Grazie al loro elevato potere calorifico, gli scarti di pneumatici costituiscono un buon carburante alternativo per le industrie che effettuano processi ad alta intensità energetica, come ad esempio i cementifici, gli impianti di generazione di energia elettrica e le cartiere. Secondo la US Environmental Protection Agency, una volta bruciati gli pneumatici producono la stessa quantità di energia del petrolio, il 25-50% di energia in più rispetto al carbone e il 100-200% di energia in più rispetto al legno,.
Gli scarti di pneumatici possono essere usati come combustibile da integrare al carbone e alla legna. Sempre più impianti di combustione utilizzano gli scarti di pneumatici, non solo a causa del loro elevato contenuto energetico, ma anche perché sono più economici del carbone, producono emissioni più pulite e hanno un basso contenuto di umidità. Le analisi effettuate dalla US EPA hanno dimostrato che (a) i residui di cenere degli pneumatici contengono meno metalli pesanti di alcuni carboni, e (b) la combustione degli pneumatici produce meno emissioni NOx rispetto alla combustione del carbone ad alto contenuto di zolfo.
La U.S. EPA allo smaltimento in discarica preferisce l’energia derivata dagli scarti di pneumatici, poiché gli pneumatici non utilizzati e ammucchiati in pile possono causare incendi ed essere nocivi alla salute per la possibile proliferazione di ratti, zanzare e altri agenti patogeni.
Ogni anno negli Stati Uniti vengono generati milioni di scarti di pneumatici, di cui una buona parte viene riciclata in nuovi prodotti, utilizzata in applicazioni di ingegneria civile o riutilizzata come combustibile derivato da pneumatici (CDP). Con i suoi 15 anni di esperienza in più di 80 impianti la U.S. EPA ha finito con l’ammettere che i CDP costituiscono una valida alternativa ai combustibili fossili.
A seconda delle dimensioni delle loro unità di combustione, gli impianti utilizzano pneumatici interi o triturati che prendono il nome di combustibile derivato da pneumatici.
A seconda delle dimensioni, gli scarti di pneumatici possono avere fino al 30% di biomassa, così come risulta dalle misurazioni effettuate con l’ASTM D6866. Secondo uno studio condotto dalla società francese Aliapur, gli pneumatici usati nelle autovetture hanno una frazione di biomassa tra il 17% al 20%, mentre gli pneumatici usati nei camion hanno tra il 28% e il 30% di biomassa. I componenti della biomassa degli pneumatici sono la gomma naturale, il rayon e l’acido stearico.
| Parametro | Pneumatici usati nelle autovetture | Pneumatici usati nei camion | Carbone | Coke di petrolio |
| Biomassa | 17-20.3% (mediamente 18.3%) | 28.6-29.7% (29.1 %) | 0% | 0% |
| Carbonio | 67.5 – 70.1% (mediamente 69.0%) | 59.7-62.6% (61.1%) | 64-68% | 84-97% |
| Valore calorifico netto (MJ/Kg) | 29.5 – 30.6 (mediamente 30.2) | 26.1 – 26.7 (26.4) | 26 | 32 |
Tabella 1 – Valori dello studio condotto da Aliapur.
Grazie alla loro frazioni significative di biomassa, gli scarti di pneumatici bruciati e il combustibile derivato da pneumatici producono meno emissioni fossili di anidride carbonica rispetto al carbone e al coke di petrolio. Questo rende gli scarti di pneumatici degli ottimi combustibili alternativi: sono più economici ed emettono meno CO2 fossile, ma la loro produzione di calore è simile a quella dei combustibili tradizionali.
Numerosi organismi di regolamentazione, tra cui la U.S. EPA e la Western Climate Initiative, impongono a cementifici, aziende elettriche e altre strutture che bruciano combustibili eterogenei o derivati da rifiuti di determinare la frazione biogenica delle loro emissioni di CO2 e raccomandano l’uso dell’ ASTM D6866 per effettuare tale determinazione.
Le industrie che bruciano CDP e da rifiuti devono segnalare le scorte di gas serra, che escludono il carbonio a emissioni zero. Conoscere la frazione della biomassa delle loro emissioni con l’ASTM D6866 li aiuterebbe a ridurre le scorte di gas serra e ottenere crediti di carbonio qualora siano in atto sistemi di cap-and-trade.
I combustibili derivati da pneumatici sono scarti di pneumatici che sono stati triturati in pezzi di uno e due centimetri. Il processo di frantumazione non riguarda soltanto la riduzione delle dimensioni, ma anche la rimozione di tessuto e fili metallici e l’eliminazione di questi ultimi richiede l’uso di potenti magneti. A causa di questi processi, i CDP non sono così convenienti come per gli pneumatici interi, ma sono ancora richiesti perché non tutte le unità di combustione sono in grado di operare con le dimensioni di uno pneumatico integro.
Alcuni cementifici usano pneumatici interi nei loro forni, perché le loro unità di combustione hanno dimensioni sufficienti e i fili metallici aggiungono il ferro necessario per creare il clinker. I produttori di carta e cellulosa, invece, necessitano dell’uso di CDP senza fili metallici, in modo da non intasare i sistemi di alimentazione delle caldaie, oppure introducono ferro alla cenere che viene venduta agli agricoltori.
Il CDP si presenta sotto varie forme senza la presenza di fili metallici e può costare fino al 50% in più del CDP normale.
Cemento
L’industria del cemento è il settore che più di tutti utilizza combustibili derivati da scarti di pneumatici. Secondo i dati della US EPA, circa 53 milioni di pneumatici vengono usati ogni anno nei forni dei cementifici americani. A partire dal 2006, gli enti ambientali statali e locali hanno approvato l’uso del CDP in 48 cementifici di 21 Paesi degli Stati Uniti.
I cementifici utilizzano gli pneumatici come combustibile per creare il clinker, ovvero un componente primario nella produzione di cemento Portland.
Cellulosa e Carta
L’industria della cellulosa e della carta utilizza circa 26 milioni di pneumatici all’anno come combustibile per le proprie caldaie e preferisce agli pneumatici interi i CDP perché i fili metallici potrebbero far inceppare i sistemi di alimentazione.
Aziende elettriche
Le caldaie delle aziende elettriche utilizzano ogni anno circa 24 milioni di pneumatici e bruciano carbone per generare elettricità. A causa dell’elevato potere calorifico e del basso costo, gli impianti che generano elettricità utilizzano il CDP per integrare il carbone.
Caldaie industriali o istituzionali
Anche le caldaie industriali, che sono solitamente più piccole di quelle delle aziende elettriche, fanno uso di CDP come supplemento ai loro combustibili misti e ogni anno usano circa 17 milioni di pneumatici.
Combustibili derivati da Rifiuti
Beta Analytic, un laboratorio con sede a Miami, Florida, soddisfa le necessità degli utilizzatori di combustibili derivati da pneumatici misurando la percentuale di carbonio biogenico, che può essere utilizzata per dimostrare l’ottemperanza alle normative, per il calcolo del contenuto di biomassa o a scopo di marketing. Le analisi con l’ASTM D6866 possono essere effettuate sul CDP o sulle sue emissioni. I requisiti sul campionamento di solidi e gas sono consultabili nel presente link.
