Impatto ambientale del piede della piastra di saldatura? 

Quando si parla di "piede della piastra di saldatura", la maggior parte degli addetti alla fabbricazione pensa alla capacità di carico, alle specifiche del materiale o magari alla resistenza alla corrosione. Il lato ambientale? Spesso un ripensamento, qualcosa per le pratiche burocratiche di conformità. Ma avendo acquistato e installato questi componenti su qualsiasi cosa, dai palcoscenici temporanei degli eventi alle piattaforme industriali permanenti, ho visto l’impatto propagarsi in modi che non sono presenti nella scheda tecnica. Non è solo una questione di acciaio che saldi; riguarda tutto ciò che lo tocca, dallo stabilimento al cassonetto del cantiere.

Il ciclo di vita nascosto di un piede piatto

Cominciamo dall'inizio. Quel pezzo di acciaio, spesso una semplice piastra di base saldata o un piedino regolabile più complesso, non appare solo. Per un piede standard in acciaio al carbonio, il conto ambientale inizia con l’estrazione e la lavorazione del minerale di ferro. L’intensità energetica è sconcertante. Ma ecco un punto pratico che spesso tralasciamo: il Piede della piastra di saldatura il design stesso determina lo spreco di materiale. Un piede mal progettato con materiale eccessivo “solo per sicurezza” non solo costa di più; significa più minerale estratto, più carbone bruciato negli altiforni e più CO2 emessa dalla cartiera. Ricordo un progetto in cui siamo passati da un piede ingombrante, realizzato su misura, a un design più semplice, realizzato con piastre e tubi, da un fornitore come Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Il risparmio di peso per unità è stato minimo, forse del 15%, ma su 5.000 unità, ovvero tonnellate di acciaio grezzo e carbonio incorporato, semplicemente non abbiamo avuto bisogno di spedire in tutto il mondo.

Poi c'è il rivestimento. La zincatura a caldo è lo standard di riferimento per la protezione dalla corrosione, e per una buona ragione. Ma quello strato di zinco deriva dal suo stesso processo ad alta intensità energetica e crea sfide per il trattamento delle acque reflue. In un lavoro in una zona costiera, una volta abbiamo utilizzato lamiere prezincate per i piedi, pensando di essere furbi. Brutta mossa. La saldatura ha bruciato lo zinco attorno alle giunture, creando fumi che richiedevano una ventilazione extra (più energia per i ventilatori) e quindi abbiamo dovuto ritoccare con spray galvanizzante a freddo, un'altra bomboletta di prodotti chimici. L’impronta ambientale totale di quella “correzione” probabilmente è stata superiore al semplice utilizzo di lastre non trattate e successivamente verniciate correttamente. Una lezione sulle mezze misure.

Il trasporto è un altro subdolo. L’approvvigionamento da un importante centro di produzione come il distretto di Yongnian a Handan, che si autodefinisce come la più grande base di componenti standard della Cina, ha senso dal punto di vista logistico. La comodità di essere vicino ai principali collegamenti ferroviari e stradali, come nel caso della posizione di Zitai, riduce il consumo di carburante per il trasporto. Ma crea un modello centralizzato. Se stai costruendo in Nord America e i tuoi piedi provengono da Hebei, le emissioni del trasporto marittimo rappresentano una parte enorme dell’impatto del ciclo di vita del prodotto. A volte, un piede fabbricato localmente da un negozio più piccolo, anche a un costo unitario più elevato, può avere un costo totale del carbonio inferiore. È un calcolo che stiamo iniziando a fare solo formalmente.

Realtà in loco e gestione dei fumi

È qui che la teoria incontra il macinino, letteralmente. Il impatto ambientale durante l'installazione è immediato e locale. I fumi di saldatura sono l'ovvio cattivo: un mix di ossidi metallici, sottoprodotti del gas di protezione e talvolta cromo esavalente se lavori con l'acciaio inossidabile. Abbiamo tutti visto la nuvola nebbiosa attorno a un saldatore. L’impatto sulla salute dei lavoratori è primario, ma il particolato non si limita a svanire; si deposita sul sito e alla fine viene lavato nel terreno o nel drenaggio. L'uso di fili per saldatura a basso contenuto di fumi aiuta, ma sono più costosi e, nei lavori con budget limitato, sono la prima cosa da cui ottenere un valore aggiunto.

L’efficienza della fonte di alimentazione è più importante di quanto pensi. Un vecchio impianto di saldatura diesel che consuma carburante mentre si fissano i piedini della piastra è una classica inefficienza del sito. In un sito remoto senza rete elettrica, è inevitabile. Ma ho spinto per gli impianti elettrici, ove possibile, e ho anche esaminato le unità batterie portatili per piccole puntature. L'adozione è lenta. Il problema più grande è il tempo di attivazione dell'arco. Un ben progettato Piede della piastra di saldatura con un montaggio chiaro e il jigging si salda velocemente. Uno progettato male richiede aggiustamenti, ritagli e ulteriori saldature. Quel tempo d'arco extra significa più elettricità, più metallo d'apporto, più fumi. Progettare per la producibilità non è solo un termine ingegneristico; è ambientale.

Poi ci sono le cose accessorie. Il taglio della lamiera a misura genera scarti. Stai utilizzando l'ossitaglio, che brucia più gas e crea incrostazioni di ossido di ferro, o il plasma, che è più pulito ma necessita di aria pulita e secca? I solventi per la prepulizia dell'acciaio, gli spray antispruzzo: tutti piccoli materiali di consumo che si sommano ai flussi di rifiuti pericolosi in un grande progetto. Abbiamo iniziato a raccogliere separatamente le bombolette spray vuote dopo che il responsabile di un sito è stato colpito da una tariffa per lo smaltimento dei rifiuti sorprendentemente elevata. È stata una seccatura, ma ci ha costretto a considerare invece i metodi di applicazione in blocco.

Longevità vs sostituzione: l'equazione della durabilità

La leva ambientale più significativa è spesso la durata del prodotto. A piede della piastra che si corrode e crolla in cinque anni, costringendo una struttura a essere puntellata e sostituita, è un disastro rispetto a una che ne dura trenta. È qui che la scelta e la protezione dei materiali sono fondamentali. Si è tentati di utilizzare acciaio al carbonio semplice e una verniciatura economica per applicazioni interne e asciutte. Ma cosa succede se cambia la destinazione d’uso dell’edificio? Ho visto i piedini di stoccaggio del magazzino trasformarsi in supporto per una piccola linea di lavorazione con umidità occasionale. I piedini arrugginivano in corrispondenza del cordone di saldatura, un punto di rottura difficile da ispezionare. Il retrofit – sollevare la struttura, tagliare il vecchio, saldare il nuovo – è stato incredibilmente dirompente e dispendioso in termini di risorse.

È qui che produttori rinomati che comprendono la scienza dei materiali aggiungono valore. Un’azienda che opera in un’importante base industriale come il distretto Yongnian di Handan non è solo un magazzino; vedono le modalità di fallimento dei clienti di tutti i settori. Possono fornire consulenza sulla qualità dei materiali, ad esempio passare dall'acciaio Q235 all'acciaio resistente agli agenti atmosferici per un aumento marginale dei costi, o su migliori standard di zincatura. Loro sito web potrebbero non gridare alla sostenibilità, ma le schede tecniche dei prodotti sullo spessore del rivestimento e i certificati dei materiali raccontano la vera storia. Un rivestimento di zinco più spesso o un sistema di rivestimento duplex potrebbero aumentare l'impatto iniziale, ma impediscono un impatto moltiplicato e maggiore derivante da una sostituzione prematura.

Il fattore di adattabilità è un altro fattore di durabilità. Un piede a piastra regolabile con asta filettata o meccanismo scorrevole consente il livellamento su fondazioni irregolari. Ciò può prevenire concentrazioni di stress e affaticamento. Ma ogni parte mobile è un potenziale punto di guasto. Ho visto piedini regolabili economici in cui il meccanismo di bloccaggio si grippa o le filettature si arrugginiscono, rendendoli non regolabili e di fatto dei piedini fissi difettosi. Il costo ambientale qui risiede nella complessità della parte (maggiore lavorazione) senza realizzare il vantaggio in termini di longevità. A volte, un piede semplice, robusto e fisso su una base adeguatamente preparata è la scelta più ecologica.

Fine vita: i rottami non sono la fine

Raramente progettiamo per la demolizione, ma dovremmo. Alla fine del suo ciclo di vita, una struttura viene demolita. Cosa succede ai piedini in lamiera saldata? Se sono saldati direttamente a una trave primaria, spesso vengono bruciati. Ciò significa più energia e fumi. Se sono imbullonati, cosa che alcuni progetti consentono, possono essere sbloccati, puliti e potenzialmente riutilizzati o riciclati in modo più efficiente. L’acciaio è altamente riciclabile, ma il rivestimento complica le cose. L'acciaio zincato può essere riciclato, ma lo zinco volatilizza nel forno e spesso va perso, oppure ne contamina i rivestimenti. È comunque meglio della discarica, ma è un ciclo di perdite.

In un progetto di smantellamento di una vecchia fabbrica, abbiamo cercato di recuperare alcuni piedini in lamiera. Quelli che erano semplicemente sporchi andavano bene. Quelli con vernice spessa a base di piombo (di un'epoca più antica) sono diventati un problema di rifiuti pericolosi. Il costo di smaltimento per quei pochi metri era superiore al valore del rottame dell’acciaio pulito. Ora notiamo i sistemi di rivestimento utilizzati nei nostri documenti as-built, non solo per la manutenzione, ma per la futura demolizione. È come scrivere una nota per qualcuno tra 50 anni, ma questo è il tipo di pensiero sul ciclo di vita di cui abbiamo bisogno.

Allora, c'è un piede verde per la piastra di saldatura? Non proprio. C’è una gamma di opzioni meno negative. È un compromesso tra l’impatto iniziale (materiale, rivestimento, trasporto) e le prestazioni a lungo termine (durabilità, adattabilità). Il piede con l'impatto più basso è quello che non è necessario utilizzare, laddove il design ne elimina la necessità. La soluzione migliore è un piede opportunamente specificato, durevole e prodotto in modo efficiente che riduca al minimo gli sprechi in cantiere e duri per tutta la vita della struttura. Non è un argomento sexy, ma ogni connessione saldata, anche un’umile piastra di base, porta con sé questo peso nascosto. Ignorarlo non lo rende più leggero.

Cambiamenti pratici e domande senza risposta

Allora cosa cambia sul campo? Innanzitutto, le specifiche. Invece di richiedere semplicemente la piastra di base saldata, ASTM A36, zincata, stiamo iniziando ad aggiungere note sull'approvvigionamento dei materiali (preferire acciaio con contenuto riciclato), sul tipo di rivestimento (specificare lo spessore minimo, evitare il cadmio) e persino a preferire fornitori con sistemi di gestione ambientale. Forza una conversazione. Quando invii un'e-mail a un fornitore come Chiusura Handan Zitai con queste domande, impari rapidamente chi è in cima alla catena di fornitura e chi no.

In secondo luogo, la pratica sul posto. Stiamo raggruppando le saldature di tutti i piedini delle piastre per massimizzare il tempo di attivazione dell'arco per i sistemi di estrazione dei fumi. Separiamo i rottami metallici in modo pulito. Piccole cose. Il grande ostacolo è la contabilità dei costi. Il costo ambientale è esternalizzato: non rientra nei nostri profitti e perdite, ma in quello del pianeta. Fino a quando i prezzi del carbonio o normative più severe non colpiranno duramente la produzione, l’incentivo finanziario per l’opzione più verde è spesso debole o basato su obiettivi ESG aziendali, che possono essere la prima cosa da tagliare in una fase di recessione.

Infine, c’è l’innovazione, ma è lenta. Esistono alternative antispruzzo a base biologica e non tossiche che funzionano altrettanto bene? Possiamo progettare di più con i piedini imbullonati per facilitare la decostruzione? Ho visto prototipi di piedi realizzati con acciaio più resistente e più sottile o persino con materiali compositi per applicazioni specifiche, ma l'adozione nel mondo dell'edilizia conservativa è lenta. Il piede della piastra di saldatura è una merce. Il suo impatto ambientale è intessuto nel tessuto dell’industria pesante. Districarlo significa osservare ogni singolo passaggio, dallo stabilimento di Hebei al deposito di rottami di Rotterdam, e chiedersi se esiste un modo leggermente migliore. La maggior parte delle volte c'è. Raramente è il percorso più economico o più semplice.