rivestimento zincato di 100 μm non richiederebbe perciò alcuna manutenzione nei 60 anni di vita utile.

La struttura verniciata richiederebbe la manutenzione ogni 15 anni.

La verniciatura standard identificata per il confronto era composta da vernice epossidica ad alto contenuto di zinco (40 μm DFT)/fondo epossidico (2x80 μm DFT)/poliuretano (40 μm DFT) a base di solvente con indurente chimico.

Oltre a questo sistema di vernice standard, è stato anche considerato nella valutazione un sistema di vernice all’acqua a basso contenuto di COV (composti organici volatili).

Sono state necessarie diverse assunzioni e, in particolare, che la vernice per la manutenzione della struttura avesse la stessa durabilità e lo stesso profilo ambientale dell’applicazione di vernice originale.

Questo era un presupposto conservativo prudente, ma necessario a causa dell’assenza di dati ambientali disponibili sulla verniciatura per la manutenzione nel luogo dell’istallazione.

Balcone zincato: energia totale (23.700 MJ)

risultati normalizzati al più grande fattore contribuente

1.0

Balcone verniciato: energia totale (53.500 MJ)

0.8 0.6

Tutto acciaio

0.4

Vernice standard

0.2

Zincatura a caldo Altro materiale

0.0 V

Z

Energia totale (MJ)

V

Z CO2 (kg)

V

Z SO2 (g)

P

Z COV (g)

Z = zincatura V = verniciatura

2. Risultati dell’inventario del ciclo di vita dettagliato per categorie d’inventario selezionate

Risultati I risultati di questo studio pilota sono illustrati nelle Figure 2-4 e possono essere riassunti come segue: • la scelta del rivestimento ha un influsso significativo sul profilo ambientale del ciclo di vita della struttura del balcone; • in tutte le tre principali categorie di impatto del ciclo di vita (potenziale di riscaldamento globale, acidificazione e potenziale di creazione di ozono fotochimico) la zincatura registra valori significativamente inferiori; • la durabilità determina gran parte della differenza del ciclo di vita fra vernice e zincatura, con gli oneri della verniciatura di manutenzione che contribuiscono in modo significativo ai risultati del ciclo di vita del sistema del balcone verniciato; • l’allocazione appropriata dei benefici del riciclaggio dell’acciaio, utilizzando il modello IISI, è importante nel calcolo dell’impatto complessivo del ciclo di vita.

Conclusioni Questo studio pilota quantifica i principali impatti ambientali di un balcone in acciaio zincato e di un balcone verniciato.

Per le categorie di impatto considerate, nel caso del balcone con rivestimento zincato, gli indicatori ambientali del ciclo di vita relativi all’efficienza e alla durabilità del rivestimento sono risultati significativamente minori rispetto all’equivalente sistema verniciato.

Questi risultati devono essere studiati ulteriormente, per definire, in particolare, i carichi associati alla verniciatura di manutenzione. Comunque, è improbabile che questi affinamenti modifichino i risultati generali.

Zincatura a caldo (16%)

Rivestimento verniciato (63%)

Lamiere di acciaio (13%)

Lamiere di acciaio (6%)

Sezioni cave (32%)

Sezioni cave (14%)

Altri materiali (39%)

Altri materiali (17%)

3. Energia del ciclo di vita – balcone zincato rispetto a balcone verniciato

14000 12000 10000 8000 6000

Zincatura a caldo

4000

Vernice a basso COV

2000 0

Vernice standard Potenziale di riscaldamento globale (GWP100, kg di CO2-equiv.)

Potenziale di acidificazione (g di SO2-equiv.)

Potenziale di creazione di ozono fotochimico (g di etene-equiv.)

4. Impatti ambientali sul ciclo di vita – indicatori selezionati

39

SEZIONE

Acciaio 1 m2 (20 m2/t) non trattato

SEI _

Acciaio 1 m2 (20 m2/t) non trattato

Resina epossidica

Zinco

TITOLO

ESEMPIO APPLICATIVO DUE _ ESEMPIO DI LCA: PARCHEGGI

Indurente

HCI Acqua di rete Energia di riscaldamento (gas) Energia di riscaldamento (petrolio) Trasporto

Processo di zincatura a caldo

Solvente Rifiuti

Energia Trasporto Elettricità (nuova)

Processo di rivestimento divernice

1x1 rivestimento iniziale 2 x rivestimento di ripristino

Materiale per sabbiatura (consumato) Rifiuti

Elettricità Sistema prodotti

Parte in acciaio 1 m2 (20 m2/t) Zincata (EN ISO 1461) e protetta per 60 anni

1. Sistema zincato

Uno studio del 2006 condotto in Germania dal Dipartimento Sistemi Tecnologici Ambientali dell’Istituto di Tecnologia per la tutela ambientale (Institut für Technischen Umweltschutz) dell’Università Tecnica di Berlino riporta un confronto, basato su una valutazione del ciclo di vita, tra un rivestimento di vernice (EN ISO 12944) e un rivestimento zincato a caldo (EN ISO 1461) per un parcheggio per auto in acciaio.

Il valore centrale per i confronti della LCA è l’unità funzionale – la quantità di riferimento per il confronto. Un confronto obiettivo non può essere effettuato senza variabili di confronto identiche. Per lo studio i due sistemi dovevano fornire la prevenzione della corrosione per una struttura in acciaio che doveva essere utilizzata per 60 anni come parcheggio per auto a più piani, con una superficie di acciaio di 20 m²/t. Si presumeva che la struttura fosse esternamente esposta ad un livello medio di corrosione (categoria corrosione C3 secondo ISO 9223).

Il sistema di zincatura a caldo è un trattamento anticorrosione singolo tramite immersione nello zinco fuso. Con uno spessore dello strato di zinco di 100 μm e un tasso di corrosione medio per la categoria C3 di 1 μm/anno, la durabilità calcolata supera nettamente i 60 anni richiesti.

40

Gli impatti ambientali connessi con questo sistema (consumo di risorse, consumo di energia e materiali di scarto) sono illustrati nella Fig. 1.

Per garantire la prevenzione della corrosione per 60 anni, utilizzando il sistema di rivestimento con vernice, i componenti sono prima sabbiati per rimuovere la ruggine.

Sono poi inizialmente rivestiti in fabbrica con applicazione di tre mani di vernice con spessore di rivestimento totale di 240 μm.

Le operazioni di manutenzione sono poi necessarie nel luogo dell’installazione dopo 20 e 40 anni e coinvolgono la pulizia parziale e un certo ripristino del rivestimento (vedi Fig. 2).

Sistema prodotto

Parte in acciaio 1 m2 (20 m2/t) Verniciata (EN ISO 12944) e protetta per 60 anni

2. Sistema verniciato

Risultati I risultati calcolati utilizzando il metodo CML 2 baseline 2000 sono rappresentati da cinque categorie di impatto ambientale diverse.

La Fig. 3 mostra questi impatti ambientali.

I risultati sono normalizzati al più grande fattore contribuente (consumo di risorse).

La lunghezza delle barre è una misura dello stress ambientale.

I fattori contribuenti per il sistema di zincatura a caldo sono minori per tutti i parametri relativi agli effetti rispetto al sistema di vernice. Per diversi parametri si notano marcate differenze. Rispetto alla vernice, il contributo della zincatura a caldo per il parametro eutrofizzazione è soltanto il 18%, per il parametro consumo di risorse è soltanto il 32% e relativamente all’effetto serra è soltanto il 38%.

La zincatura a caldo è contraddistinta da minore consumo di risorse e minore inquinamento in tutta la sua vita utile.

Conclusioni Lo studio dimostra che la valutazione del ciclo di vita è un metodo significativo, basato su pratiche effettive per il confronto ecologico dei prodotti. Evidenzia differenze marcate tra due sistemi di prevenzione della corrosione applicati alle strutture in acciaio.

Il sistema di prevenzione della corrosione della zincatura a caldo mostra un minore impatto ambientale per una struttura in acciaio con una vita utile lunga, rispetto alla verniciatura. La lunga vita utile e la libertà dalla manutenzione, i vantaggi riconosciuti della zincatura a caldo, sono alla base dei benefici ambientali del processo.

risultati normalizzati al pi첫 alto fattore contribuente 1.0

Vita utile (anni)

Struttura in acciaio zincata a caldo (kg di CO2-equiv.)

Struttura in acciaio verniciata (kg di CO2-equiv.)

Risparmio nel potenziale di riscaldamento globale mediante zincatura a caldo (kg di CO2-equiv.)

60

41.500

98.600

57.100

40

41.500

71.600

30.100

20

41.500

60.500

19.000

Superficie di acciaio zincata a caldo Superficie di acciaio verniciata

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Consumo di risorse

Effetto serra

3. Impatti ambientali del ciclo di vita

Formazione di foto-ossidanti

Acidificazione

Eutrofizzazione

4. Risparmi nel potenziale di riscaldamento globale:protezione della zincatura a caldo per il parcheggio per auto con struttura in acciaio (acciaio strutturale 500 t)

41

SEZIONE SEI _

TITOLO

ESEMPIO APPLICATIVO TRE _ DURABILITÀ: PONTE NEI PAESI BASSI DOPO 60 ANNI

È possibile prevedere la durabilità dei rivestimenti zincati in modo affidabile con varie tecniche. Una delle più rassicuranti è l’uso di esempi come quello di questo ponte olandese. Strutture in acciaio zincato esistono da molti decenni e questi esempi forniscono una dimostrazione reale della performance di questo rivestimento.

Il Ponte di Ehzer fu costruito rapidamente dalle truppe Canadesi nel 1945 a sostegno della liberazione dei Paesi Bassi. Sul ponte, che è tuttora utilizzato dal traffico locale, sul canale Twente, passa una piccola strada che va da Almen a Laren. Il ponte è sufficientemente largo da consentire il passaggio di autovetture in entrambe le direzioni, ma oggi è percorso per lo più da ciclisti e pedoni, mentre il traffico urbano veloce usa altri ponti nelle vicinanze.

42

Ispezione visiva Il ponte è stato recentemente ispezionato dal personale tecnico della SDV (Associazione Zincatori Olandese) che è rimasto colpito dalle eccellenti condizioni del ponte, caratterizzate da un rivestimento zincato grigio opaco con solo alcune macchie leggere di ruggine.

Dei lavori di riparazione erano stati effettuati vicino ai raccordi imbullonati e la gioventù locale aveva contribuito a valorizzare l’aspetto del ponte con qualche lattina di pittura spray! Fatto più importante, la struttura in acciaio stessa non aveva subito alcuna corrosione significativa.

Spessore del rivestimento rimanente Durante l’ispezione, lo spessore del rivestimento è stato determinato elettromagneticamente in una serie di aree selezionate a caso, utilizzando una media di 10 letture in ciascuna posizione.

In tre sezioni di rinforzo diagonali (150 x 150 mm) sono stati rilevati rivestimenti di 74 μm, 115 μm e 219 μm. In due altre sezioni diagonali (130 x 130 mm) sono stati rilevati rivestimenti di 69 μm e 82 μm.

Due piastre di collegamento avevano rivestimenti di 114 μm (spessore dell’acciaio di 19 mm) e 86 μm (spessore dell’acciaio di 9 mm).

In confronto con gli spessori degli strati di zinco riferiti dall’esperto olandese nel campo della zincatura, Van Eijnsbergen, 25 anni dopo la costruzione del ponte non risulta che il rivestimento si sia ridotto in modo significativo.

Notare che i requisiti della norma EN ISO 1461 per il nuovo acciaio zincato sono di 85 μm per l’acciaio con sezione di spessore > 6 mm.

Futuro del ponte Il ponte di Ehzer a Almen potrebbe raggiungere il suo 100° compleanno senza manutenzione significativa. La durata del ponte fino ad allora dipenderà da altre considerazioni. La strada dove si trova il ponte continuerà ad essere una tranquilla strada locale o traffico più pesante utilizzerà il ponte in futuro? O l’uso del canale cambierà completamente e dovrà essere modificata la luce del ponte o sarà necessario aumentarne la campata?

43

SEZIONE SEI _

TITOLO

ESEMPIO APPLICATIVO QUATTRO _ DURABILITÀ: PORTO TURISTICO IN SVIZZERA DOPO 38 ANNI

La zincatura a caldo può fornire la protezione dalla corrosione a lungo termine e senza manutenzione persino negli ambienti più difficili. Un esempio di questo è rappresentato dal porto turistico e dalle installazioni portuali a Arbon e Bottighofen in Svizzera.

Queste due piccole città sono situate idillicamente sulla riva meridionale del Lago di Costanza e sono particolarmente popolari tra gli appassionati degli sport acquatici.

Uso di acciaio zincato A Bottighofen fu costruito un nuovo porto nel 1968, per il quale furono utilizzate considerevoli quantità di acciaio. I pali in acciaio usati lungo il bacino portuale lungo 150 m e molti altri elementi in acciaio, come ringhiere, barriere, porte, cancelli, pontili d’approdo con i cassoni, insieme a bitte e moli fatti tubolari pesanti, erano tutti protetti dalla corrosione mediante zincatura a caldo.

L’installazione portuale di Arbon fu ampliata nel 1971. La zincatura fu anche usata come sistema principale per la protezione dalla corrosione dei componenti in acciaio.

Oltre 100 tonnellate di pali in acciaio e profili di difesa furono utilizzati nel progetto.

44

Risultati dell’ispezione Quando le due installazioni portuali furono ispezionate per la prima volta, nel 1983, non fu rilevata alcuna corrosione significativa sul rivestimento zincato. Persino nelle aree più aggressive (pali) non è stato possibile rilevare effetti corrosivi.

Una seconda ispezione delle due installazioni portuali è stata effettuata nell’autunno del 2006, circa 38 anni dopo il progetto di costruzione originale. Il rivestimento zincato è risultato ancora una volta in buone condizioni e pienamente funzionale.

Come previsto, l’aspetto argentato brillante dello zinco originale si era trasformato in una superficie grigia opaca. Questo cambiamento di aspetto avviene appena la pellicola protettiva comincia a accumularsi sulla superficie di rivestimento in seguito alla reazione con l’atmosfera.

Nella relazione dell’ispezione sono state sottolineate le buone condizioni dei pali dopo così tanti anni di esposizione, nonostante l’abrasione e l’impatto delle imbarcazioni. Infatti, soltanto su alcune bitte in acciaio, a cui attraccano grandi imbarcazioni con catene pesanti, il rivestimento zincato è risultato danneggiato.

Lo spessore del rivestimento rimanente rilevato dall’ispezione è risultato di 50-100 μm.

Perciò gli elementi in acciaio zincato di queste installazioni portuali continueranno a essere protette dalla corrosione per molti anni in futuro.

SEZIONE SEI _

TITOLO

ESEMPIO APPLICATIVO CINQUE _ IL PONTE DELLA SOSTENIBILITÀ

Da anni i bambini di una comunità cinese divisa dal Fiume Po – un affluente del Fiume Giallo – attraversavano il fiume su un ponte instabile a tronco singolo, costruito su pilastri di paglia, rocce e terra. In uno dei numerosi incidenti, sono morti una donna e suo figlio, travolti dall’acqua del fiume mentre camminavano sul ponte per raggiungere la scuola, separata dalle loro abitazioni dal corso d’acqua.

Quasi 400 alunni del paese di Maosi, nella provincia di Gansu, frequentano quattro scuole elementari in caverne ad entrambi i lati del Fiume Po, che si congela d’inverno e si trasforma in un impetuoso torrente durante i monsoni estivi, riferisce il Professor Edward Ng Yan-ynug del Dipartimento di Architettura dell’Università Cinese di Hong Kong (CUHK), che si è reso conto dell’esistenza della comunità e dei suoi problemi durante i suoi studi sulle proprietà termiche delle abitazioni nelle caverne nella zona.

Da novembre a febbraio i bambini non frequentavano la scuola per paura di cadere nelle acque gelide del fiume e da maggio ad agosto a causa dell’inondazione del fiume.

Il progetto A Bridge Too Far -quell’ultimo ponte, è parte di una campagna per migliorare l’istruzione della popolazione locale. Il Professor Ng ha detto che inizialmente l’intenzione era di costruire un ponte sommergibile, ma non è stato possibile a causa delle forze della natura.

“Stiamo cercando di costruire un ponte economico e semplice per gli abitanti del villaggio, un ponte che può essere conservato in efficienza con facilità”ha detto il Professor Ng. Studenti e professionisti hanno trovato la soluzione – il ponte Wu Zhi Qiao (ponte della sostenibilità) di 80 metri. La struttura, la cui costruzione è costata appena $300.000, è stata progettata per utilizzare principalmente materiali locali naturali, per essere tenuta in efficienza dagli abitanti del villaggio e copiata per realizzare altri ponti.

Gli architetti della società britannica Anthony Hunt, famosa per la costruzione dell’Eden Project, hanno contribuito alla realizzazione del concetto iniziale del progetto.

Il ponte doveva essere economico, semplice da costruire, doveva resistere alle inondazioni annuali e qualsiasi riparazione doveva essere effettuata con facilità dagli abitanti del villaggio.

Circa 50 studenti di Hong Kong e 30 di Xian, lavorando con gli abitanti del villaggio, hanno impiegato cinque giorni per costruire il ponte.

Il ponte in acciaio zincato ha già resistito ad un’inondazione che ha sommerso l’intera struttura.

La soluzione era di costruire i piloni del ponte senza fondazioni, ma con perni di attacco per fissarli al letto del fiume. I piloni hanno una segoma tale da minimizzare la resistenza e formano dei gabbioni sufficientemente pesanti per non essere trascinati dall’acqua.

L’impalcato è composto da un telaio in acciaio zincato, riempito con assi di bambù per formare il calpestio. Il ponte è progettato in piccole sezioni dotate di agganci, così che ciascuna sezione, se distaccata, può essere facilmente riattaccata da sei abitanti del villaggio. L’altra caratteristica interessante, che fornisce un’ulteriore integrità strutturale al ponte, è la forma a zig-zag dell’impalcato, usata perché, secondo la tradizione cinese, gli spiriti maligni non sono in grado di cambiare direzione.

Per aiutare i bambini e i genitori, un gruppo diretto dal Professor Edward Ng ha progettato un particolare ponte pedonale galleggiante.

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GLOSSARIO

CARICO Lotti di articoli in acciaio sono appesi a ganci o fili pronti per la zincatura.

CENERI Chiamate anche schiumature, sono un prodotto secondario formato sulla superficie del bagno di zincatura in seguito alla reazione tra zinco e aria. Sono periodicamente rimosse dalla superficie del bagno di zincatura e riciclate DECAPAGGIO L’uso di un acido diluito per rimuovere la ruggine e altre sostanze contaminanti dall’articolo in acciaio prima dell’immersione nel bagno di zincatura.

FLUSSAGGIO Una soluzione di pretrattamento per la pulizia finale della superficie di acciaio prima della zincatura. Garantisce la buona bagnabilità della superficie di acciaio da parte dello zinco fuso durante l’immersione nel bagno di zincatura.

IDROMETALLURGICO Un processo principalmente basato sull’elettrolisi o sulla precipitazione chimica per la separazione di un metallo dal suo minerale estratto.

PATINA Pellicola protettiva che si forma sulla superficie del rivestimento zincato in seguito alla reazione con anidride carbonica e ossigeno presenti nell’atmosfera.

PIROMETALLURGICO Processo che utilizza principalmente il calore per la separazione di un metallo dal suo minerale estratto.

ACRONIMI

MATTES Un prodotto secondario solido della reazione durante la zincatura tra il ferro e lo zinco fuso.

Le mattes contengono circa il 96% di zinco e il 4% di ferro e sono periodicamente rimosse dalla superficie del bagno di zincatura e riciclate.

Raffreddamento in acqua Il rapido raffreddamento degli articoli in acciaio zincato caldi subito dopo la rimozione dal bagno di zincatura.

Permette la manipolazione più veloce dell’acciaio rivestito.

ZINCO DI PRIMA FUSIONE Chiamato anche zinco primario.

Lo zinco metallico prodotto sia da concentrati di minerale estratto che da materiale riciclato.

ZINCO DI SECONDA FUSIONE Chiamato anche zinco secondario, è lo zinco metallico recuperato da rottami o scorie di processo e rifuso per essere riutilizzato.

COLATICCI DI ZINCO - GRANELLA Piccole gocce di zinco possono essere trascinate nelle ceneri rimosse per il riciclaggio. Vengono separate dalle ceneri e rifuse per riutilizzare lo zinco.

BREEAM Building Research Establishment Environmental Assessment Method (Metodo di valutazione ambientale del BRE, British Research Establishment) CML Istituto di Scienze Ambientali, Università di Leiden, Paesi Bassi

SEMCO Swedish Environmental Management Council VOC Volatile Organic Compounds (Composti organici volatili, COV, ad es. solventi)

DAIA Decision Analysis Impact Assessment (Istituto Ambientale Finlandese) DFT Dry Film Thickness (Spessore pellicola secca) EGGA European General Galvanizers Association (Associazione Europea Zincatura Generale) EPD Environmental Product Declaration (Dichiarazione Ambientale di Prodotto) KTH Istituto Reale di Tecnologia, Stoccolma, Svezia LCA Life Cycle Assessment (Valutazione del ciclo di vita) LCI Life Cycle Inventory (Inventario del ciclo di vita) LEED Leadership in Energy and Environmental Design PCR Product Category Rules (Regola di categoria di prodotto, per una EPD)

47

RICONOSCIMENTI _

48

Copertina

Barriera acustica, Utrecht, Paesi Bassi.

OLN [Oosterhuis_Lénárd] Meijers Staalbouw

Page 15

Eden Project, Cornovaglia, Regno Unito Nicholas Grimshaw & Partners Peter Cook, VIEW

Page 32

Lewis Glucksman Gallery, Cork, Eire.

O’Donnell & Tuomey Denis Gilbert/VIEW

Pagina 5

Sede centrale NV Afvalzorg, Paesi Bassi.

Kerste – Meijer Architecten bna avb, Amsterdam.

Rob Hoekstra, Kalmthout

Page 16

Wedge Group Galvanizing

Page 18

Bedzed, UK Zedfactory www.zedfactory.com

Page 34

Naven Credit Union, Eire Paul Leech, Gaia Ecotecture

Pagina 6

Jubilee Wharf, Cornovaglia, Regno Unito Zedfactory www.zedfactory.com

Page 20

Abitazione privata, Anversa, Belgio.

Bart Coenen Architects Laurent Brandajs, Hoeilaart

Page 36

Case a Costanza, Germania.

Schaudt Architects, Reiner Blünck

Pagina 7

Ponte di Maosi, Cina Edward Ng Yan-ynung Dipartimento di Architettura, CUHK

Page 21

Wedge Group Galvanizing Metaullics Systems Europe BV (2) Hasco – Thermic Ltd (3 e 4)

Page 37

Lyhner Dairy, Cornovaglia, Regno Unito.

Sutherland Hussey Architects Morley Von Sternberg Studio analitico uno Associazione Internazionale Zinco (IZA)

Stadio di Croke Park, Dublino, Eire (1 e 2) Abacus Lighting

Boliden AB (1 e 2) Sfalerite (minerale di zinco) con calcite (3)

Page 38

Pagina 9

Page 22

Page 26

Rezinal nv

Page 40

Studio analitico due Institut Feuerverzinken, Germania

Page 9

Spartitraffico, Germania (3 e 4) Mehrsi – Mehr Sicherheit für Biker e.V.

Page 28

AWD-Arena, Hannover, Germania (1) Architektbüro Schulitz & Partner

Page 42

Studio analitico tre Stichting Doelmatig Verzinken Paesi Bassi

Page 11

Wales Institute for Sustainable Education, Centre for Alternative Technology, Galles (1)

Page 28

Parcheggio multi-piano, Münster, Germania (2) Petry und Wittfont Freie Architekten

Page 11

Abitazioni ad alimentazione solare.

Friburgo, Germania (2) Horst Disch

Page 29

Hearst Tower, New York, USA Foster & Partners Chuck Choi

Page 44

Studio analitico quattro Institut Feuerverzinken, Germania.

Gackenheimer, Neuhausen-Steinegg

Page 45

Studio analitico cinque Dipartimento di Architettura, CUHK.

Page 12

Institut Feuerverzinken (Prospetto 1) Mossbourne Academy, Londra, Regno Unito (Prospetto 2) Roger Stirk Harbour & Parners

Page 30

Aras Chill Dara, Kildare, Eire (1) Heneghan.peng in associazione con Arthus Gibney & Partners Dennis Gilbert, VIEW

Page 14

Ecoboulevard di Vallecas, Madrid, Spagna Ecosistema Urbano Emilio P. Doiztua

Page 30

AWD-Arena a Hannover, Germania (2) Architekturbüro Schülitz & Partner

Design: un.titled Tel: 0116 2471111 www.un.titled.co.uk

INIZIATIVA EUROPEA PER LA ZINCATURA A CALDO NELLâ&#x20AC;&#x2122;EDILIZIA SOSTENIBILE European General Galvanizers Association

International Zinc Association-Europe

Maybrook House Godstone Road Caterham Surrey CR3 6RE Regno Unito

168 avenue de Tervueren B-1150 Bruxelles Belgio

Tel: + 44 (0)1883 331277 email: mail@egga.com www.egga.com

Tel: + 32 (0) 2 776 0070 email: info@izaeurope.com www.zincworld.org

Advisors and contributors: _ Life Cycle Engineering www.studiolce.it

Associazione Italiana Zincatura Via Luigi Lilio, 62 00142 ROMA _ Tel.: +39 (0) 651964662 Fax: +39 (0) 65190771 e-mail: info@aiz.it www.aiz.it

Centre for Alternative Technology www.cat.org.uk

Steel Construction Institute www.steel-sci.org