Tecnologie Ambientali

Nell’ articolo dedicato alla tecnologia della torcia al plasma come metodo di distruzione dei rifiuti ho accennato al prodotto solido che si ottiene come residuo di questo processo, affermando che:



 

La frazione solida è facilmente riutilizzabile in edilizia poiché è inerte, non presenta ceneri volatili né pesanti, si compone esclusivamente di un materiale vetroso compatto resistentissimo e di volume irrisorio (mediamente il residuo solido di un processo tipo torcia  al plasma  è dello 0.3- 0.4%).



In quella sede non ho ritenuto necessario approfondire nel dettaglio la parte tecnica e le implicazioni di questo processo, perché l’ impronta dell’ articolo era più concettuale che altro. Volevo insomma attirare l’ attenzione sul fatto che i rifiuti teoricamente non sono un problema così complesso, e che la soluzione di fatto ESISTE.
E’ giunto però il momento di spiegare cosa sia la vetrificazione e cosa questa permetta, e vorrei farlo mettendo questa tecnica in relazione al tema delle scorie nucleari (pur senza entrare nel dettaglio di questa problematica). Come ho già spiegato, la tecnologia del plasma è applicabile a ogni genere di rifiuto, differenziato o meno; aggiungo qui esplicitamente che tra questi rifiuti possiamo annoverare anche i rifiuti speciali, e addirittura residui radioattivi.
Per la verità il trattamento delle scorie radioattive impiega già un tipo di vetrificazione (tramite l’ uso di borosilicati) che non va confuso però con quello collegato al plasma. A questo processo industriale omonimo sarà dedicato più avanti un articolo apposito.
Un importante esperimento di tecnologia al plasma è stato condotto nel 2006 in Korea, esperimento dal quale è scaturita una relazione tecnica molto importante che evidenzia l’ efficienza del processo e la qualità dei materiali residui. Analizzando la relazione leggiamo che questa tecnologia è stata utilizzata per distruggere una carica mista composta da:

- Materiali combustibili
- Resine cementate
- Materiali inorganici vari
- Acciai
- Vetro
- Sabbie
- Cementi acidi e borati
- Materiali di bassa e media radioattività

Il processo si è svolto in un impianto pilota composto da:

- Un sistema di carica
- Una torcia al plasma a 1900°C circa, con collettamento di fondo per il residuo solido
- Un sistema di raffreddamento per la fase gas, dotato di ciclone e demister per eliminare la frazione umida dai gas
- Un sistema di quench e recupero della fase liquida dei gas
- Un sistema di filtrazione e soffiaggio in camino
- Un camino di emissione ad atmosfera dotato di analizzatori in continuo



 

Con continui campionamenti  dal camino di emissione in atmosfera, si è compilata una tabella con i valori sperimentali rilevati in relazione agli inquinanti dichiarati sensibili dall’ EPA e dall’ ente per l’ ambiente coreano, tabella dalla quale è evidente che le emissioni in atmosfera sono considerabili non tossiche per questi elementi.



Ciò che però ci interessa maggiormente è che lo studio evidenzia una notevole azione decontaminante misurata attraverso il monitoraggio dei contenuti di cobalto, cesio, mercurio e piombo.  Questo fatto, unito alla significativa riduzione di volume sperimentata (che arriva in alcuni casi fino a 52 volte meno del volume iniziale), e alla elevata resistenza del materiale vetroso risultante dai test, rende questa tecnica particolarmente utile per quei processi di vetrificazione delle scorie nucleari, in sostituzione della vetrificazione classica con borosilicati. La vetrificazione classica infatti si limita a confinare le scorie, senza riduzione di volume e senza vera e propria disattivazione (ma solo stabilizzazione), mentre il processo appena descritto (e ancora meglio i processi di torcia al plasma a temperature più elevate – 4000 / 5000°C) agendo direttamente sulla scoria e sulle sue componenti rappresenta un livello superiore di trattamento.



vedi anche: Distruzione dei rifiuti



Link

Study on the Vitrification of Mixed Radioactive Waste by Plasma Arc Melting