Tesi di laurea magistrale di Claudio Giuseppe Carnabuci e Andrea Perna (Socio AIAT).
L’elaborato di Tesi di Laurea Magistrale è stato svolto presso il Politecnico di Milano e riguarda l’implementazione di un tool, a supporto del processo decisionale, dedicato alla valutazione della sostenibilità delle bonifiche in siti contaminati da solventi mono-aromatici (BTEX). Tale strumento ha, pertanto, l’obiettivo di selezionare l’alternativa preferibile tra quelle comparate da un punto ambientale, economico e sociale. Nel corso dell’ultimo decennio il termine sostenibilità si è sempre più affermato nel lessico quotidiano, nel modo di pensare o di prendere decisioni. L’approccio sostenibile è stato concepito con l’obiettivo di considerare in modo olistico tutti gli impatti derivanti da una qualsiasi attività umana e costituisce uno strumento potente per migliorare la qualità dell’ambiente, cercando di far coesistere istanze anche molto distanti tra loro riguardanti gli ambiti ambientale, economico e sociale (Grafico 1).
Dal momento che la contaminazione presente in un sito ne svaluta enormemente il valore e pone forti vincoli all’uso del terreno, generando una richiesta crescente di aree vergini da poter usare per nuove attività, l’utilizzo di criteri decisionali ispirati alla sostenibilità è fondamentale per cercare ed implementare soluzioni ingegneristiche che impattino sull’ambiente il meno possibile, che siano economicamente fattibili e che creino un valore aggiunto per la società. A livello internazionale sono nati negli anni vari enti e gruppi di lavoro che hanno portato avanti studi per sviluppare e diffondere strumenti volti ad integrare la sostenibilità nel settore delle bonifiche di siti contaminati. Tuttavia non sono ancora state sviluppate né una definizione comune di bonifica sostenibile né linee guida condivise e applicabili indistintamente nei vari Paesi coinvolti.
In Italia SuRF Italy dà la seguente definizione di bonifica sostenibile: “Il processo di gestione e bonifica di un sito contaminato, finalizzato ad identificare la migliore soluzione, che massimizzi i benefici della sua esecuzione dal punto di vista ambientale, economico e sociale, tramite un processo decisionale condiviso con i portatori di interesse”. In base alle indicazioni dettate da ISPRA nella tabella di screening delle tecnologie di bonifica, la rimozione dei BTEX può essere conseguita mediante gli interventi proposti di seguito, in relazione alla matrice contaminata.
Relativamente alle contaminazioni del terreno insaturo, sono state implementate le tecnologie di Escavazione e Smaltimento, Soil Vapor Extraction, Desorbimento Termico In Situ e Bioventing, mentre per la contaminazione del terreno saturo le tecnologie di rilievo sono Ossidazione Chimica In Situ, Air Sparging, Bio Sparging e Biodegradazione Aerobica Assistita.
L’impostazione globale del tool, sviluppato su Microsoft Excel, prevede: due sezioni di input, in cui vanno inseriti i dati relativi alle caratteristiche della matrice contaminata; una sezione per ciascuna delle tecnologie implementate, dove sono svolti i calcoli ad essa relativi, e due sezioni di output, in cui è possibile visualizzare i risultati e valutare la sostenibilità degli interventi. Il tool esegue, innanzitutto, il predimensionamento delle tecnologie considerate e calcola il tempo di bonifica ad esse associato attraverso relazioni empiriche ricavate da letteratura o tramite bilanci di massa o di energia relativi al volume di terreno contaminato. Esso si prefigge, inoltre, di esprimere in modo quantitativo le principali voci di consumo di risorse, emissioni, costi e rischi associate all’intervento, al fine di sintetizzarle mediante indicatori di tipo ambientale (emissioni, consumo di acqua e di energia e produzione rifiuti), economico (costi e durata dell’intervento) e sociale (numero di incidenti e infortuni ai lavoratori coinvolti), che sono espressi come funzione logaritmica del rapporto tra la performance di una tecnologia in una determinata categoria ed il minimo raggiungibile in quella categoria tra le tecnologie analizzate. Tali valori sono aggregati in un indice, parametro di riferimento per la valutazione della sostenibilità, che è espresso come produttoria dei precedenti indicatori elevati ai propri pesi (tali che la loro somma sia pari a 1): la tecnologia preferibile presenta l’indice minore.
Dal momento che il tool include assunzioni su parametri soggetti a variazioni anche di diversi ordini di grandezza (come ad esempio la conducibilità idraulica per la zona satura, la permeabilità intrinseca per il terreno insaturo, la frazione di carbonio organico o le costanti di biodegradazione), è stata condotta un’analisi di sensitività dei risultati – per ciò che concerne tempi e costi – rispetto ai parametri considerati. Ciò ha permesso di evidenziare le principali criticità del tool e di capire quali siano le informazioni per cui vale la pena investire ai fini di un dato di input più affine al caso in esame (Grafico 2).
Inoltre, al fine di testare l’affidabilità del tool nella stima dei layout d’impianto e dei consumi di risorse, sono stati presi in considerazione vari casi di studio di letteratura relativi alle tecnologie implementate. L’analisi sul tool implementato si è conclusa con l’applicazione della valutazione di sostenibilità ad un sito nell’area metropolitana di Milano, Bovisa Gasometri, per dimostrare le potenzialità dello strumento e la variabilità dei risultati con i pesi associati agli indicatori (Grafico 3).
L’applicazione della sostenibilità agli interventi di bonifica è attualmente vincolata alla mancanza non solo di una definizione completa e comune di bonifica sostenibile o di set di indicatori per lo svolgimento delle valutazioni, ma anche di norme a livello nazionale, dal momento che essa è ancora fortemente a carattere volontario. Di primaria importanza è anche il miglioramento dei processi decisionali con l’obiettivo di renderli più trasparenti, al fine di avere criteri oggettivi ed equi per l’attribuzione dei pesi agli indici usati nella valutazione.
L’applicazione di GR16 a casi di studio realizzati a piena scala ha messo in evidenza l’affidabilità del tool malgrado l’idealizzazione dei fenomeni analizzati. Inoltre, come emerso dalle varie analisi di sensitività svolte, gli output del tool possono avere un’elevata variabilità in funzione di parametri sito specifici, che devono necessariamente essere determinati sul campo e non possono essere ipotizzati. Si ringraziano la Prof.ssa Sabrina Saponaro (Relatore, Politecnico di Milano), il Prof. Rajandrea Sethi (Correlatore, Politecnico di Torino), l’Ing. Claudio Albano (CH2M Hill).