Tecnologie

Emissioni odorigene nelle fonderie: come risolvere il problema

Gli impianti di nebulizzazione come soluzione per abbattere odori e polveri in fonderia

L’attenzione verso le emissioni odorigene è cresciuta negli ultimi anni a seguito di una sempre minore tolleranza delle emissioni industriali, anche se non tossiche.

L’odore rappresenta il primo segnale di un ambiente potenzialmente inquinato e il problema dell’oggettivazione dell’odore è da sempre un nodo cruciale per individuare la reale molestia olfattiva e per lo sviluppo delle tecnologie di abbattimento in ambito industriale.

Le realtà produttive che più frequentemente generano odori molesti appartengono a vari settori, uno di questi è quello delle fonderie. 

Le fonderie generalmente realizzano una serie di prodotti metallici finiti o allo stato grezzo - ferrosi e non ferrosi - con caratteristiche fisiche, metallurgiche e dimensionali ben definite, a seconda delle esigenze del cliente.

Tipicamente le fonderie sono classificate da un lato rispetto al tipo di lega metallica lavorata (ferrosa o non ferrosa) e dall’altro rispetto al tipo di formatura utilizzato (“forma a perdere” o “forma permanente”).

Le fasi produttive per ottenere un pezzo sono numerose e sono correlate tra di loro secondo una successione sequenziale. Queste fasi possono essere ricondotte a due principali aree: 

  • area fusoria nella quale vengono effettuate le attività di preparazione della lega metallica fusa (fase di fusione) 
  • area formatura nella quale vengono svolte le attività di realizzazione dei getti (compresa la fase di colata del metallo nella forma).

In questo articolo approfondiremo la soluzione proposta da Labio Test ritenuta adeguata dal punto di vista tecnico e nel contempo economicamente sostenibile per il settore per risolvere i problemi legati all’emissione di sostanze/composti odorigeni.

Attività e processi in fonderia: quali hanno un maggior impatto odorigeno?

Come tutti i processi industriali, anche le attività di fonderia sono caratterizzate da un impatto odorigeno legato alle varie fasi produttive ed alle attività svolte lungo il ciclo di produzione.

Le fasi del ciclo produttivo di fonderia che hanno una maggiore rilevanza in relazione agli aspetti odorigeni sono:

  • fusione e trattamento del metallo;
  • formatura di forme ed anime (forma a perdere);
  • colata e raffreddamento;
  • distaffatura/sterratura (forma a perdere);
  • apertura stampo/estrazione getto (forma permanente);
  • finitura (granigliatura, sbavatura/tranciatura).

Fra quelle che potenzialmente possono creare emissioni di composti odorigeni, le fasi di colataraffreddamento e formatura sono quelle più critiche.

Nella fase di fusione del metallo, normalmente, i problemi di emissione di sostanze odorigene si riscontrano nei forni a combustibile, in particolare nei cubilotti, in relazione alla combustione del coke, o in generale per tutte le tipologie di forni (sia impiegati per fusioni di leghe ferrose che non ferrose) in relazione alla qualità del rottame utilizzato, che può essere “inquinato” da oli, grassi, o dalla presenza di materiali estranei.

Anche la fase di formatura risulta essere critica, per quanto riguarda le emissioni odorigene, soprattutto nelle fasi di apertura delle forme e/o di distaffatura.

Il fenomeno è tanto più rilevante quanto maggiore è la temperatura del getto al momento dell'apertura delle forme.

Approfondimenti di situazioni di molestie olfattive segnalate, hanno messo in evidenza il problema legato proprio a fasi di distaffatura di getti di media dimensione e massa, realizzati con sistemi di formatura “a verde” con elevati quantitativi di anime realizzate con sistemi di formatura Cold box in sabbia e resina.

Cosa fare per ridurre il problema delle emissioni odorigene in fonderia

La riduzione delle emissioni odorigene mira a ridurre le emissioni alla sorgente, ovvero individuando i processi produttivi maggiormente critici che, se ottimizzati, permettono di ridurre sensibilmente l’impatto con l’ambiente secondo un’ottica di “clean technology”.

Per affrontare correttamente il problema e individuare le possibili soluzioni, è necessario in prima battuta individuare e caratterizzare l’emissione procedendo con un’indagine olfattometrica, abbinata ad un’analisi chimica di dettaglio presso lo stabilimento, con lo scopo di:

  • misurare la concentrazione di odore e, di conseguenza, il flusso di odore emesso dalle varie sezioni dell’impianto;
  • valutare la presenza di eventuali composti chimici alle emissioni, al fine di correlare la concentrazione di odore presente ad uno o più composti potenzialmente responsabili dell’emissione odorigena.

Una volta individuata e caratterizzata l’emissione è possibile procedere con lo studio dell’impianto di abbattimento più adeguato al problema.

I problemi legati al tipo di colata

Esistono due differenti modi di effettuare le operazioni di colata delle forme:

  • “in linea” tipiche delle fonderie che effettuano produzioni di getti in serie (media e grande) con impianti automatizzati o su isole di colata a pressione (bassa e alta pressione), dove la produzione di getti avviene per centrifugazione, o per colata a pressione. Sono riconducibili a situazioni impiantistiche in cui le posizioni di colata sono ben individuate.
  • “in campo” diffuse nelle fonderie che realizzano produzioni di getti di media/grande dimensioni e massa, di pezzi singoli o in numero limitati, realizzati con sistemi di formatura “a mano”. La colata (ed il relativo raffreddamento) è realizzata sull’intera superficie del reparto su cui si estende il cantiere dove vengono poste le forme; posizione che, in molti casi di formature di grossi getti coincide con la posizione in cui i getti vengono formati.

Le tecnologie che possono essere utilizzate per risolvere i problemi odorigeni sono svariate come ad esempio, torri di lavaggio, filtri a carbone, cogeneratori, ecc. ma a volte risultano essere di difficile applicazione perché possono richiedere ampi spazi e di conseguenti radicali cambiamenti dei layout aziendali trasformandosi in impianti complessi e di costosa realizzazione.

La soluzione: le barriere osmogeniche

La soluzione proposta da Labio Test è la barriera osmogenica che permette la riduzione dell’odore mediante la nebulizzazione di acqua additivata con appositi prodotti neutralizzanti non inquinanti che non modificano la struttura chimica delle molecole costitutive della sostanza maleodorante.

Questa tecnologia risulta essere di più facile applicazione, non richiede modifiche nel layout dell’azienda ed è economicamente più sostenibile.

Dove sono utilizzate le barriere osmogeniche in fonderia?

La tecnologia della barriera osmogenica può essere utilizzata sia per il trattamento delle emissioni diffuse che convogliate:

  • nelle aperture verso l’esterno (cupolini, finestrature e portoni);
  • internamente a ridosso di alcune lavorazioni;
  • nelle emissioni convogliate (camini di espulsione);
  • nelle aree di stoccaggio materie prime.

Di seguito riportiamo alcuni esempi di applicabilità nel campo della fonderia di metalli ferrosi e non ferrosi:

  • fonderia ghisa: trattamento emissioni prodotte dalla fusione di ghisa al cubilotto;
  • fonderia ghisa: trattamento emissioni prodotte da fasi di distaffatura;
  • fonderie di ghisa: trattamento emissioni diffuse area colata forme;
  • fonderia ottone;
  • fonderia alluminio;
  • fonderia rame.

La tecnologia di abbattimento delle emissioni diffuse mediante sistemi di nebulizzazione di acqua o di emulsioni con/senza additivi, viene indicata come BAT nei documenti sulle migliori tecniche disponibili (BAT Conclusion) nei Settori della metallurgia primaria ferrosa e non ferrosa.

Vantaggi e svantaggi della tecnologia barriera osmogenica

Vantaggi:

  • elevata versatilità di applicazione e di possibilità di modifica per adattare a nuove esigenze di ampliamento;
  • bassi costi di investimento;
  • bassi costi di gestione e manutenzione;
  • semplicità impiantistica;
  • la tecnologia risulta molte efficace (Prove eseguite secondo UNI EN 13725 risultati in efficienza di abbattimento superiore al 50-60%);
  • i prodotti utilizzati non si deteriorano velocemente in quanto non ossidabili all’aria, non sono fotoreattivi e non hanno problemi di umidità;
  • i prodotti non contengono aldeidi, acidi organici, ammine e betaine, molecole che presentano problemi di ordine igienico sanitario e d'impatto ambientale e di eco-tossicità;
  • non vengono utilizzate sostanze che, reagendo chimicamente, producono prodotti secondari spesso più pericolosi delle sostanze maleodoranti da cui provengono.

Svantaggi:

  • non ha azione di abbattimento chimico ma solo olfattometrico;
  • diminuzione dell’efficienza di abbattimento con temperatura dell’aria maggiore di 130°C;
  • costi di gestione dei reagenti (diluiti al 0,2 – 0,5% in acqua);
  • significativi consumi di acqua.

Come scegliere l'impianto per eliminare gli odori in fonderia

Il problema della riduzione dei composti a bassa soglia olfattiva non è assolutamente banale. 

La scelta di una soluzione tecnologica idonea per le specifiche applicazioni nelle varie fasi del processo produttivo di fonderia richiede a monte, valutazioni sulle caratteristiche degli aeriformi da trattare, sia dal punto di vista qualitativo e quantitativo degli inquinanti, ma anche in relazione alla portata delle emissioni gassose da trattare.

Le fasi del processo di fonderia che originano composti odorigeni, immettono nell’ambiente esterno elevati volumi di aeriforme che, spesso, presenta relativamente basse concentrazioni di inquinanti organici (o di composti odorigeni). Questo aspetto è molto importante ai fini della valutazione e scelta della tecnologia più idonea per il contenimento delle emissioni odorigene.

La scelta dell’idoneo sistema di ventilazione/aspirazione deve essere operata caso per caso in funzione:

  • delle specifiche caratteristiche dei singoli impianti produttivi;
  • delle peculiarità tecnologiche;
  • del layout dei reparti che determinano la funzionalità della tecnica di bonifica dell’ambiente di lavoro.

Alcune soluzioni impiantistiche prevedono sistemi di ventilazione forzata che consentono il confinamento delle fonti di inquinamento senza l’ausilio di cappe, barriere o particolari strutture di separazione d’area; altre soluzioni prevedono la realizzazione di strutture specifiche per il confinamento delle sorgenti di inquinamento e cappe fisse e/o mobili alle quali allacciare l’aspirazione per il convogliamento delle sostanze nocive aerodisperse.

La tecnologia di trattamento dell’aria inquinata prima dell’emissione in atmosfera, deve essere valutata tenendo presente le esigenze di “qualità” dell’aria richiesta dalla recente normativa in tema di emissioni odorigene, che presuppone il controllo di tutte le emissioni gassose caratterizzate dalla presenza di composti organici (ed inorganici) che, nella generalità delle attuali situazioni, possono essere trasportati da flussi gassosi di portata volumetrica più o meno elevata e che, comunque, necessitano di trattamenti di depurazione prima della loro emissione in atmosfera.

Al di là della conformità legislativa, il problema del contenimento delle emissioni che possono creare molestie olfattive, deve essere affrontato e risolto in un'ottica di sostenibilità delle attività di fonderia.

La “responsabilità sociale” di un' impresa richiede sempre più attenzione alle tematiche ambientali, rispondendo alla domanda di qualità di vita proveniente dal territorio in cui opera; responsabilità che rende imprescindibile l’affrontare il tema dell’odore legato alle proprie attività produttive, mettendo in campo conoscenze e tecnologie oggi disponibili.

Se hai un problema di abbattimento degli odori nella tua fonderia, possiamo fornirti il nostro supporto per progettare il tuo nuovo impianto o ripristinare quello esistente, riportandolo alla massima efficienza.