NON C'È NIENTE NELL'ARIA STASERA - Automazione Plus
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Maggio
2016
RECUPERO PROCESSI
EFFICIENZA sostenibile industriali
energetica dei rifiuti efficienti
NON C’È NIENTE NELL’ARIA STASERA.
Nel campo del monitoraggio delle emissioni, dei rilevamenti sui gas mirati a una gestione ottimale dei processi,
così come delle misure certicate lungo le pipeline, SICK è leader in tutti i settori industriali. Quando sono
richieste soluzioni accurate, tutto il mondo misura con SICK. Noi la troviamo una scelta intelligente. www.sick.it
Soluzioni per il trattamento acque
É incredibile quello che riusciamo a fare!
Le soluzioni integrate di Mitsubishi Electric per il trattamento acque sono una
combinazione di innovazione tecnologica, trasferimento dati, miglioramento
performance ed efficienza energetica. Sviluppate per raccolta, depurazione,
e distribuzione dell’acqua, garantiscono flessibilità, affidabilità e ottimizzazione
dei costi energetici. La qualità e l’affidabilità delle nostre soluzioni
garantiscono funzioni di telecontrollo e gestione personalizzata dei
sistemi per il trattamento acque.
it3a.mitsubishielectric.com
Sommario
Editoriale
pag. 9 pag. 34
Genio italiano Cogenerazione ed efficienza
Antonella Cattaneo per la carta
Lucrezia Campbell
In copertina pag. 36
pag. 10 Ottimizzare i consumi energetici
Misurare anziché calcolare per ridurre le spese
Salvatore Squillaci Lucrezia Campbell
pag. 38
Attualità Un sistema energy storage
pag. 14 Giovanny Diquerreau
Tecnologia per l’acqua
pag. 42
Lucrezia Campbell
Aria compressa, come ridurre
pag. 16 i consumi?
Opportunità di crescita per sistemi Giuseppe Caruso
di Demand Response
Anna Zanchi Tavola Rotonda
pag. 17 pag. 44
… per rispondere alla sfida ‘green’ Migliorare l’efficienza nell’uso
Carlotta Veloso dei processi industriali
pag. 18 Lucrezia Campbell
Come gestire i progetti
Lucrezia Campbell Depolverazione aria
pag. 46
pag. 21 SPECIALE Togliere la polvere
Soluzioni tecnologiche per Luigi Ciampitti, Cesare Marchetti
il recupero sostenibile
dei rifiuti Supervisione
pag. 22 e controllo
Si usano reattori per i reflui pag. 48
Maria Concetta Tomei, Domenica Mosca A proposito di illuminazione
Angelucci Giuseppe Marchese
pag. 26
Scegliere ‘ecosostenibile’ Solare termico
Flavia De Rossi pag. 50
E come un girasole giro intorno
pag. 27 SPECIALE a te…
Soluzioni di efficienza Jacopo Amati
energetica
pag. 28 Ingegneria
IoT: soluzioni integrate della transizione
per l’efficienza energetica pag. 54
Cristian Randieri Nuovi approcci per un
pag. 30 cambiamento di sistema
Il data center più green del mondo Francesca Cappellaro,
Massimo Galbiati Alessandra Bonoli
Maggio
2016
RECUPERO PROCESSI
EFFICIENZA sostenibile industriali
energetica dei rifiuti efficienti
IN COPERTINA
Il monitoraggio delle emissioni richiede a chi produce gas serra l’effettua-
Sick zione di proprie misurazioni e la redazione di report sulle quantità di gas
Via Cadorna, 66 serra singolarmente emessi. La direttiva UE entrata in vigore a inizio 2013
20090 Vimodrone (Mi) NON C’È NIENTE NELL’ARIA STASERA.
ha ulteriormente inasprito le esigenze di accuratezza della misura. L’incer-
Tel 02 274341 Nel campo del monitoraggio delle emissioni, dei rilevamenti sui gas mirati a una gestione ottimale dei processi,
così come delle misure certicate lungo le pipeline, SICK è leader in tutti i settori industriali. Quando sono tezza di misura per grandi volumi di emissioni deve essere inferiore al 2,5%.
Fax 02 27409087 richieste soluzioni accurate, tutto il mondo misura con SICK. Noi la troviamo una scelta intelligente. www.sick.it
marketing@sick.it L’azienda finlandese fornitrice di energia Vantaan Energia ha risolto questa
www.sick.it necessità con il sistema di misura dei gas serra GHG-Control di Sick
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Efficiency & Environment - Maggio 2016
Efficiency & Environment - Maggio 2016
> ELENCO INSERZIONISTI > LE AZIENDE DI QUESTO NUMERO
AZIENDE PAG. AZIENDE TEL./HTTP PAG.
AMG IMPIANTI 25 CAPETTI ELETTRONICA www.capetti.it 36
ASEM 35 CNR www.cnr.it 22
CAMLOGIC 51 COVESTRO www.covestro.com 42
CAPRARI IV COPERTINA - 5 ECOMONDO www.ecomondo.com 17
CLOMAR 15 FROST & SULLIVAN www.frost.com 16
FESTO 33 HIDROBIO www.hitrobioars.com 14
ISOIL INDUSTRIA 43 INTELLISYSTEM TECHNOLOGIES www.intellisystem.it 28
MAGNETROL 8 INTERGEN www.intergen.it 34
MININI IMBALLAGGI 41 ISRA VISION SYSTEMS ITALIA www.isravision.com 22
MITSUBISHI ELECTRIC 3 KEY ENERGY www.keyenergy.it 17
SICK I COPERTINA - 7 LIGEAM www.ligeam.it 48
VACON III COPERTINA MONSANTO AGRICOLTURA ITALIA www.monsanto.it 14
XYLEM WATER SOLUTIONS II COPERTINA NETAFIM ITALIA www.netafim.it 14
PROGEA www.progea.com 48
SCHNEIDER ELECTRIC www.schneider-electric.com 30
SICK www.sick.it 10
SIEMENS PLM SOFTWARE www.plm.automation.siemens.com 18
Efficiency & Environment - Maggio 2016
> LE AZIENDE DI QUESTO NUMERO SOCOMEC www.socomec.it 38
SOLGEN www.solgen.it 42
AZIENDE TEL./HTTP PAG. TRITECH www.tritech.it 26
AIR CLEAN www.aircleansrl.com 44, 46 UNIVERSITÀ DI BOLOGNA www.dicam.unibo.it 54
BIT CONTROL www.bitcontrol.it 48 XYLEM WATER SOLUTIONS www.xylemwatersolutions.com 44
Sede legale - Piazzale Carlo Magno, 1 - 20149 Milano
Sede operativa ed amministrativa: SS. del Sempione 28 - 20017 Rho (MI)
tel. +39 02 4997.1 - fax +39 02 49976573
Direzione Giampiero Omati Presidente
Antonio Greco Amministratore Delegato
Redazione Efficiency and Environment
Hanno collaborato Antonella Cattaneo, Ilaria De Poli, Alessandra Pelliconi
Jacopo Amati, Alessandra Bonoli,
Lucrezia Campbell, Francesca Cappellaro, Giuseppe Caruso,
Luigi Ciampitti, Flavia De Rossi, Giovanny Diquerreau,
Massimo Galbiati, Giuseppe Marchese, Cesare Marchetti,
Domenica Mosca Angelucci, Cristian Randieri, Salvatore Squillaci,
Maria Concetta Tomei, Carlotta Veloso, Anna Zanchi
Pubblicità Giuseppe De Gasperis Sales Manager
giuseppe.degasperis@fieramilanomedia.it
tel. +39 02 49976.527 - fax +39 02 49976.570
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Efficiency & Environment - Maggio 2016
editoriale
Genio italiano
S
arà perché l’Italia è sempre stata dye-sensitized solar cell (DSSC) sulla quale gruppi di ricerca
cantata come ‘o paese d’o sole’, e aziende stanno investendo risorse. In questo studio viene
sarà perché vantiamo cervelli evidenziato come il platino, normalmente presente nei mo-
arguti, sarà perché abbiamo duli fotovoltaici, sia stato interamente sostituito dal grafene,
anche un certo guizzo di genio con un abbattimento del costo di circa diecimila volte. Inol-
che non guasta o…. sarà solo la dedizione, tre il grafene, in forma di inchiostro, è stato applicato al pan-
l’esperienza, la conoscenza e il lavoro nello mediante deposizione spray.
costante che un team di motivati esperti I ricercatori prevedono che, con qualche ulteriore modi-
ha scoperto una tecnologia che apre la fica, si possa aumentare notevolmente la resa energetica pur
strada a una nuova generazione di pannelli mantenendo i costi molto ridotti. Per altro le tecniche di pro-
solari semitrasparenti, colorati e low cost. duzione dei pannelli al grafene si potrebbero già facilmente
Pubblicato sulla rivista internazionale implementare industrialmente senza modificare sostanzial-
Nanoscale, lo studio, realizzato dal team mente le linee produttive. Sarà così presto possibile usufrui-
di ricerca coadiuvato da Francesco re delle molteplici caratteristiche di questo nuovo materiale,
Bonaccorso dei Graphene Labs dell’Istituto quali conduttività termica ed elettrica, flessibilità, resistenza,
Italiano di Tecnologia di Genova e da Aldo trasparenza, non solo nel settore del fotovoltaico ma anche
Di Carlo del Polo Solare Organico Regione in numerosi altri settori di applicazione.
Lazio, Chose, dell’Università degli Studi Questa tecnologia è stata sviluppata nell’ambito della
di Roma Tor Vergata, mette in evidenza Graphene Flagship, il progetto bandiera in cui la Comunità
come sarà possibile rendere finestre e altre Europea ha investito 1 miliardo di euro per 10 anni e in cui
superfici esposte alla luce solare intelligenti, i Graphene Labs dell’IIT di Genova e il Chose dell’Università
in grado cioè di produrre energia pulita degli Studi di Roma ‘Tor Vergata’ giocano un ruolo di primo
dalla radiazione luminosa senza bloccarne piano, trasformando studi di base e applicati sul grafene in
il percorso, come invece avviene con le tecnologie presto disponibili sul mercato.
celle fotovoltaiche tradizionali. Complimenti allora ai ‘nostri’ cervelli.
I ricercatori IIT-Chose hanno realizza-
to un modulo solare al grafene di circa 50
centimetri quadrati basato sulla tecnologia
Antonella Cattaneo
@nellacattaneo
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Efficiency & Environment - Maggio 2016
Salvatore Squillaci In copertina
Misurare anziché calcolare
Il monitoraggio delle emissioni richiede a chi produce gas
serra l’effettuazione di proprie misurazioni e la redazione di
report sulle quantità di gas serra singolarmente emessi. La
direttiva UE entrata in vigore a inizio 2013 ha ulteriormente
inasprito le esigenze di accuratezza della misura. L’incertezza
di misura per grandi volumi di emissioni deve essere inferiore
al 2,5%. L’azienda finlandese fornitrice di energia Vantaan
Energia ha risolto questa necessità con il sistema di misura
dei gas serra GHG-Control di Sick
I
l rilevamento delle emissioni di gas centrale elettrica a carbone la pesatura sul nastro tra-
serra generate dai combustibili in sportatore, il costante prelevamento di campioni e un
impianti azionati a petrolio o gas è laboratorio per l’analisi dei campioni prelevati. In base ai
relativamente facile, perché questi valori rilevati è possibile calcolare le emissioni prodotte.
combustibili sono molto omogenei Il metodo di calcolo comporta elevati costi e un enorme
e la loro composizione è nota. Non così impegno.
semplice è invece per il carbone, nel qua-
le variano sensibilmente la composizione e Misurazione costante dei gas serra
l’umidità, oltre ad altri fattori correlati alla a Martinlaakso
percentuale di carbonio contenuto. La sem- La centrale di Martinlaakso è uno dei più grandi ter-
plice pesatura non fornisce informazioni af- moimpianti per la produzione di energia della Finlandia.
fidabili con sufficiente precisione di misura. Nel 2013 questa centrale ha prodotto il 14% della cor-
Le attuali procedure richiedono per ogni rente venduta da Vantaan Energia e la maggiore quo-
10
Efficiency & Environment - Maggio 2016L’analizzatore di gas in situ GM35 è installato nel camino e Il misuratore di portata volumetrica FLOWSIC100 misura la velocità di flusso
rileva la concentrazione di CO2 direttamente nel canale dei gas dei Gas
di scarico
ta percentuale di teleriscaldamento. Nella del 2,5% per la misurazione delle emissioni complessive
centrale si trovano due impianti a caldaie, di CO2 di impianti con le caratteristiche della nostra cal-
due turbine a vapore e una turbina a gas daia a carbone” spiega Samuli Björkbacka, ingegnere di
separata. Il combustibile principale dell’im- produzione presso Vantaan Energia. “Nel 2012 abbiamo
pianto a caldaia Mar 2 è il carbone. “La diret- lavorato intensamente alla formulazione dei report, al
tiva EU, emanata per il periodo 2013 - 2020, confronto di diverse tecniche di misura e al chiarimen-
impone un’imprecisione di misura massima to di innumerevoli dettagli tecnici. Un classico metodo
Flowsic600-XT: la rivoluzione della tecnologia a ultrasuoni
Flowsic600-XT rappresenta lo stato dell’arte per le misure fiscali
di gas naturali, anche con elevate concentrazioni di CO2 e H2S. Il
nuovo misuratore presenta innovative funzionalità, prima fra tutte il
mantenimento delle performance di laboratorio anche sul campo, in
modo da garantire sempre misurazioni precise ed efficaci. Inoltre, in caso
di variazioni di temperatura e pressione, Flowsic600-XT è in grado di
correggere automaticamente il numero di Reynolds e la geometria.
Il nuovo flowmeter è dotato di PowerIn Technology, un sofisticato sistema
di risparmio energetico che gli consente di lavorare fino a 3 settimane in
piena autonomia e senza alcuna perdita di dati in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica.
Un’altra grande innovazione è rappresentata da i-diagnostic, una combinazione di firmware e
software per l’autodiagnosi intelligente CMB: grazie ai sei archivi che registrano in continuo i dati
diagnostici dei raggi medi incrociati, il misuratore non è solo in grado di segnalare un errore, ma
anche di correggerlo in brevissimo tempo senza l’intervento di un tecnico.
Flowsic600-XT è disponibile in 4 versioni per soddisfare qualunque esigenza applicativa fiscale
di taglia compresa tra i 3 e i 48 pollici, e trova impiego ottimale nelle misure fiscali di gas naturali,
nel trasporto e nello stoccaggio di gas, in applicazioni onshore e offshore e nell’estrazione di gas
con alte percentuali di CO2 e H2S.
11
Efficiency & Environment - Maggio 2016tradizionale sarebbe stato molto complica- dell’assorbimento dei raggi infrarossi, determina la con-
to. Il prelevamento di campioni in loco non centrazione di CO2 che transita nel condotto di scarico,
sarebbe stato possibile perché sarebbe do- mentre il dispositivo Flowsic100 misura la velocità dei
vuto avvenire sul nastro trasportatore. Si sa- gas usando una coppia di sensori a ultrasuoni. Alme-
rebbe dovuto prelevare un campione all’ora, no una volta ogni minuto viene calcolata la quantità di
dividerlo e analizzare un campione globale emissioni sulla base dei valori di misura rilevati. Il risul-
all’ora. Il metodo sarebbe stato troppo co- tato finale è una statistica annuale delle emissioni ora-
stoso e avrebbe richiesto l’impegno costan- rie. L’affidabilità e l’accuratezza di misura sono determi-
te di mezza forza lavoro”. Björkbacka affer- nanti. Il sistema di misura dei gas serra GHG-Control è
ma che le persone interessate al progetto praticamente esente da manutenzione. Garantisce una
conoscevano già Sick e avevano fatto in disponibilità superiore al 97% e un’incertezza di misura
passato positive esperienze di collaborazio- inferiore al 2,5%.
ne. La soluzione Cems GHG-Control svilup-
pata da Sick per il rilevamento dei gas serra Calibratura precisa come sfida
fu pertanto presa in considerazione come Inizialmente sembrava che la misura a camino non fosse
alternativa. possibile perché calibrare affidabilmente il sistema sem-
Il sistema di misura dei gas serra GHG- brava troppo complicato. Per questo motivo gli esperti
Control rileva la concentrazione di CO2 e, di Indmeas Oy, una ditta specializzata nelle misurazioni
se necessario, la concentrazione di CO o di industriali, furono coinvolti nel progetto con il compito
N2O direttamente sul camino. L’analizzato- di analizzare l’incertezza di misura. La maggiore sfida del
re di gas in situ GM35, basato sulla misura progetto era rappresentata dall’attestazione dell’effettiva
L’analizzatore di gas in situ GM35 misura
simultaneamente i valori di CO2 e CO o N2O.
L’unità emettitore - ricevitore e il riflettore
si trovano installati contrapposti sul camino.
Il raggio luminoso attraversa due volte
l’intero diametro del camino per aumentare
l’accuratezza. Sono integrate funzioni di
autoverifica e di controllo delle prestazioni.
Sistema di elaborazione dei dati di misura Meac: gestione
moderna dei dati sulle emissioni, costante rilevamento, analisi,
visualizzazione e trasferimento di dati su emissioni e stati
d’esercizio; PC e software, salvataggio automatico di tutti i valori
di misura; collegabile a fino 16 punti di misurazione, possibilità di
collegamento a sistemi di gestione processo.
Misuratore di portata volumetrica Flowsic100: trasduttori a
ultrasuoni estremamente precisi e robusti in titanio garantiscono
una lunga durata e affidabilità di misura. Per raggiungere il target di
incertezza è possibile scegliere una misura su un percorso o più percorsi.
Integra un sistema automatico che verifica ciclicamente lo zero e lo span per
mantenere sotto controllo la qualità della misura.
12
Efficiency & Environment - Maggio 2016accuratezza del sistema di misura, correlata è possibile basarsi su valori esatti e realmente misurati.
alla domanda se fosse possibile effettuare “La pesatrice a nastro esistente per il carbone non avreb-
una calibrazione sufficientemente precisa. be soddisfatto le esigenze più recenti nel rilevamento
La soluzione fu utilizzare gas naturale come della quantità di carbone” dice Björkbacka. Il nuovo si-
combustibile per la caldaia. stema di misura fornisce valori più accurati e offre mi-
Prima della messa a riposo estiva la calda- gliori possibilità di utilizzare tali informazioni nel moni-
ia viene fatta funzionare per 3-4 giorni con torare i processi produttivi. Björkbacka spiega che per la
solo gas naturale, il cui contenuto di car- misurazione e per l’emissione del report esistono ancora
bonio è adeguatamente omogeneo. Per ri- possibilità di miglioramento, sottolinea che il report dei
levare il flusso volumetrico devono essere dati rilevati è importante quanto la misurazione stessa.
note la velocità di flusso del gas di scarico
e il diametro esatto del camino. La misura- Collaborazione in armonia
zione del diametro di un camino di acciaio con gli esperti Sick
con accuratezza millimetrica è relativamen- Samuli Björkbacka è soddisfatto delle prestazioni fornite
te semplice, ma per assolvere ai requisiti di da Sick. I rapporti con Kari Karhula, responsabile di pro-
precisione richiesti deve essere anche con- dotto presso Sick Finlandia a Helsinki, sono stati positivi.
siderata la dilatazione termica. Questa mi- Secondo Björkbacka il manager è un collaboratore mol-
surazione precisa e il relativo calcolo con to competente e affabile. Anche il responsabile dell’as-
fornitura di attestato sono stati assegnati al sistenza Sick, Timo Välikangas, ha dimostrato grande
partner esterno di Indmeas. disponibilità e competenza nella manutenzione del si-
Per la calibrazione regolare del sistema, stema. Il montaggio si è svolto secondo i piani. Alcuni
prima della messa a riposo estiva, Indme- collaboratori addetti alla manutenzione nell’azienda di
as misura la quantità di gas utilizzata dal- Martinlaakso hanno lavorato per una settimana alle pre-
la caldaia, e valuta la quantità di carbonio disposizioni in loco e dopo pochi giorni è stato possibile
nel combustibile durante il funzionamento installare il sistema fornito da Sick. I singoli dispositivi
dell’impianto con gas naturale. Successiva- sono stati forniti come previsto e il processo di mon-
mente viene effettuata la misurazione della taggio è avvenuto secondo gli accordi. L’accuratezza del
velocità di flusso dei gas di scarico e viene sistema secondo la calibratura di fabbrica rispondeva
calcolata la quantità complessiva di biossido alle aspettative. La misura è iniziata affidabilmente già
di carbonio misurando la concentrazione di subito dopo il montaggio.
biossido di carbonio nei gas e mettendola in
relazione alla quantità introdotta nella cal- Soluzioni per il controllo di emissioni
daia o alla quantità di carbone bruciato. e processo in un nuovo inceneritore
Nell’autunno 2014 è stato messo in funzione il nuovo in-
Possibilità di miglioramento ceneritore di Vantaan Energia. Anche in questo impianto
per misurazione e report sono ampiamente utilizzati analizzatori di gas, disposi-
“Per la misurazione ci avvaliamo di un siste- tivi di misura delle polveri, soluzioni di analisi e disposi-
ma di report in cui sono indicati i valori di tivi di misura del flusso del gas a ultrasuoni di Sick. L’in-
misura” spiega Samuli Björkbacka, e afferma ceneritore dovrebbe produrre 900 GWh all’anno per il
che il sistema funziona senza problemi. “Nel teleriscaldamento, corrispondente a una potenza media
sistema è stata finora effettuata solo manu- di circa 100 MW, che comprende quasi due terzi dell’e-
tenzione preventiva. Le percentuali delle nergia per teleriscaldamento prodotta dalla caldaia a
emissioni sono stabili, soprattutto in inver- carbon fossile di Martinlaakso. La durata della messa a
no quando la caldaia viene fatta funzionare riposo estiva dell’impianto è stata di due mesi negli ulti-
a piena potenza. mi anni, ma ora secondo Samuli Björkbacka tale periodo
La qualità del carbone è soggetta a sensi- potrebbe essere prolungato fino a 5-6 mesi. Se l’ince-
bili variazioni. In inverno, ad esempio, la neritore produce più calore, la caldaia a carbon fossile
percentuale di acqua presente nel carbone viene spenta prima.
è superiore rispetto all’estate”. In base alla Vantaan Energia è sempre stata un’azienda che produ-
produzione, la caldaia alimentata a carbon ce energia in modo responsabile. Oltre a molte altre va-
fossile viene fatta funzionare in stati d’e- riazioni, l’introduzione della misurazione precisa delle
sercizio. Precedentemente il flusso del gas emissioni riflette lo spirito innovativo dell’azienda. At-
di scarico veniva calcolato utilizzando l’e- tualmente a Martinlaakso la misurazione delle emissioni
quazione del flusso in base all’angolazione di biossido di carbonio avviene esattamente con l’incer-
delle pale del ventilatore. Verso la fine del tezza di misura prescritta dall’UE. La nuova tecnologia di
periodo questa valutazione non era più cor- Sick fa risparmiare tempo e denaro.
retta. Ora l’equazione del flusso non viene
più utilizzata e per il calcolo delle emissioni Sick - www.sick.it
13
Efficiency & Environment - Maggio 2016Lucrezia Campbell Attualità
Tecnologia per l’acqua
Foto tratta da pixabay.com
innovative sono il primo e basilare passo per ridurre l’uso di
Una modalità tecnologica per aiutare acqua in agricoltura. Ecco perché Monsanto, azienda italia-
gli agricoltori a massimizzare la na che commercializza varietà di mais e colza con l’obietti-
vo di accrescere il reddito degli agricoltori grazie all’impiego
produttività e la qualità del prodotto del miglior germoplasma unito alle tecniche agronomiche
più innovative e alla formazione continua degli agricoltori
garantendo effettiva redditività nell’uso dei mezzi tecnici, lavora su una vasta gamma di so-
luzioni tecnologiche per aiutare a fronteggiare alcune delle
sfide più grandi per il nostro Pianeta e raggiungere l’obiettivo
di essere completamente ‘carbon neutral’ entro il 2021 attra-
L’
eccessivo sfruttamento delle
falde acquifere, i cambiamenti verso un programma unico, rivolto alle divisioni sementi e
climatici che portano a lunghi grandi colture, attraverso la collaborazione degli agricoltori.
periodi di siccità, l’inquinamen-
to sono causa di una dispo- E chi non rispetta gli impegni?
nibilità di acqua sempre più ridotta. Ad oggi, Molto si è discusso su quanto questi impegni volontari han-
secondo dati della FAO, il primario è il settore no o no un carattere vincolante: pur se vero che non sono
che in assoluto ‘beve’ più acqua. In Italia il 70% previste, per ora, sanzioni per chi non dovesse rispettare gli
del consumo idrico è attualmente assorbito dai impegni sottoscritti con gli Indc, va detto che nell’Accordo
campi, 20% dall’industria e 10% per uso dome- di Parigi ci sono alcune parti che individuano impegni le-
stico, ma si prevede che nei prossimi anni cre- galmente vincolanti, ad esempio quelle procedurali, o sulle
scerà il ricorso all’irrigazione per far fronte alle verifiche e i controlli, il coordinamento sulle scadenze e la
necessità produttive del Paese. Accanto all’im- trasparenza delle comunicazioni dei Paesi.
patto ambientale, il costo rappresenta un altro L’obiettivo definito per la mitigazione è molto ambizioso,
fattore cruciale per la riduzione dell’uso dell’ac- ed è arrivato dopo un braccio di ferro prolungato, in cui
qua. L’agricoltura non consuma acqua, la usa hanno giocato un ruolo chiave i Paesi più poveri e quel-
per produrre cibo, ma nonostante questo deve li delle piccole isole del Pacifico, i più colpiti dagli impatti
imparare a usarne di meno: per supportare la del cambiamento climatico. Se preso seriamente, l’obiet-
crescita della popolazione mondiale, l’agricol- tivo di mantenere le temperature ben al di sotto dei 2 °C,
tura deve aumentare la sua produzione otti- significherebbe un’accelerazione impetuosa delle politiche
mizzando l’uso delle risorse in maniera mag- per ridurre le emissioni.
giormente sostenibile. È dunque imperativo
individuare e implementare strategie capaci di Strumento flessibile
utilizzare in modo efficiente le risorse, evitando Un altro punto centrale dell’Accordo di Parigi sono i momenti
ogni forma di spreco. Le tecniche d’irrigazione di ‘verifica e rilancio’, previsti ogni cinque anni: in ogni ciclo
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Efficiency & Environment - Maggio 2016si farà il punto dei risultati conseguiti e gli Indc
dovranno essere più ambiziosi dei precedenti.
L’Accordo si configura quindi come strumento
flessibile, che si dovrà adattare all’evoluzione
delle emissioni globali: ogni Paese può modifi-
care in ogni momento i suoi impegni, tutti sono
comunque chiamati a farlo ogni cinque anni.
L’Accordo è stato salutato come un successo
da molti commentatori, nonché dai rappresen-
tanti di quasi tutti i governi. Anche le voci cri-
tiche hanno riconosciuto che a Parigi “la ruota
dell’azione climatica ha girato”, ossia c’è stato
un avanzamento. La sintesi di George Monbiot,
<
Il software di Hydrobio elabora dati provenienti da immagini satellitari, dati
uno dei più autorevoli giornalisti che seguono meteo e dati sui volumi di irrigazione
la questione climatica, è efficace: “In confronto
a ciò che avrebbe potuto essere, è un miraco-
lo. In confronto a ciò che dovrebbe essere, è di quanto ci si sarebbe potuti aspettare. Ma l’entusiasmo va
un disastro”. Hanno un fondamento dunque le temperato con la consapevolezza della lentezza e della fatica
critiche che vedono l’accordo troppo poco am- fatta registrare fino ad oggi dal negoziato sul clima, e della
bizioso; ma la mancanza di ambizione deriva grande sfida che chi ha sottoscritto l’Accordo di Parigi, pren-
dall’enorme ritardo accumulato nel decennio dendolo seriamente, ha deciso di accettare. Come ha com-
passato, il merito dell’Accordo di Parigi è sem- mentato il commissario europeo all’azione sull’Energia e il
mai di aver costruito un sistema che permetterà Clima, Arias Cañete, “oggi possiamo festeggiare, da domani
in futuro un aumento dell’ambizione con il raf- dobbiamo agire”.
forzamento degli impegni. Un lungo applauso,
liberatorio, ha salutato l’approvazione dell’Ac- Monsanto - www.monsanto.it
cordo la sera del 12 dicembre 2015, ed è legit- Netafim Italia - www.netafim.it
tima la soddisfazione per un accordo migliore Hydrobio - www.hydrobioars.com
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Anna Zanchi Attualità
Foto tratta da pixabay.com
Opportunità di crescita per
sistemi di Demand Response
Frost & Sullivan analizza le tendenze che stanno trasformando i mercati
dell’energia: in testa alla classifica gli investimenti nelle fonti rinnovabili
e la generazione distribuita
I
consumatori possono diminuire la doman- prezzi e delle strutture tariffarie. Mentre gli Stati Uniti sono in
da di energia elettrica e aiutare a prevenire i testa per quanto riguarda lo sviluppo di sistemi di Demand Re-
blackout. Allo stesso tempo, possono ridurre sponse, l’Europa e l’Asia si stanno affermando come mercati
i propri costi energetici e la propria impronta caldi per i contatori e i termostati. Regno Unito, Cina, Giappo-
di carbonio. Il concetto di Demand Response ne e Corea del Sud hanno riconosciuto il valore della Demand
(DR) è stato concepito e realizzato per rispondere Response nell’aiutarli a raggiungere i propri obiettivi in termini
alle emergenze e fornire una soluzione per gestire di emissioni, fornendo allo stesso tempo energia più pulita ed
il carico di punta. Con l’evoluzione delle reti elettri- efficiente durante le ore di punta. È fondamentale alimentare
che, i servizi di DR sono diventati uno strumento ulteriormente l’interesse nei sistemi di Demand Response at-
fondamentale per la gestione dei sistemi energe- traverso normative e politiche regionali che facilitino gli sforzi
tici. Un’analisi di Frost & Sullivan (www.frost.com), di coordinazione e integrazione tra utility e consumatori. Ora
intitolata ‘Global Demand Response Trends’ (http:// che i governi di tutto il mondo promuovono l’utilizzo di ri-
frost.ly/32), rileva che mentre il Nord America con- sorse rinnovabili, la gestione in ottica Demand Response avrà
tinua a essere lo snodo principale dei programmi di un ruolo fondamentale nell’integrazione delle fonti rinnovabili
Demand Response, i Paesi europei stanno facendo nella rete elettrica durante i periodi di picco della domanda.
enormi cambiamenti al proprio mix di carburanti, Significativamente, gli aggregatori avranno un ruolo impor-
in cui le fonti rinnovabili hanno una percentuale tante nella catena di valore Demand Response, in quanto ge-
sempre crescente. In Asia, la Corea del Sud e il Giap- stiscono le integrazioni del sistema energetico. Le utility nel
pone rappresentano dei mercati attraenti, mentre il mercato della generazione distribuita cercheranno di risolve-
mercato australiano è ancora in uno stadio iniziale. re attivamente le sfide normative e di mercato, così da po-
Questa ricerca analizza l’ambito di applicazione dei ter sfruttare in modo ottimale il modello aggregatore-utility.
sistemi di Demand Response dal punto di vista del- La condivisione dei costi e dei benefici maturati dai modelli
la domanda e studia le componenti di riduzione e Demand Response tra i vari soggetti interessati è un altro pun-
spostamento del carico. “I programmi di Demand to di contesa. Le utility stanno cercando di mitigare questo
Response si sono evoluti in un sistema completo problema e incoraggiare l’adozione di programmi DR offrendo
di gestione dell’energia dal lato della domanda” af- maggiore chiarezza sulle questioni legate agli incentivi tariffa-
ferma Pritil Gunjan, analista di Frost & Sullivan. “Le ri e finanziari nei propri modelli di business. “Anche gli investi-
variazioni climatiche estreme, il calo delle riserve menti nelle fonti rinnovabili e la generazione distribuita, che
energetiche e l’introduzione di diverse tecnologie sono le principali tendenze nel mercato globale dell’energia,
per la generazione distribuita hanno reso fonda- daranno un forte slancio al mercato della Demand Response
mentale per le utility la ricerca di nuovi modelli che fino ad oltre il 2020” osserva Gunjan. “I maggiori investimen-
supportino iniziative di risparmio energetico e di ti nelle tecnologie innovative renderanno più semplice l’im-
gestione dell’energia”. plementazione dei programmi DR. Le interfacce cliente e le
tecnologie automatiche consentiranno un’implementazione
Programmi attraenti trasparente e sicura dei sistemi di Demand Response”.
Anche le utility sono attratte dai programmi di
Demand Response a causa della dinamicità dei Frost & Sullivan - www.frost.com
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Carlotta Veloso Attualità
…per rispondere alla sfida ‘green’
Dall’8 all’11 novembre prossimi la piattaforma espositiva di Rimini Fiera
aumenterà la capacità dei propri brand di coprire tutte le direttrici indicate
dalla normativa europea in tema ambientale (acqua, energia, rifiuti ecc.)
in un’ottica business
U
na grande piattaforma con due e Monitoring & Control e un percorso di esperienze diffuse
direttrici principali e un unico sull’economia circolare; inoltre, focus sull’efficienza energetica
obiettivo: guidare le aziende ita- in termini industriali con White Evolution e soluzioni applica-
liane verso la rivoluzione ‘green’. tive urbane all’interno dell’area Città Sostenibile, che diverrà
Ecomondo e KEY Energy taglie- una sorta di hub dove saranno tangibili i percorsi avviati sotto
ranno il nastro delle venti edizioni, sviluppan- i vari profili dell’efficienza, da quella energetica a quella in edi-
do la propria offerta espositiva all’insegna di lizia. La prima sarà dedicata alle macchine e attrezzature per
due capisaldi: climate change ed economia la movimentazione, il sollevamento di materiali, rifiuti organici
circolare. e inorganici, merci e persone. La seconda area espositiva ri-
Per rafforzare un’identità comune sempre più guarderà invece il monitoraggio degli inquinanti nelle matrici
spiccata, quest’anno le due manifestazioni ‘Aria e Acqua’. Il progetto è nato dall’esigenza di valorizzare un
avranno anche un’immagine unica e coordina- tassello indispensabile per tutte le attività che ruotano attorno
ta. Si ispira infatti alla ‘green circular economy’ a Ecomondo, con l’obiettivo di diventare l’appuntamento di ri-
il nuovo pay off di Ecomondo, che richiama la ferimento per il bacino del Mediterraneo in questo settore. La
mission dei saloni e delle imprese a essi parte- componente internazionale sarà oltremodo valorizzata. Grazie
cipanti: un sistema che promuove il paradigma a una rete di agenti ulteriormente ramificata, a Rimini saranno
economico connesso alla rigenerazione, in so- presenti delegazioni di buyer esteri altamente profilate e qua-
stituzione del concetto di fine vita, tramite l’u- lificate. Azioni sono già in corso in Paesi chiave quali Africa,
tilizzo di energie rinnovabili. In questo modo si Medio Oriente, Balcani, Iran, Cina, Russia, USA e Brasile. L’of-
tende all’eliminazione dell’uso di sostanze tos- ferta convegnistica punterà poi verso una decisa promozione
siche nocive, quindi dei rifiuti, a loro volta pos- culturale delle materie seconde e dell’economia circolare. Nelle
sibile risorsa. La macchina organizzativa della prime due giornate della manifestazione ci sarà l’appuntamen-
kermesse riminese riparte dunque dal successo to con gli Stati Generali della Green Economy, organizzati dal
ottenuto lo scorso anno, quando furono ben Consiglio Nazionale della Green Economy, composto da 64 as-
103.514 (+1,68% sul 2014) i visitatori professio- sociazioni di imprese green, in collaborazione con il Ministero
nali. Numero che contiene l’innalzamento pia- dell’Ambiente e il Ministero dello Sviluppo Economico, con il
nificato della componente straniera, con quasi supporto tecnico della Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile.
11.000 operatori e 500 buyer provenienti da E infine durante la manifestazione si svolgerà anche Key Wind,
tutto il mondo. Da segnalare la foltissima rap- l’evento italiano di riferimento per le aziende del settore eolico;
presentanza da Iran e Cina, organizzata insie- H2R Mobility for Sustainability con i grandi marchi automobi-
me al Ministero dell’Ambiente. listici e i loro modelli all’avanguardia: macchine alimentate a
metano, GPL, elettriche o ibride.
Fucina di novità
In questa edizione spiccheranno le nuove sezio- Ecomondo - www.ecomondo.com
ni Material Handling, Lifting Solutions & Logistics KEY Energy - www.keyenergy.it
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Lucrezia Campbell Attualità
Come gestire i progetti
< Raramente grandi progetti di
vari settori sono più complessi di
quelli del settore energetico
Eduard Marfa, marketing director zione intelligente: un ambiente costruito attorno a un’unica
piattaforma per digitalizzare il processo durante l’intero ciclo
Emea, lifecycle collaboration e di vita. Già sperimentata in altri settori, tra cui l’aerospaziale e
l’automotive, questa strategia abbatte profondamente i costi,
Dennis Peters, senior director ottimizza il riutilizzo del lavoro da un progetto all’altro, e velo-
cizza l’innovazione.
energy, di Siemens PLM Software
spiegano come gestire grandi A.O.: Quali sono le criticità legate a progetti di grandi dimen-
sioni?
progetti in modo più rapido e Dennis Peters: Pochi sono i progetti che falliscono palese-
mente. Molti si sviluppano in ritardo e, secondo il Construc-
incrementando la produttività tion Industry Institute, solo 2 progetti su 5 sono redditizi per
le aziende. Il superamento dei costi riflette il fatto che qua-
lunque struttura si stia costruendo, centrale elettrica, oleo-
R
aramente un progetto importan- dotto, raffineria, si tratta sempre di una sfida ingegneristica
te arriva a essere più ampio o più lunga e impegnativa e una strategia obsoleta nella gestione
complesso di quelli del settore dei progetti può solo peggiorare le cose. Molti progetti ven-
dell’energia. La complessità è pro- gono gestiti a livello centrale da team che utilizzano applica-
prio il motivo per cui solo il 5% di zioni diverse senza alcuna integrazione tra loro e questo fa sì
questi progetti soddisfa i criteri iniziali riguardo i che cambiamenti da parte del cliente o da un ente regolato-
costi e le tempistiche, secondo quanto presenta- re vengono mal gestiti dal team che lavora al progetto. Se ad
to dal Construction Institute 2015. Consideran- esempio, una semplice modifica di un componente apporta
do questo aspetto e il fatto che le aziende che un cambiamento alla macchina e il team di produzione non
operano nel settore dell’energia devono rispon- ne conosce la modifica, si avrà sicuramente un ritardo. Per
dere alle pressioni del mercato con efficienza e ovviare a tali problemi molti utilizzano, ad esempio, cartelle
velocizzazione dell’innovazione, Dennis Peters, condivise, non progettate però per flussi di lavoro complessi
senior director energy ed Eduard Marfa, market- come quelli del settore energetico. E per altro in alcuni pro-
ing director Emea, lifecycle collaboration di Sie- getti vengono utilizzati diversi sistemi di cartelle a seconda del
mens PLM Software, affermano che il settore gruppo di lavoro, progettazione, engineering, produzione…,
deve ripensare alla consegna dei progetti. Dopo ognuno con la propria versione. Immaginate l’incubo di una
l’analisi delle strategie attuali di gestione di tali configurazione simile: dove i cambiamenti effettuati a livello
progetti, i due affrontano la questione di un am- locale non si inseriscono nel progetto complessivo. Una tale
biente di progettazione che favorisca l’innova- modalità destrutturata ostacola molti team in un coordina-
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Efficiency & Environment - Maggio 2016< I grandi progetti devono diventare più intelligenti
> La complessità è la ragione fondamentale per cui solo il 5% dei
grandi progetti soddisfano criteri quali costi e tempi stabiliti
mento efficace del progetto, porta inefficienze disegni, senza tralasciare le informazioni tecniche derivate da
a livello amministrativo, a livello di gestione. Il diverse applicazioni. La seconda che permetta di condividere
tempo che un ingegnere perde nel cercare do- queste informazioni importanti con tutti i fornitori che parte-
cumenti o componenti per apportare modifi- cipano all’iniziativa. Il sistema, inoltre, dovrà disporre del piano
che, o la ricerca di dati non integrati nel flusso del progetto, monitorare e tenere traccia di ogni revisione, in-
generale fa inevitabilmente lievitare i costi e su canalare tutti i documenti e i disegni nei flussi di lavoro e forni-
alcuni progetti, i costi aggiuntivi sono rilevanti. re un archivio unico per ogni file relativo a ogni componente.
Ci sono anche altre criticità legate alla gestione Inoltre, il sistema dovrebbe fornire la possibilità di una verifica
dei progetti, un esempio è proprio la duplicazio- completa in base ai requisiti normativi, avvertire i manager in
ne dei progetti stessi. Un componente realizzato caso di eccedenze e supportarli a capire il perché di tali ecce-
per un progetto di una raffineria negli Stati Uniti denze, e fornire dati in tempo reale durante il progetto: solo così
potrebbe essere riprogettato dalla stessa azien- potranno prendere decisioni corrette. Per raggiungere questo
da per un impianto identico in Asia. Se pensiamo obiettivo crediamo che sia necessaria una nuova concezione,
alla quantità di componenti che compongono un’idea innovativa e intelligente, per la gestione dei progetti.
un grande impianto, le ripercussioni in termini
di costi sono a dir poco esorbitanti. Un altro pro- A.O.: In che cosa consiste questa idea innovativa e intelligente
blema è la difficoltà da parte del cliente di mo- per un progetto di grandi dimensioni?
nitorare esattamente lo stato di avanzamento Dennis Peters: La questione centrale è semplice: i grandi
del progetto che potrebbe far posticipare i pa- progetti devono diventare intelligenti e migliorare l’utilizzo
gamenti oppure si possono creare altri problemi dei dati digitali, per sviluppare il progetto in modo efficiente
ad esempio nel passaggio dei progetti dai team ed economico nel corso del tempo. Per una buona riuscita,
di esecuzione ai team operativi e di manuten- una piattaforma digitale deve innanzitutto coinvolgere l’u-
zione: i manuali necessari per l’installazione po- tente. I progressi tecnologici devono permettere a tutti gli
trebbero essere forniti troppo tardi, oppure non interessati al progetto di avere accesso alle informazioni ne-
essere abbastanza accurati proprio perché ven- cessarie, dove e come le hanno bisogno, da un dispositivo
gono usati sistemi multipli per raccogliere le in- mobile, smartphone, tablet o computer. Il sistema dovrebbe
formazioni e/o non tutti i cambiamenti apportati poi presentare e definire le informazioni in modo coerente
vengono recepiti. con il contesto adatto al ruolo di ogni utente. Un secondo
Riteniamo che il settore energia debba trovare punto riguarda la modalità di fornire modelli intelligenti. La
metodi migliori e più efficienti per la gestione dei tecnologia intelligente deve essere incorporata nella piatta-
progetti. Sicuramente un unico sistema in gra- forma, così se vengono apportati cambiamenti al progetto,
do di rispondere a due esigenze fondamentali. possono essere inviati degli alert al team di progettazione al
La prima che estrapoli i dati dai documenti e dai fine di segnalare possibili criticità a valle che il cambiamento
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Attualità
del lavoro. Non è strano che un’informazione venga riformu-
lata diverse volte su quasi tutti i progetti e che diversi file
di progettazione già utilizzati vengano trasmessi ai team dai
fornitori in vari formati. Ma se uno stabilimento si blocca, il
team operativo deve essere in grado di rilevare il problema
per risolverlo velocemente e se i documenti non sono stati
archiviati attraverso un sistema strutturato, potrebbe esse-
re necessaria una ricerca complessa che potrebbe richiede-
re troppo tempo. Con una piattaforma documentale come
Teamcenter, tutti i progettisti potranno fornire i propri file
CAD in formati neutri, come ad esempio ISO 14306, così da
poterli utilizzare, archiviare e mantenere. Non solo la ricerca
dei file è semplice, ma questi possono essere riutilizzati in
progetti futuri, per velocizzare l’innovazione e risparmiare
tempo e denaro. La seconda area è la gestione dei dati del
progetto. La chiave per gestire grandi progetti è far capire alle
aziende di spostarsi da una concezione basata sui documen-
ti a un ‘ambiente’ in cui vengono gestite delle informazioni
totalmente digitali e integrate. Questo metodo, che consente
a un’azienda di ancorare tutti i dati essenziali del progetto a
una struttura di progetto, offre un punto di riferimento co-
mune per tutti i partecipanti al progetto. Quando viene appli-
cata adeguatamente, tale strategia snellisce la condivisione
dei dati tra il personale e i reparti che usano architetture di si-
stema, piattaforme e applicazioni diverse. I dati del progetto
principale forniscono le informazioni chiave dell’intero pro-
getto, tra cui requisiti, costi, azionisti e rischi. Un ciclo di vita
Con una panoramica digitale completa i team possono
prendere decisioni più efficaci
end-to-end come modello strategico favorisce connessioni
all’interno del progetto e tra i diversi team, inserendo tutto in
un unico ambiente, accessibile a tutto il personale coinvolto
potrebbe inavvertitamente generare. Inoltre, il nel progetto.
sistema deve garantire che qualsiasi modello
venga coinvolto, ad esempio, un disegno da un A.O.: Qual è il plus che fa protendere per una soluzione PLM?
ambiente multi-CAD, venga archiviato a livello Dennis Peters: Con una panoramica completa dello stato in
centrale e sia disponibile per il team di proget- cui si trova il progetto, i team possono prendere decisioni più
tazione. La piattaforma deve offrire anche un efficaci. Un responsabile dell’approvvigionamento può ve-
unico spazio per raccogliere e gestire tutti i dati dere se un fornitore consegnerà in ritardo un componente;
disponibili durante il ciclo di vita di un prodot- può agire adeguatamente per cercare di rimediare, oppure
to, dall’ideazione al termine del ciclo di vita, per richiedere una revisione del programma. Un project ma-
velocizzare l’innovazione e i risultati economici. nager può visualizzare istantaneamente un alert e cliccare
Con progetti che durano cinquant’anni o anche per capire dove si trova il problema, quali progetti non sono
di più, qualsiasi sistema venga applicato deve stati ultimati e l’impatto a valle di ogni ritardo. Gli ingegneri
essere ‘a prova di futuro’, per questo è meglio possono reperire facilmente tutti i disegni relativi a tutte le
una piattaforma open data basata su tecnologia componenti e visualizzare il programma, i requisiti e i rischi
avanzata, per consentire un utilizzo e un’appli- associati a quell’elemento del progetto.
cazione rapida, oltre a un’integrazione aperta La completa visibilità offerta da una soluzione PLM come
con altri sistemi, con standard ISO 14306. La Teamcenter, collegata a modelli intelligenti e a flussi di la-
soluzione deve fornire visibilità e controllo per voro standardizzati, crea una piattaforma di innovazione in-
garantire che ciò che è stato definito nella fase telligente. Permette ai team di prodotto di raggiungere un
di offerta, anche anni prima, corrisponda a ciò controllo senza precedenti sui grandi progetti, offrendo la
che si sta fornendo e che è stato consegnato possibilità di estrapolare, analizzare, tracciare e risolvere si-
nel corso di tutto il progetto. stematicamente le criticità del progetto in modo veloce ed
economico. Estrapolare tutti i flussi di lavoro e i progetti, e
A.O.: Qual è la soluzione proponibile? renderli fruibili per progetti futuri, accelera anche l’innova-
Dennis Peters: La soluzione potrebbe essere zione nella costruzione degli stabilimenti in futuro, e favori-
Teamcenter che offre tutte queste funzionalità sce la conclusione dei progetti nei tempi previsti, con il bud-
grazie a un ambiente di gestione della proget- get predefinito e in maniera più vantaggiosa.
tazione integrato. Riguardo i vantaggi, eviden-
zierei due aree principali. La prima è il riutilizzo Siemens PLM Software - www.plm.automation.siemens.com
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Speciale
Foto tratta da www.flickr.comt
Soluzioni tecnologiche
per il recupero
sostenibile dei rifiuti
A cura di Lucrezia Campbell
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Soluzioni tecnologiche
Maria Concetta Tomei*, per il recupero sostenibile dei rifiuti
Domenica Mosca
Angelucci*
Si usano reattori
per i reflui
I reattori a due fasi Tppb costituiscono una promettente tecnologia per la
rimozione biologica di composti xenobiotici da reflui industriali che permette
di ridurre i fenomeni di inibizione e/o tossicità di questi composti nei confronti
dei microrganismi catalizzatori del processo biodegradativo e, nel contempo, di
raggiungere cinetiche di reazione elevate. Questa soluzione può essere applicata
al trattamento di diverse matrici ambientali contaminate da inquinanti di
ridotta biodegradabilità quali composti fenolici, idrocarburi, policlorobifenili
L
a depurazione di acque di scarico substrato dei microorganismi, che può dar luogo a drastiche
industriali rappresenta una seria riduzioni delle cinetiche di processo.
criticità ambientale in quanto sono È necessario, pertanto, sviluppare soluzioni tecnologiche in-
caratterizzate da elevata eteroge- novative in grado di ridurre i problemi legati alla tossicità da
neità in termini di composizione substrato, e garantire prestazioni stabili e versatili a diverse
e portate e dalla presenza di contaminanti di condizioni di carico compatibilmente a un bilancio tecnico-
difficile biodegradabilità ed elevata persistenza economico positivo. La ricerca di una tecnologia che potesse
nell’ambiente. Il loro carico inquinante è, infatti, limitare l’effetto di inibizione mantenendo, però, la possibilità
costituto essenzialmente da xenobiotici, in par- di operare con alte concentrazioni di substrato, necessarie
ticolare composti aromatici e alogenati. L’ap- per avere velocità di reazione accettabili per le applicazioni,
proccio generalmente adottato nella rimozione ha condotto allo sviluppo di reattori Tppb (Two-Phase Parti-
di composti xenobiotici da reflui industriali pre- tioning Bioreactors).
vede l’impiego di processi chimico-fisici quali
adsorbimento, stripping e ossidazione chimica. La tecnologia
Tali processi sono in grado di garantire efficien- Caratteristica fondamentale dei reattori Tppb (figura 1), è
ze elevate ma i primi due hanno lo svantaggio quella di ottimizzare l’alimento di substrato, ossia di mante-
di non realizzare una reale degradazione del nere nell’ambiente di reazione livelli di concentrazione tali
composto ma solo il trasferimento da una fase da minimizzare gli effetti di riduzione dell’attività biologica
diluita a una concentrata (che deve comunque e al tempo stesso garantire elevate cinetiche di reazione
essere ulteriormente trattata e/o smaltita) men- compatibili con un bilancio tecnico-economico positivo[1].
tre l’ossidazione può dar luogo alla formazione Il principio di funzionamento si basa sull’aggiunta, a un re-
di intermedi con grado di tossicità analogo a attore biologico convenzionale, di una fase immiscibile di
quello della sostanza originaria. In alternativa partizione, in grado di immagazzinare elevate quantità di
ai trattamenti chimico-fisici convenzionali, la substrato, che si distribuisce, in funzione del coefficiente di
rimozione biologica di composti xenobiotici, partizione, tra la fase acquosa e la fase di partizione. In tal
che consente potenzialmente la loro minera- modo, pur alimentando elevate quantità di substrato al bio-
lizzazione, continua ad essere una sfida per la reattore, i microrganismi sono esposti a ridotti (sub-inibito-
ricerca. La biodegradazione di xenobiotici è, ri) livelli di concentrazione. Il trasferimento di substrato tra
infatti, fortemente influenzata dall’inibizione da le due fasi è governato dai processi metabolici: il consumo
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Figura 2 - verso la selezione del monomero costituente, l’aggiunta di
Polimero
gruppi funzionali o con copolimerizzazione e cross-linking,
commerciale
Tone (a) in modo da ‘adattare’ le loro proprietà di sequestro/rilascio
e pneumatico in relazione ai composti tossici da rimuovere. Infine, la for-
di scarto (b) ma solida, rende più facile la loro manipolazione e il loro
Figura 1 - recupero completo al termine del processo. Una recente op-
Reattore portunità applicativa del processo prevede l’impiego di po-
sequenziale- limeri di recupero quali mezzi assorbenti, con l’intento di ri-
Tppb in fase
di sedimentazione utilizzare un ‘rifiuto’ per il trattamento di un altro rifiuto che,
oltre ad avere il vantaggio del costo inferiore[4], risponde alla
caratteristiche di sostenibilità ambientale promuovendo il
di substrato, ad opera dei microorganismi pre- riutilizzo di un prodotto di scarto. Oggetto di precedenti stu-
senti nella fase acquosa, causa il conseguente di[5,6] è stata l’applicazione degli pneumatici usati ridotti in
trasferimento di nuovo substrato dalla fase di forma granulare come alternativa ai polimeri commerciali.
partizione per ristabilire l’equilibrio termodi-
namico, regolando così l’alimentazione di sub- Caso di studio: rimozione di clorofenoli
strato ai microrganismi in funzione della cine- I composti fenolici, per la loro buona solubilità in fase ac-
tica di biodegradazione. quosa, sono estremamente diffusi nelle acque superficiali e
L’efficace funzionamento del sistema è stretta- sotterranee, nelle quali vengono introdotti per cause natu-
mente dipendente dalle caratteristiche della fase rali ma soprattutto antropiche, dato il massiccio uso di tali
di partizione: il solvente, oltre all’immiscibilità composti e dei loro precursori in campo industriale e agri-
con la fase acquosa, deve essere caratterizzato colo. Nel settore chimico i fenoli sono presenti negli scarichi
da ridotta volatilità, biocompatibilità (non tos- di diverse tipologie di impianti quali quelli di conversione
sico per i microrganismi), non biodisponibilità del carbone, cokerie, raffinerie e industrie petrolchimiche,
(non utilizzabile dai microrganismi), ed elevata lavorazione di resine e fibre di vetro e produzione di erbicidi.
affinità per il composto tossico[2]. Un limite del I composti fenolici più critici per il loro impatto ambientale
sistema Tppb con solvente liquido è la possibilità e per gli effetti sulla salute umana sono i clorofenoli che ten-
che il solvente sia biodisponibile, diventando, a dono ad accumularsi nelle matrici biologiche.
seguito di processi di acclimatazione della bio- Il caso di studio riportato in questo lavoro è relativo alla
massa, un substrato alternativo, come potrebbe biodegradazione del 2,4-diclorofenolo (DCP) composto
accadere con colture miste, utilizzate nel tratta- rappresentativo della classe dei clorofenoli la cui presenza
mento di acque di scarico industriali. nell’ambiente deriva principalmente dall’idrolisi del diffu-
L’uso di particelle solide di natura polimerica sissimo diserbante acido 2,4-diclorofenossiacetico e dalla
costituisce una valida alternativa ai solventi li- foto-degradazione del triclosan, comune antibatterico e
quidi[3] in quanto molti polimeri sono in grado antifungino. Esso è un composto xenobiotico difficilmente
di assorbire composti xenobiotici e rilasciarli in biodegradabile in quanto, al di sopra di un valore soglia di
modo controllato, agendo per ‘assorbimento’ concentrazione inibisce l’attività microbica (il suo EC50, os-
analogamente a solventi liquidi. I polimeri pre- sia il valore di concentrazione che dimezza l’attività microbi-
sentano, rispetto ai solventi, ulteriori vantaggi ca, misurato mediante test Microtox, è pari a 5 mg/L[7]).
in quanto resistenti alla degradazione microbi-
ca, non danno luogo a formazione di emulsio- Metodologia
ni, sono chimicamente inerti, facilmente riu- Nella sperimentazione proposta sono stati testati come fasi di
tilizzabili e poco costosi. Inoltre, essi possono partizione un polimero commerciale (figura 2) il Tone (Dow
essere sagomati e adattati alla volumetria del Chemical Canada Inc.) e pneumatici di scarto ridotti in forma
reattore e la loro selettività migliorata attra- granulare (Recovery Technologies Canada Inc.).
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Efficiency & Environment - Maggio 2016Puoi anche leggere
