La gestione dei materiali da
scavo nel cantiere del nodo
dell’AV/AC di Firenze
Ing. Valentina Cecconi
Convegno sul tema: La gestione sostenibile dei materiali da scavo:
casi di studio III sessione
Ferrara, 25 Settembre 2015
OPERE PROGETTO AV/AC di FIRENZE
Lunghezza totale circa 8 km
Profondità media di circa 25m
Stazione AV
Realizzazione di un camerone sotterraneo di due piani lungo circa 450 m, largo 52
m e profondo 25 m, contenente, oltre ai servizi necessari per l’esercizio ferroviario,
uffici e spazi commerciali
Verrà realizzata nella zona compresa tra l’area ferroviaria Belfiore e l’area ex
“Macelli”
Gallerie Passante AV
2 gallerie a semplice binario con imbocco sud nell’area della stazione ferroviaria di
Campo di Marte e con imbocco nord nell’area ferroviaria compresa tra le stazioni di
Rifredi e Castello
Opere necessarie per la realizzazione delle gallerie che consentiranno alla futura
linea AV di transitare al di sotto della città di Firenze
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ITER GESTIONE TERRE E ROCCE DA SCAVO
• 14.05.2008 approvato dall’Osservatorio Ambientale Piano di
Gestione TRS art. 186 D.lgs. 152/2006
• 10.01.2013 approvato dal MATTM il Piano di Utilizzo (PUT)
(D.M. 161/2012)
• 24.10.2013 sospeso il PUT dal MATTM
• 23.09.2014 avviata sperimentazione da parte del CNR
• 31.07.2015 conclusa sperimentazione da parte del CNR (in
attesa della sperimentazione sul terreno 2 per la parte
geotecnica)
• 27.08.2015 inviata relazione di ISPRA al MATTM sulla
sperimentazione del CNR
• 25.09.2015 riunione presso il MATTM
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QUANTITATIVI DI TERRE
Gallerie Passante AV 956.000 m3
Stazione AV
565.000 m3
Campo di Marte
36.000 m3
Totale
1.557.000 m3
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SITI DI PRODUZIONE
1. Area Passante ferroviario
2. Area Nuova Stazione AV, che verrà realizzata nella zona compresa tra
l’area ferroviaria Belfiore e l’area ex “Macelli”
SITO DI RIUTILIZZO
Ex miniera di lignite di Santa Barbara – Recupero Ambientale
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MODALITA’ DI SCAVO
Scavo in tradizionale (38%)
Scavo effettuato esclusivamente
mediante il ricorso a mezzi
meccanici, senza l’uso di additivi o
sostanze chimiche
Stazione AV
Parte degli scavi per la
realizzazione del Passante AV
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MODALITA’ DI SCAVO
Scavo meccanizzato
(62%)
Scavo effettuato mediante
l’utilizzo di una fresa a
sezione piena TBM (Tunnel
Boring Machine) di tipo EPB
(Earth Pressure Balance)
Gallerie del Passante AV
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CARATTERIZZAZIONI TERRE ANTE OPERAM
Stazione AV
Campagna di indagine 2010- 2011(integrazioni ARPAT)
20 sondaggi fino a 27 m di profondità (0-3, 3-6, 6-9, 9-12, 1215, 15-18, 18-21, 21-24, 24-27)
Tutti i campioni analizzati sono risultati conformi alle CSC di cui alla colonna A, Tabella 2,
allegato 5 Parte IV Titolo V del D. Lgs.152/2006, fatta eccezione per alcuni campioni prelevati
in corrispondenza dei sondaggi S9 e S12, S16 e S18 i cui risultati sono inferiori alle CSC di
cui alla col. B (siti a destinazione d’uso “commerciale, industriale ed artigianale”) tab. 1, alle.
5, parte quarta, titolo quinto del D.Lgs. n. 152/2006 smi
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CARATTERIZZAZIONI TERRE ANTE OPERAM
Cantiere Campo di Marte
Campagna di indagine 2010- 2011
34 campioni a profondità variabile a seconda della quota di fondo scavo
da 0 a 12 m
Tutti i campioni analizzati sono risultati conformi alle CSC di cui alla colonna A, Tabella 2,
allegato 5 Parte IV Titolo V del D. Lgs.152/2006, fatta eccezione per 3 campioni i cui risultati
sono inferiori alle CSC di cui alla col. B (siti a destinazione d’uso “commerciale, industriale ed
artigianale”) tab. 1, alle. 5, parte quarta, titolo quinto del D.Lgs. n. 152/2006 smi
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CARATTERIZZAZIONI TERRE ANTE OPERAM
Gallerie Passante AV
6 giugno 2011 “Studio per la biodegradabilità di tensioattivi in terreni”
laboratorio privato
Creato in laboratorio un campione rappresentativo dei terreni che verranno
incontrati durante lo scavo con la fresa (60% di terreno argilloso con il 40%
di terreno ghiaioso)
Lo studio ha previsto:
1. TEST DI BIODEGRADAZIONE TERRENO CONDIZIONATO
2. DETERMINAZIONE CSC
3. VERIFICA DELLE CSC
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CARATTERIZZAZIONI TERRE ANTE OPERAM
1. TEST DI BIODEGRADAZIONE TEMPI T0 – T28
•
•
Terreno CONDIZIONATO schiume e polimeri
Terreno NON CONDIZIONATO
Biodegradazione dei principali composti presenti negli additivi
67% per il Trimetilenglicol monobutil etere al tempo T2
88% per il tensioattivo [Sodio Alchil Etossi Solfato] al tempo T2
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CARATTERIZZAZIONI TERRE ANTE OPERAM
2. DETERMINAZIONE DELLE CSC
«per le sostanze non esplicitamente indicate in tabella, i valori di concentrazione
limite accettabili sono ricavati adottando quelli indicati per la sostanza tossicologica
mente più affine» - allegato 5 alla Parte Quarta, titolo V del D.Lgs. n. 152/2006
smi,.
Per la ricerca del parametro Trimetilenglicol monobutiletere
CSC – individuate in tab. 1, all. 5, parte quarta, titolo quinto del D.Lgs. n. 152/2006
smi – per il parametro Idrocarburi C>12 – affinità tossicologica
Approccio differente per il parametro Sodio Alchil Etossi Solfato
In assenza di parametri affini (da un punto di vista tossicologico) è stato
implementato un modello per cui è verificato (in presenza – in senso cautelativo –
di un evento di sversamento dell’intero contenuto in tensioattivi anionici dei terreni
costituenti la collina nel limitrofo lago di Castelnuovo) il mantenimento delle
condizioni di tutela delle matrici ambientali potenzialmente impattate (bersagli).
3. VERIFICA DELLE CSC SUL TERRENO CONDIZIONATO
Configurabile come “materiale da scavo” come indicato nell’articolo 3, co.1, lettera
b) del DM 161 del 10 Agosto 2012
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MODALITA’ DI MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO
• Movimentazione scavo in tradizionale
Dal punto di scavo ai piedi del mezzo
meccanico e successivamente caricato
direttamente su container. I container
verranno posti su convogli ferroviari destinati
al sito di Santa Barbara.
Ogni treno conterrà 40 containers (20 carri).
• Movimentazione scavo con fresa TBM
Dal fronte scavo tramite una serie di nastri
trasportatori al punto di carico dello smarino
sui container caricati su carri ferroviari,
posizionati in area di cantiere Campo di
Marte.
Ogni treno conterrà 40 containers (20 carri).
Il materiale scavato, sia quello proveniente dallo scavo in tradizionale che quello prodotto
dallo scavo con fresa TBM, una volta posizionato all’interno dei containers, sarà trasportato
nel sito di utilizzo (ex miniere S. Barbara) su ferro e successivamente, sarà trasportato,
mediante camion, alle piazzole di caratterizzazione, dove si procederà alla loro
caratterizzazione..
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TRACCIABILITA’ DEI MATERIALI
Al fine di garantire la tracciabilità dei materiali scavati durante il tragitto dal
sito di produzione al sito di riutilizzo, sarà predisposto un documento di
trasporto (DDT).
Il documento di trasporto sarà redatto in tre copie: l’originale al
responsabile del sito di utilizzo, una copia al produttore e una copia al
responsabile del trasportatore.
Sistema informatizzato che registrerà l’arrivo del convoglio a destino e sarà
data corrispondenza tra container - targa camion e piazzola.
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PIANO DI CAMPIONAMENTO ED ANALISI DA
EFFETTUARSI IN CORSO D’OPERA
Il materiale terrigeno proveniente,
via ferro, dai cantieri di produzione
della Stazione AV e Campo di
Marte sarà depositato all’interno di
piazzole
di
caratterizzazione
ubicate in posizione adiacente al
terminal ferroviario di Bricchette.
Il materiale verrà campionato, per
tutti i materiali terrigeni che saranno
oggetto di scavo, con un campione
medio
composito
di
una
volumetria massima pari a 5.000
mc, ossia pari al volume stoccato in
ciascuna
piazzola
di
campionamento.
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PIANO DI CAMPIONAMENTO ED ANALISI DA
EFFETTUARSI IN CORSO D’OPERA
Per il campionamento verrà eseguita una check list di parametri che vada a tener conto di:
A. “Piano gestione terre” già approvato dall’OA nel 2008
B. la check list minima all’insieme dei parametri previsti dal DM 161 del 10 Agosto 2012;
C. assicurare – in conformità con quanto previsto dall’allegato 4 del DM 161 del 10 Agosto
2012 – la ricerca dei parametri che, in conseguenza dell’additivazione del terreno con
schiume e polimeri biodegradabili per la realizzazione dello scavo meccanizzato (TBM),
saranno presenti nei materiali di risulta prodotti dalla fresa.
A seguito dei risultati analitici si potranno essere i seguenti scenari:
Caso “A”: campione mostrante valori di concentrazione degli inquinanti ricercati inferiori alle
CSC di cui alla tabella 1, colonna A: il materiale terrigeno potrà essere collocato nella collina;
Caso “B”: campione mostrante valori di concentrazione degli inquinanti ricercati superiori alle
CSC di cui alla tabella 1, colonna A; il materiale terrigeno, potrà essere gestito in ambito
normativo di rifiuto.
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SOSPENSIONE PUT DA PARTE DEL MATTM
(ottobre 2013)
Quesiti del MATTM nell’atto di Sospensione della Determina Dirigenziale di
approvazione del PUT
1. “Verifica della destinazione urbanistica – paesaggistica dell’area dell’ex
sito minerario S. Barbara, a cui sono destinate le terre da scavo
risultanti dallo scavo nell’ambito dell’AV di Firenze, al fine di stabilire se
va rispettata la colonna A o la colonna B”
2. “Nuovo accertamento, da parte del proponente PUT, del valore
CSC delle terre risultanti della scavo con fresa, condizionate con
gli additivi indicati nel PUT e nel presupposto parere, per il tramite
di istituto pubblico, nonché, se dal caso, per conto del MATTM, da
parte di ISPRA”
3. “Verifica della idoneità tecnica, anche sotto il profilo statico, delle terre
risultanti dallo scavo con fresa, condizionate con gli additivi, rispetto al
fine a cui risultano destinate (realizzanda collina nell’ex sito minerario
S. Barbara)”
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PROTOCOLLO CNR
1. SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
Finalizzata a verificare l’impatto sull’ambiente delle sostanze contenute nei
prodotti commerciali utilizzati nelle operazioni di scavo meccanizzato del
terreno con fresa TBM.
2. SPERIMENTAZIONE GEOTECNICA
Finalizzata a verificare l’idoneità tecnica delle terre risultanti dallo scavo
con fresa TBM, condizionate con additivi, rispetto al fine a cui sono
destinate (realizzazione collina S. Barbara)
3. DEFINIZIONE DELLE CSC
Relative alle sostanze utilizzate per lo scavo meccanizzato con TBM
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
Finalizzata a verificare l’impatto sull’ambiente delle sostanze contenute nei
prodotti commerciali utilizzati nelle operazioni di scavo meccanizzato del
terreno con fresa TBM.
Le attività sperimentali sono state eseguite sui terreni:
• "terreno 1”, costituito da argille e limi con Iivelli sabbiosi;
• “terreno 2”, costituito da ghiaie con matrice sabbiosa- limosa-argillosa.
condizionati con gli agenti schiumogeni e con l’aggiunta di polimeri
rafforzanti le schiume e di grassi di stillicidio utilizzati per la lubrificazione
della fresa.
FASI DELLA SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
1. Analisi di rischio preliminare e Test eco-tossicologici sui quattro
prodotti di tensioattivi (schiume)
2. Test di biodegradazione su due prodotti di tensioattivi (schiume)
3. Test eco-tossicologici eseguiti su schiume, polimeri biodegradabili e
grassi di lubrificazione
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
1. Analisi di rischio preliminare e Test eco-tossicologici sui quattro
prodotti di tensioattivi (schiume)
Utilizzando i dati eco-tossicologici disponibili in letteratura sono state
definite le PNEC (Concentrazione Soglia di non effetto ambientale) delle
sostanze contenute nei tensioattivi.
Test ecotossicologici effettuati sui 4 agenti schiumogeni
– Saggio di inibizione della crescita algale.
– Saggio di fitotossicità con la pianta Lepidium sativum con test di
germinazione e di accrescimento.
– Saggio di tossicità Microtox con il batterio Vibro Fischeri
Dei 4 prodotti selezionati sono risultati meno impattanti i seguenti agenti
schiumogeni:
– POLYFOAMER ECO/100
– MasterRoc SLF41
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
2. Test di biodegradazione su due prodotti di tensioattivi
Valutazione della biodegradazione in microcosmi di laboratorio (circa 2 L)
dei due prodotti schiumogeni selezionati in miscela con le due tipologie di
terreno.
I dati di semivita del tensioattivo anionico componente principale sia del
Polyfoamer ECO/100 che del MasterRoc SLF41, combinati con i dati
microbiologici, mostrano che esso è biodegradabile, con un valore di DT50
di 6 giorni nel terreno 1 e di 8-9 giorni nel terreno 2.
Pertanto, se i terreni vengono posti a contatto con l’ambiente
di superficie, le condizioni di contorno sono tali che al
28° giorno il tensioattivo anionico non è praticamente più
presente
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2. Test di biodegradazione su due prodotti di tensioattivi
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
3. Test
eco-tossicologici
eseguiti
su
schiume,
polimeri
biodegradabili e grassi di lubrificazione
La miscelazione di ogni tipologia di terreno (1 o 2) con i diversi additivi
(agenti schiumogeni + lubrificanti + polimero) è stata effettuata dal CNR
sulla base dei parametri di condizionamento standard indicati dalle case
produttrici
Sugli estratti acquosi sono stati eseguiti i seguenti test eco-tossicologici:
• Test su Vibrio fischeri;
• Test di germinazione (Lepidium sativum);
• Test di inibizione della crescita algale (Pseudokirchneriella
subcapitata);
• Test FET con embrioni pesce Danio rerio;
• Test con Daphnia magna.
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
3. Test
eco-tossicologici
eseguiti
su
schiume,
polimeri
biodegradabili e grassi di lubrificazione
I risultati dei cinque test ecotossicologici sono stati valutati mediante un
software, presentato nel manuale Ispra 88/2013 “Batterie di saggi
ecotossicologici per sedimenti e acque interne”.
Determinazione dei due indici di batteria, tossicità e rischio, che ove
inferiori a 10 consentono di escludere un effetto ambientale.
Risultati
Terreno 2 trattato con Polyfoamer ECO/100 dopo 14 giorni di maturazione
Terreno 1 trattato sempre con Polyfoamer ECO/100 dopo 28 giorni di
maturazione
possono essere considerati privi di tossicità e perciò assimilabili al terreno
di controllo non trattato
Terreni 1 e 2 trattati con MasteRoc SLF41 sono invece risultati sempre non
conformi al terreno di controllo anche dopo 28 giorni di maturazione.
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SPERIMENTAZIONE AMBIENTALE
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DETERMINAZIONE DELLE CSC
Le scarse informazioni reperite nelle varie banche dati consultate, rispetto
alle proprietà chimico-fisiche e soprattutto tossicologiche, non hanno
permesso di applicare il principio del “tossicologicamente affine” utilizzato
dall’Istituto Superiore di Sanità per la definizione dei valori di riferimento da
adottare per le sostanze non presenti nell’Allegato 5, della Parte Quarta
Titolo V del D.Lgs. 152/06.
Per lo stesso motivo, non è stato possibile far riferimento a quanto riportato
per i contaminanti presenti nella Banca Dati Bonifiche, per i quali, negli
anni, l’Istituto Superiore di Sanità ha fornito dei valori di riferimento.
Mancando, quindi, dati specifici
non è stato possibile elaborare le CSC richieste
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ISPRA – CONSIDERAZIONI TECNICHE SULLA
RELAZIONE DEL CNR
«Con riferimento al Profilo 2 (nuovo accertamento, da parte del proponente
PUT, del valore CSC delle terre risultanti della scavo con fresa,
condizionate con gli additivi indicati nel PUT e nel presupposto parere, per il
tramite di istituto pubblico, nonché, se dal caso, per conto del MATTM, da
parte di ISPRA), alla luce del fatto che:
•
•
•
Non è stato possibile elaborare le CSC richieste con riferimento agli additivi, mancando i dati specifici;
Sempre con riferimento agli additivi la determinazione condotta dall’Università Bicocca non può essere
presa a riferimento come valore di PNEC, in quanto dipendente da un esiguo numero di di valori
bibliografici e di letteratura, non sufficientemente supportata da prove di laboratorio specifiche;
Si considera sufficientemente robusta l’analisi che porta a ritenere l’assenza di tossicità
sotto il profilo meramente tecnico-scientifico si ritiene che l’unica strada
attualmente percorribile, ai fini della qualificazione in cantiere delle terre e
rocce da scavo come sottoprodotti, sia prevedere la definizione, ad opera di
soggetti con adeguate competenze tecnico-scientifiche, e la successiva
applicazione di un protocollo che contempli puntuali controlli che
includono l’applicazione di opportuni biotest sul materiale scavato nel
contesto sito-specifico»
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CONCLUSIONI
• Gestione come materiali da scavo ai sensi
del DM 161/2012?
• Gestione come rifiuto?
Grazie per l’attenzione
[email protected]
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