Studi per l'identificazione analitica dell'odore del bitume nelle diverse fasi di costruzione delle pavimentazioni stradali

Gli odori generati durante le diverse fasi di produzione e stesa dei conglomerati bituminosi per uso stradale costituiscono uno dei pi๠rilevanti aspetti negativi legati a questa tipologia di attività . Sebbene a tali emissioni odorigene sia solo raramente associato un reale rischio tossicologico-sanitario, sia per la natura generalmente non pericolosa degli odoranti che per le concentrazioni abitualmente molto basse, tali flussi osmogeni possono limitare fortemente la fruibilità  del territorio, rappresentando una causa di indubbio e persistente fastidio per la popolazione residente nelle vicinanze degli impianti, oggi molto spesso inseriti nel tessuto urbano. Dopo un'approfondita valutazione delle tecniche di rilievo dell'odore nella letteratura scientifica e nel quadro normativo internazionale, anche in ambiti apparentemente lontani da quello delle costruzioni stradali, si ਠdeciso di focalizzare l'attività  di ricerca sulla caratterizzazione dell'odore dei leganti bituminosi e delle relative emissioni attraverso due differenti approcci metodologici complementari: quello analitico e quello basato sui sistemi olfattivi artificiali o nasi elettronici. Tali dispositivi, il cui impiego rappresenta una soluzione ben conosciuta in svariati settori industriali per il controllo qualità  e il monitoraggio in continuo, si configurano come strumenti, composti da una matrice di sensori e da un sistema di elaborazione, capaci di riconoscere odori semplici e complessi, con meccanismi riconducibili a quelli del sistema olfattivo umano, identificando una caratteristica globale della miscela odorosa, la cosiddetta impronta digitale odorosa o odour fingerprint. Questi strumenti hanno richiesto una lunga fase di calibrazione iniziale (flusso di misura, temperatura, quantità  di bitume, tempo di iniezione), per il riconoscimento delle diverse sorgenti odorigene e la taratura della risposta, con notevolissimo impegno di analisi per l'adattabilità  dei sensori a rilevare emissioni di miscele complesse di molecole quali quelle costituenti in prevalenza i bitumi stradali. I risultati delle varie indagini sperimentali condotte hanno evidenziato come l'approccio basato sui sistemi olfattivi artificiali possa essere effettivamente utilizzato, in affiancamento alle tradizionali tecniche analitiche, per lo studio del bitume nelle fasi della filiera produttiva dei conglomerati bituminosi. Le varie analisi analitico-sensoriali condotte con i nasi elettronici (Ise Nose 2000 e Cyranose 320) hanno, infatti, evidenziato una compatibilità  tra principio di funzionamento dei sensori e tipologia delle emissioni dei leganti bituminosi, che ha permesso l'individuazione di specifiche impronte odorose (odour fingerprint) sia della matrice solida del bitume a temperatura ambiente sia delle emissioni generate alle varie temperature di processo. Attraverso l'elaborazione di una specifica procedura statistica di trattamento e post-processazione dei dati, ਠstato possibile attribuire una valenza quantitativa alla risposta prettamente qualitativa del naso elettronico. La tecnica gascromatografica ha permesso l'identificazione di oltre 200 composti alifatici nella complessa miscela idrocarburica di aerosol, vapori e gas emessa durante il processo di riscaldamento del legante bituminoso nelle varie fasi di realizzazione delle pavimentazioni stradali, evidenziando al contempo una loro gerarchia di comparsa in funzione della temperatura. Le strumentazioni analitiche (GC-MS e PID), impiegate per l'analisi dello spazio di testa dei bitumi, hanno, infatti, confermato come sia la temperatura il fattore preponderante nella generazione di tali sostanze aerodisperse. La parallela analisi con il naso elettronico ha permesso di evidenziare una variazione del profilo odorigeno delle emissioni contestualmente all'aumento di sostanze volatili. Le diverse tipologie di additivi, utilizzati per il confezionamento di conglomerati bituminosi tiepidi (WMA), pur essendo caratterizzati da uno specifico odore che li contraddistingue, non sono perಠin grado di instaurare con il bitume effetti di sinergia, additività  o antagonismo, ma risultano essere da un punto di vista odoroso come elementi neutri. L'analisi analitico-sensoriale ha infatti mostrato come i profili odorigeni delle emissioni generate dal solo bitume alle varie temperature tendono ad essere coincidenti con quelle delle miscele bitume/additivo, sottolineando come l'odore del legante bituminoso tenda ad essere coprente o mascherante rispetto a quello degli agenti modificatori. Nemmeno l'utilizzo dell'additivo neutralizzatore di odori ha mostrato l'insorgere di variazioni nel profilo odorigeno delle emissioni, denotando un'insufficiente capacità  di tale agente nel contenimento degli odori generati dal riscaldamento del bitume. L'insieme delle evidenze ottenute nel presente lavoro si configura pertanto come un valido punto di partenza per lo sviluppo di procedure e metodologie standardizzate, basate sul principio del naso elettronico, mirate al riconoscimento dell'odore generato durante le diverse fasi di produzione e stesa dei conglomerati bituminosi cui associare limiti di fastidio o molestia olfattiva.