CM - Chimica Magazine febbraio 2021

Editrice TeMi Srl CM CHIMICA MAGAZINE - Febbraio 2021 - € 5 PT MAGAZINE In caso di mancato recapito inviare al CMP di Roserio per la restituzione al mittente previo pagamento resi.

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CHIMICA MAGAZINE

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n. 1 | Febbraio | 2021

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CHIMICA, ENERGIA E INDUSTRIA DI PROCESSO RIVISTA & WEB

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ditoriale Abbiamo fatto ’20… facciamo anche ’21

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nno nuovo e nuovo editore per CM Chimica Magazine. Il nuovo anno inizia con un’importante novità per la testata: il passaggio di consegne tra PVI ed Editrice Temi, realtà affermata nei settori dell’editoria specializzata e del web marketing.

CM diventa così la rivista di Editrice Temi che si occuperà dell’efficienza e dell’utilizzo ottimale delle risorse nell’industria di processo, ponendo particolare attenzione all’industria chimica, all’industria farmaceutica e al settore dell’Oil&Gas. Non mancheranno contributi riguardanti le tematiche che hanno da sempre contraddistinto la testata, quali sostenibilità, energie rinnovabili e ambiente.

Sarà concesso ampio spazio ai contenuti tecnici, che forniranno informazioni pratiche riguardanti tutti i comparti di riferimento, dall’automazione all’impiantistica, dai software di controllo della produzione all’Iot, dallo stoccaggio alla distribuzione.

Ma non solo. Infatti, CM ospiterà anche contributi su uno degli argomenti cardine dei settori target, vale a dire il management di impresa. Inoltre, argomenti riguardanti temi specifici di singoli settori verranno approfonditi e realizzati dalla redazione, con il possibile contributo anche da parte delle aziende di settore.

Ma le novità non finiscono qui. I professionisti potranno infatti usufruire di un nuovo sito Internet, chimicamagazine.com, aggiornato quotidianamente, che si configura come uno strumento di lavoro in grado di fornire notizie, articoli di approfondimento, novità tecnologiche, case history… Infine, la newsletter, a cadenza settimanale, destinata agli utenti di riferimento.

Quindi, nuovo anno e nuova vita per CM Chimica Magazine. Buona lettura!

Gabriella Carcassola

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ommario n.1 febbraio 2021

1 Editoriale 3 News

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a cura della Redazione

MANUTENZIONE 42 MANUTENZIONE PREDITTIVA, L’AI AL SERVIZIO DELL’INDUSTRIA 4.0

SPECIALE ACQUE

26 RESIDUI DI FARMACI,

UNA NUOVA TECNOLOGIA PER RIMUOVERLI DALL’ACQUA

OIL&GAS/ PETROLCHIMICO 10 ESTENSIONE DELLA VITA DEGLI

IMPIANTI PETROLIFERI Marco Colombini

16 CERTIFICAZIONE ATEX PER GLI ESOSCHELETRI ATTIVI 18 PROCESSI ETO

NEL MONDO OIL & GAS Risponde Paolo Macchi

CHIAVE PER LA TRANSIZIONE VERSO L’ECOSOSTENIBILITÀ Risponde Claudia Brunori

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SPECIALE

PRODUZIONE 36 SIMBIOSI INDUSTRIALE, UN PUNTO

Sergio Valente

28

STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE 44 MDG, LO SPECIALISTA DELLE MERCI PERICOLOSE E ADR

Risponde Mario Beschi

48 JUNGHEINRICH PARTECIPA AL

PROGETTO “50 SUSTAINABILITY & CLIMATE LEADERS”

ENERGIA 50 TURBINE EOLICHE IN GRADO DI

TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE, MISURE DI CONTROLLO DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA

RESISTERE A CONDIZIONI CLIMATICHE ESTREME

30 DEGRADAZIONE

PETROLIFERI MATURI

Giuseppe Marchese

FOTOCATALITICA DEL FENOLO MEDIANTE NANOFIBRE COMPOSITE Gabriella Carcassola

34 ESTRAZIONE CHIMICA

E ANALISI LC-UV PER LA DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI PET IN CAMPIONI AMBIENTALI Veronica Barbarossa

Diego Clachera

52 ENERGIA GEOTERMICA DA POZZI Diego Calchera

MANAGEMENT 56 GESTIRE I RISCHI NELLE SUPPLY CHIAN, FOCUS SUI RISCHI DI CAMBIO

B. Gaudenzi, R. Pellegrino, G.A. Zsidisin, C. Bruggi

62 AGENDA 64 ORGANIZER

COMBUSTIBILI E CERA DALLA PLASTICA GRAZIE A UN NUOVO CATALIZZATORE

RINNOVABILI, I BENEFICI AMBIENTALI VARIANO DA REGIONE A REGIONE Un nuovo studio1 della North Carolina State University rileva che i benefici ambientali della generazione di energia rinnovabile variano in modo significativo in base al tipo di energia convenzionale che l’energia rinnovabile sta compensando. I ricercatori sperano che il lavoro aiuti a indirizzare i futuri investimenti in energie rinnovabili in luoghi in cui possono fare il meglio.

I ricercatori hanno utilizzato i dati riguardanti la generazione di energia rinnovabile messi a disposizione dall’Energy Information Administration (EIA) a partire dal 2018. Il loro studio è il primo a quantificare le riduzioni delle emissioni derivanti dalla generazione di energia eolica e solare in un elevato numero di regioni. I dati, infatti, sono riferibili a regioni che coprono 48 Stati contigui.

Il risultato indica che il valore ambientale delle rinnovabili varia in modo significativo in base alla regione. Ad esempio, un MWh di energia solare prodotta in Florida riduce le emissioni di CO2 di circa il doppio rispetto a un MWh di energia solare prodotta in California, in quanto la California ha già una rete più “green” rispetto ad altre regioni. Quindi, compensare un’ora di generazione di energia convenzionale in Florida riduce le emissioni di CO2 più che in California.

Questa osservazione, che potrebbe sembrare superflua, in realtà fornisce i dati necessari per indirizzare correttamente gli investimenti nelle energie rinnovabili al fine di massimizzare i benefici ambientali.

1. Fell H., Johnson J.X. Regional disparities in emissions reduction and net trade from renewables. Nat. Sustain. 2020. doi: org/10.1038/s41893-02000652-9.

La gestione dei rifiuti di plastica ha ripercussioni ambientali ormai ben note. La plastiche poliolefiniche, in particolare, hanno proprietà tali da rendere particolarmente complessa la loro trasformazione chimica. Attualmente, infatti, il riciclaggio di questo tipo di plastica richiede temperature comprese tra 300 e 900 °C. I ricercatori della Osaka City University e della Tohoku University (Giappone) hanno individuato un catalizzatore in grado di attivarsi a temperature più basse1. Combinando il rutenio con l’ossido di cerio hanno creato un catalizzatore in grado di “trasformare” la plastica a una temperatura di soli 200 °C che, sebbene ancora elevata, richiede una quantità di energia decisamente inferiore rispetto ai catalizzatori convenzionali.

Il nuovo catalizzatore a base di rutenio è efficiente e riutilizzabile ed è caratterizzato da un’attività decisamente più elevata rispetto ad altri catalizzatori, anche in condizioni di reazione moderate, tanto da poter essere impiegato per la trasformazione di un sacchetto di plastica in preziose sostanze chimiche con rese elevate. I ricercatori hanno infatti trattato sacchetti e rifiuti di plastica con il nuovo catalizzatore, ottenendo una resa del 92% in materiali utili, comprendente una resa del 77% in combustibili liquidi e una resa del 15% in cera. Gli scienziati ritengono che il loro catalizzatore possa diventare un valido strumento per il trattamento dei rifiuti di plastica e per il loro impiego come materie prime secondarie in grado di generare sostane chimiche utili.

1. Nakaji Y., Tamura M., Miyaoka S., Kumagai S., Tanji M., Nakagawa Y., Yoshioka T., Tomishige K. Low-temperature catalytic upgrading of waste polyolefinic plastics into liquid fuels and waxes.

Applied Catalysis B: Environ., 2021. doi: org/10.1016/j. apcatb.2020.119805.

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MICROELETTRONICA SUPER EFFICIENTE GRAZIE AI NITRURI 2D L’emergenza ambientale a livello globale richiede il passaggio verso forme di energia rinnovabili e l’adozione di metodi efficienti per la distribuzione, la conversione e l’utilizzo dell’energia elettrica. In questo contesto, gli straordinari progressi ottenuti nel corso degli ultimi anni nella tecnologia dei materiali semiconduttori ad ampia banda proibita, quali il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN), sono stati alla base della transizione verso una elettronica ad alte prestazioni e ad alta efficienza energetica, in grado di rispondere all’emergenza posta dal riscaldamento globale.

La recente dimostrazione di nuove

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forme bidimensionali del GaN e di altri nituri (InN e AlN) apre nuove prospettive per l’applicazione di questi materiali nella micro e nanoelettronica. Uno dei primi studi1 in questa direzione è stato condotto dai ricercatori dell’Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (CNRIMM) di Catania, in collaborazione con l’Università di Linkoping in Svezia e con l’MFA-EK di Budapest, nell’ambito del progetto europeo Grifone.

“Sebbene le forme 2D dei nitruri non siano stabili in condizioni ordinarie, abbiamo dimostrato che è possibile ottenere strati ultrasottili e molto estesi sfruttando l’intercalazione di atomi di gallio (oppure di alluminio o indio) e di azoto fra il grafene e il SiC”, ha spiegato Filippo Giannazzo, ricercatore del Cnr-Imm. Il lavoro del team catanese ha consentito, grazie all’impiego di tecniche avanzate di microscopia sia a forza atomica conduttiva (CAFM) sia elettronica (TEM), di comprendere le proprietà di questi materiali bidimensionali innovativi.

“Per conoscere in profondità le caratteristiche strutturali e chimiche di tali sistemi a livello dei singoli

strati atomici”, ha precisato Giuseppe Nicotra (CNR-IMM), “ci si è avvalsi delle competenze nell’analisi dei materiali 2D mediante microscopia elettronica presenti presso il laboratorio BeyondNano del CNR. La struttura è dotata di un microscopio elettronico di ultima generazione con incredibili capacità risolutive, con il quale è stato possibile comprendere in dettaglio le posizioni e i legami chimici degli atomi negli strati di nitruri intercalati”. Questi esperimenti sono stati supportati dal progetto ESTEEM3, che rende possibile l’accesso alle più potenti tecniche di caratterizzazione di microscopia elettronica presenti in Europa e di cui BeyondNano è membro.

“La dimostrazione di queste nuove forme 2D dei nitruri potrà consentire la realizzazione di nuovi transistor ultra-veloci ed energeticamente efficienti, in grado di operare a frequenze dai 100 GHz al THz, ovvero capaci di aprire nuove frontiere nelle telecomunicazioni oltre la tecnologia 5G, nella diagnostica medica e per la sicurezza”, ha concluso Giannazzo.

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TRASFORMARE LA POLVERE DI CARBONIO IN GRAFITE? BASTA UN MICROONDE Utilizzando fogli di rame, contenitori di vetro e un forno a microonde domestico convenzionale, i ricercatori dell’Università del Wyoming hanno dimostrato che la polvere di carbone polverizzata può essere convertita in nanografite1.

I ricercatori riferiscono di aver creato un ambiente in un forno a microonde per convertire con successo la polvere di carbone grezzo in nanografite, che viene utilizzata come lubrificante e nelle batterie agli ioni di litio.

Questo metodo in un’unica fase con trattamento a microonde è un nuovo approccio che potrebbe rappresentare una tecnologia, relativamente poco costosa, per convertire quantità rilevanti

di carbone semplice.

Ricerche precedenti avevano dimostrato che le microonde possono essere utilizzate per ridurre il contenuto di umidità del carbone e rimuovere lo zolfo e altri minerali; tuttavia, i metodi impiegati richiedevano un pretrattamento chimico specifico del carbone. Gli scienziati dell’Università del Wyoming hanno invece semplicemente macinato il carbone grezzo in polvere, ponendola poi su un foglio di rame e sigillandola in contenitori di vetro con una miscela di gas di argon e idrogeno, prima di essere posta in un forno a microonde. È stato scelto un forno a microonde convenzionale per comodità e perché forniva i livelli di radiazione desiderati. In presenza del metallo, il forno a microonde ha generato

in pochi secondi una temperatura estremamente elevata, di oltre 982 °C, vale a dire la necessaria per trasformare la polvere di carbonio in grafite nanocristallina. La durata ottimale per ottenere la “trasformazione” è stata pari a 15 minuti.

I ricercatori ritengono che questo nuovo metodo di conversione del carbone potrebbe essere perfezionato ed eseguito su scala più ampia per produrre nanografite di qualità e in quantità decisamente superiori, tanto da poter rappresentare una valida fonte alternativa di grafite.

1. Masia C.A., Schumacher T.A., Hilman J., Dulal R., Rimal G., Xu B., Leonard B., Tang J., Fan M., Chien T.-Y. Converting raw coal powder into polycrystalline nano-graphite by metal-assisted microwave treatment. Nano-Structures & Nano-Objects, 2021. doi: org/10.1016/j. nanoso.2020.100660.

COSA INFLUENZA IL COMPORTAMENTO DELLE SUPERFICI DEI METALLI? I metalli svolgono un ruolo come catalizzatori per molte importanti applicazioni, dalle celle a combustibile alla purificazione dei gas di scarico delle automobili. Tuttavia, il loro comportamento è decisamente influenzato dagli atomi di ossigeno incorporati nella superficie. Questo fenomeno è noto da tempo, ma non è mai stato possibile indagare con precisione il ruolo dell’ossigeno, al fine di comprendere il background chimico a livello atomico. Un team internazionale è riuscito a dare una risposta: gli atomi di ossigeno non sono distribuiti in modo uniforme, ma si depositano in luoghi molto specifici1.

Gli studi sono stati condotti su fogli sottili di rodio, che risultano costituiti da piccoli grani. In ogni singolo grano, tuttavia, gli atomi di superficie possono essere disposti in modo diverso, pur dando origine a uno strato liscio e regolare, in cui gli atomi sono tutti disposti sullo stesso piano; ma accanto ad esso, gli atomi si dispongono a formare una struttura più complessa, costituita da diversi gradini atomici. E sono proprio questi gradini a rivelarsi cruciali. Infatti, per l’attività catalitica, lo stato di ossidazione del catalizzatore gioca un ruolo centrale e tale stato dipende dalla combinazione dell’ossigeno o meno al metallo stesso. In esperimenti precedenti, i ricercatori avevano scoperto che spesso era possibile riscontrare uno “stato” a metà strada tra ossidato e non ossidato. Una condizione difficile da interpretare, ma che diventa “chiara” nel momento in cui ci si rende conto che non tutti i

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grani della lamina di metallo sono egualmente ossidati. L’ossidazione inizia preferibilmente agli angoli, ai margini e in corrispondenza dei gradini, laddove è particolarmente facile che gli atomi di ossigeno si leghino alla superficie. Pertanto, diversi grani con diverse strutture superficiali vengono ossidati a gradi diversi.

Nel loro studio, i ricercatori hanno impiegato un particolare microscopio elettronico, irradiato il campione con luce UV durante la reazione catalitica e registrato la successiva emissione di elettroni con una risoluzione spaziale micrometrica. In questo modo, hanno potuto determinare esattamente quali grani della lamina di rodio fossero particolarmente attivi cataliticamente. Lo stesso campione è stato poi analizzato granello per granello con raggi X da sorgenti di luce di sincrotrone, ottenendo informazioni molto precise sull’ossidazione superficiale del campione. Combinando i risultati così ottenuti, gli scienziati hanno determinato esattamente quale comportamento chimico caratterizza determinate strutture. In tal modo, hanno potuto esaminare l’intera lamina di rodio, contenente centinaia di grani diversi, in un singolo esperimento. Si tratta di un importante passo avanti nella ricerca sulla catalisi, che consentirà di migliorare in modo mirato i catalizzatori impiegati in molte applicazioni nei settori energetico e ambientale.

1. Winkler P., Zeininger J., Suchorski Y., Stöger-Pollach M., Zeller P., Amati M., Gregoratti .L, Rupprechter G. How the anisotropy of surface oxide formation influences the transient activity of a surface reaction. Nat. Commun., 2021; 12(1):69. doi: 10.1038/s41467-020-20377-9.

L’AVIAZIONE A ZERO EMISSIONI E I COMBUSTIBILI FOSSILI NON SI ESCLUDONO A VICENDA È ormai ampiamente accettato e assolutamente necessario che, nei prossimi decenni, l’intera economia diventi climaticamente neutra. E i viaggi aerei non sono esclusi. Un team di ricercatori dell’Institute of Energy and Process Engineering (ETH, Zurigo) ha confrontato le opzioni già disponibili e più semplici da adottare nel breve e medio termine affinché anche l’aviazione possa dare il suo contributo1. Secondo i ricercatori la soluzione più favorevole è continuare ad alimentare gli aerei con combustibili fossili anche in futuro, ma rimuovere poi le emissioni di CO2 associate dall’atmosfera utilizzando impianti di cattura e stoccaggio sotterranei (Carbon Capture and Storage, CCS).

La tecnologia necessaria esiste già, visto che alcuni impianti sotterranei di stoccaggio sono già attivi in diversi siti, come ad esempio nel Mare del Nord. Ma è assolutamente necessario creare nuove infrastrutture. Infatti, attualmente, i siti in cui il CO2 può essere immagazzinato si trovano in aree molto distanti dai luoghi di cattura, cosa che rende necessaria la creazione di infrastrutture di trasporto.

Quindi, scienziati, industriali e politici dovranno lavorare duramente nei prossimi anni per pianificare a dare vita a tali infrastrutture, che potranno essere impiegate non solo per l’aviazione, ma anche per il CO2 emesso da altri settori ad alta intensità di carbonio, come l’industria chimica e del cemento.

Nel corso dello studio, i ricercatori dell’ETH hanno preso in considerazione anche altre opzioni, come la produzione di carburante sintetico per l’aviazione a partire dal CO2 catturato (Carbon Capture and Use, CCU), giungendo a precise considerazioni. La sintesi chimica del combustibile da CO2 è ad alta intensità energetica e, quindi, meno economica rispetto all’uso di combustibili fossili e CCS. In pratica, secondo i calcoli, la CCU risulta circa tre volte più costosa rispetto alla CCS. In più, secondo i ricercatori, la CCU nasconde una serie di insidie; questo approccio, infatti, può rivelarsi controproducente dal punto di vista climatico se l’elettricità impiegata per la produzione di carburante proviene da centrali a carbone. Quindi, attualmente, considerando che nell’Ue una buona percentuale di centrali producono energia elettrica a partire da combustibili fossili, la CCU è più dannosa per il clima rispetto all’uso di combustibili fossili da parte dell’aviazione. In altre parole, la CCU avrebbe senso in termini climatici solo se tutta l’elettricità impiegata provenisse da fonti a impatto zero. Ma in futuro le cose potrebbero cambiare. Infatti, è possibile che, da qui al 2050, CCU e CCS diventino economicamente più abbordabili, sia grazie ai progressi tecnologici sia grazie alle economie di scala.

1. Becattini V., Gabrielli P., Mazzotti M. Role of carbon capture, storage, and utilization to enable a net-zero-CO2-emissions aviation sector. I&EC Res., 2021. doi: org/10.1021/acs.iecr.0c05392.

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SPECIALE

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OIL& GAS Petrolchimico

ESTENSIONE DELLA VITA DEGLI IMPIANTI PETROLIFERI Rischi e sfide in materia di sicurezza per l’industria petrolifera

CERTIFICAZIONE ATEX PER GLI ESOSCHELETRI ATTIVI Esoscheletri attivi a supporto di attività svolte in zone ATEX

PROCESSI ETO NEL MONDO OIL & GAS L’attività di Gabbioneta Pumps, oggi parte del Gruppo Trillium

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SPECIALE OIL&GAS

ESTENSIONE DELLA VITA DEGLI IMPIANTI PETROLIFERI GLI OPERATORI DEL SETTORE PETROLIFERO SONO SPINTI A IMPIEGARE GLI IMPIANTI OLTRE LA LORO VITA UTILE ORIGINARIAMENTE CONCEPITA. L’ESTENSIONE DELLA VITA DEGLI ASSET PRESENTA RISCHI ECONOMICI E SFIDE UNICHE IN MATERIA DI SICUREZZA PER L’INDUSTRIA PETROLIFERA. Marco Colombini Analista economico

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VITA ASSET

C

on l’invecchiamento delle attrezzature e delle strutture, gli operatori devono affrontare sfide crescenti nel mantenere l’affidabilità e l’integrità delle apparecchiature, nonché la sicurezza operativa. L’estensione dell’operatività degli impianti oltre la durata per la quale sono stati progettati presenta rischi per la sicurezza, rischi aziendali e sfide operative per l’industria.

Questi rischi, influenzando le decisioni aziendali e devono essere quantificati e gestiti, in quanto l’invecchiamento delle risorse e delle attrezzature presenta maggiori sfide nel mantenimento dell’integrità delle apparecchiature e, di conseguenza, nella loro gestione. La loro mancata quantificazione e gestione potrebbe essere la causa di un degrado cumulativo e di un incremento dei rischi nel tempo.

Le problematiche che presenta un impianto datato, che ha superato la sua vita utile, possono essere causate da: • corrosione, erosione, usura, affaticamento o fessurazione dei materiali della struttura; • obsolescenza delle attrezzature, che porta a una potenziale mancanza di pezzi di ricambio, costo elevato dei pezzi di ricambio ecc.; • normalizzazione della devianza associata a fattori umani (accettazione delle condizioni degradate come la nuova normalità);

• mancanza di dati per prevedere i rischi futuri per la sicurezza e la continuità aziendale; • mancata registrazione dello stato degli elementi critici per la sicurezza nel tempo; • modifiche ai codici e agli standard ingegneristici; • perdita di competenza tecnica (qualifiche, formazione, esperienza) degli operatori del settore; • introduzione di materiali estranei nei sistemi di produzione.

L’estensione della vita utile dell’asset (Asset Life Extension, ALE) si riferisce a una condizione in base alla quale una risorsa si sta avvicinando alla fine della vita utile di utilizzo, prevista in fase di progettazione (figura 1).

I principali fattori di invecchiamento che devono essere presi in considerazione durante lo sviluppo di un programma ALE sono la degradazione del materiale, l’obsolescenza e i problemi organizzativi (figura 1). Inoltre, è necessario prevedere e comprendere gli effetti del deterioramento o delle mutevoli condizioni associate all’estensione del periodo di utilizzo, allo scopo di essere pronti a intervenire per garantire che tale domanda possa essere soddisfatta senza effetti negativi sull’integrità e sulla sicurezza delle risorse.

Figura 1 Fattori chiave della vita degli asset

Design CIVIL & STRUCTURAL PRESSURE SYSTEMS & FIRED EQUIPEMENT OPERAITING, MAINTENANCE & INSPECTION BEST PRACTICE

Construction Operation

TECHNICAL SAFETY ROTATING EQUIPEMENT

Maintenance Inspection

CONTROL, INSTRUMENT & ELECTRICAL

Modification LIFE CYCLE Modificato da “Platform life extension”, ABB Engineering service technical paper.

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SPECIALE OIL&GAS RIQUADRO 1 SCELTA DELLA STRATEGIA

U

n numero considerevole di attività di produzione nell’industria petrolifera offshore sta affrontando operazioni oltre la loro durata di progettazione prevista, rendendo così necessario un programma di estensione della vita utile. La scelta della strategia più adatta, tra un’ampia gamma di opzioni potenziali per prolungare la durata di vita delle apparecchiature (ad esempio, riutilizzo, ricondizionamento, rigenerazione, ristrutturazione e aggiunta di misure di sicurezza e controllo di processo), rimane un compito impegnativo che comporta diverse complessità tecniche, economiche e organizzative.

Per affrontare questa sfida, è fondamentale sviluppare strumenti e metodi analitici in grado di valutare e dare priorità alle strategie di fine vita rispetto ai costi associati e ai benefici quantificabili, che dovrebbero garantire i dati appropriati per lo screening e per tutte le azioni da intraprendere per aumentare la vita utile del bene.

PROGRAMMA DI ESTENSIONE DELLA VITA DEGLI ASSET Quando si prevede che le strutture siano utilizzate oltre la durata per le quali sono state progettate, è necessario definire il periodo di estensione della vita utile, per le diverse parti dell’impianto (riquadro 1). Una possibile metodologia per l’estensione, che delinea i compiti principali, è composta da almeno cinque fasi principali.

Raccolta dati e informazioni La raccolta di dati e informazioni è spesso l’aspetto più impegnativo dell’avvio di uno studio ALE, in quanto la disponibilità e l’accuratezza delle informazioni dovrebbero, in primis, essere valutate per ogni struttura considerata. I dati disponibili, come i documenti relativi alla progettazione, i rapporti di ispezione, i registri, le specifiche di manutenzione e riparazione dovrebbero garantire i dati appropriati per lo screening e per tutte le azioni da intraprendere per aumentare la vita utile del bene.

Valutazione dello scostamento In secondo luogo, è necessario procedere alla cosiddetta valutazione dello scostamento tra lo stato attuale dell’impianto e quello ottimale per consentirne il funzionamento oltre la vita utile.

La valutazione si concentra sulle funzioni critiche e sui fattori che le influenzano. Ciò include elementi tecnici, organizzativi e operativi. La valutazione e le raccomandazioni vengono fatte in base ai principali risultati dell’ispezione, ai rapporti di analisi delle cause principali dei guasti, alle modifiche implementate sull’apparecchiatura, alla cronologia degli incidenti, ai rapporti di manutenzione, ai risultati della revisione, ai dati di affidabilità, alla filosofia operativa e di manutenzione e a qualsiasi raccomandazione di monitoraggio

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VITA ASSET

Baderne per flange

delle condizioni critiche.

Qualsiasi raccomandazione di estensione della vita deve prendere in considerazione le condizioni tecniche future, i parametri operativi e le modalità di funzionamento. La valutazione dovrebbe includere anche la revisione del profilo di produzione previsto, sfruttando la sinergia con altre apparecchiature correlate, in modo tale che le risorse chiave e l’infrastruttura di sistema possano essere razionalizzate, ottimizzate o ampliate.

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Raccomandazioni Le raccomandazioni scaturite dalla valutazione dello scostamento, riguardano tutte le azioni necessarie per prevenire la mancanza di pezzi di ricambio, l’obsolescenza relativa delle apparecchiature e dei ricambi, l’analisi della durata residuale e la previsione delle future avarie e della degradazione dei meccanismi, in particolare in relazione all’invecchiamento durante il periodo di estensione dell’utilizzo. Inoltre, sono valutati anche i vantaggi derivanti dall’applicazione di nuove tecnologie. Ciò potrebbe contribuire a mitigare o colmare le lacune riscontrate, con meno modifiche o misure compensative. Gli elementi critici per la sicurezza come i pozzi, le strutture sottomarine, le tubazioni, le attrezzature meccaniche ecc. devono essere riqualificati per operare in continuità con l’estensione della vita operativa dell’impianto.

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SPECIALE OIL&GAS

APPROCCIO MULTIDISCIPLINARE

P

er una corretta attuazione del processo di gestione dell’estensione della vita operativa di un asset, è necessario sviluppare una metodologia decisionale multidisciplinare. Il raggiungimento di una soluzione efficiente richiede input da parte di tutti gli stakeholder, inclusi progettisti, ingegneri di sistema, specialisti dei materiali, operatori e tecnici della manutenzione, professionisti della salute e della sicurezza, analisti finanziari ed economici e ricercatori in scienze umane. Pertanto, il processo di gestione deve essere definito tenendo conto non solo di fattori economici, quali le spese di manutenzione, ma anche di requisiti tecnici, come gli elementi critici che influiscono sulla sicurezza durante un lungo periodo di funzionamento.

Valutazioni quantitative e qualitative Le valutazioni quantitative e qualitative sono generalmente utilizzate per apparecchiature in cui sono prevalenti i fenomeni noti di degradazione, di cui esistono modelli quantitativi per calcolarne il deterioramento, i margini rimanenti e la previsione della durata residua. L’analisi quantitativa, inclusa la probabilità di guasto, è generalmente utilizzata per strutture, tubazioni, ormeggi di posizionamento e riser di catenaria ecc. Richiede competenze tecniche e spesso pacchetti software specializzati. Anche le valutazioni qualitative sono possibili, ma devono essere supportate da un’efficace gestione dei dati e dalla disponibilità di dati storici per effettuare buone valutazioni ingegneristiche.

Figura 1 Principali fattori di invecchiamento Proprietà dei materiali

DEGRADAZIONE DEL MATERIALE

Condizioni operative e cambiamento delle condizioni operative Condizioni ambientali e cambiamento delle condizioni ambientali

INVECCHIAMENTO

RIQUADRO 2

Apparecchiature obsolete Nuove tecnologie OBSOLESCENZA Nuovi requisiti/regolamentazioni Nuove esigenze Invecchiamento del personale PROBLEMI ORGANIZZATIVI

Trasferimento di conoscenze Riorganizzazione

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VITA ASSET Figura 3 Il processo di valutazione del rischio QUALITATIVE TECHNIQUES

QUANTITATIVE TECHNIQUES

Frequency assessment Model causes Hazard identification

Estimate likelihoods Risk evaluation

Consequences assessment Model effect

Qualitative ranking of reccomandations

Estimate impacts

• Absolute and relative risks • Major risk contributors • Comparison with other risks

Quantified benefits and cost of risk reduction alternatives Modificato da “The process of risck assessment”, Arunraj & Maiti, 2007

Valutazione dei rischi La valutazione dei rischi deve essere effettuata per verificare che i rischi delle strutture rimangano entro limiti accettabili nel periodo di allungamento della vita operativa e che seguano il principio As Low as Reasonably Practicable (ALARP), che è ampiamente utilizzato nell’industria petrolifera e del gas. Garantire che i rischi siano stati ridotti ad ALARP significa bilanciare i rischi con i costi per ridurli ulteriormente. La decisione è ponderata a favore della salute e della sicurezza, applicando le più recenti tecnologie e conoscenze disponibili relative all’analisi degli incidenti gravi. La vulnerabilità, l’efficacia effettiva e prevista della funzione barriera, compresi gli elementi tecnici, organizzativi e operativi, devono essere inclusi nella valutazione del rischio ((figura 2 e riquadro 2).

ISPEZIONE E MANUTENZIONE Un’ispezione e una manutenzione efficaci sono importanti per garantire l’integrità e l’affidabilità delle risorse. Nello sviluppo dei sistemi di gestione della manutenzione, è necessaria una revisione iniziale per determinare lo stato e il modo in cui i processi di invecchiamento devono essere trattati dal programma di manutenzione esistente. La revisione è volta a valutare la necessità di aggiornare l’integrità, l’affidabilità, la vulnerabilità e l’analisi delle conseguenze

per la continuità delle operazioni. Anche l’esperienza e le conoscenze derivanti da guasti documentati e le lezioni apprese da essi fanno parte della valutazione, esse devono essere utilizzate per migliorare il sistema di gestione della manutenzione. I sistemi di risposta alle emergenze devono essere revisionati, per effettuare una valutazione del modo in cui i cambiamenti operativi e i nuovi requisiti saranno soddisfatti nel periodo di proroga della vita dell’impianto, in caso di una variazione nella filosofia operativa deve esse rivisitato anche l’Health and Safety case. Quest’ultimo è un documento cruciale per dimostrare l’adeguatezza della gestione dei Major Accident Hazards (MAH). Pertanto, la valutazione di eventuali modifiche operative od organizzative alle strutture che influenzeranno i sistemi di preparazione e risposta alle emergenze è imprescindibile, quando l’obiettivo è estendere la vita di un impianto petrolifero.

I fattori umani da considerare, comprendono metodi e conoscenze che possono essere utilizzati per valutare e migliorare l’interazione tra le persone, la tecnologia e l’organizzazione, per realizzare operazioni efficienti e sicure. I fattori dovrebbero includere la struttura organizzativa, le competenze o i requisiti di formazione e la pianificazione del ricambio. L’analisi dei fattori umani deve essere eseguita quando vengono apportate modifiche o quando la vita prolungata sfida il contesto umano, tecnologico e organizzativo stabilito.

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SPECIALE OIL&GAS

CERTIFICAZIONE ATEX PER GLI ESOSCHELETRI ATTIVI Mariangela Trovato

OLTRE AI COBOT, O ROBOT COLLABORATIVI, STANNO PRENDENDO PIEDE ANCHE I ROBOT INDOSSABILI. PER TALI ESOSCHELETRI ATTIVI, TUTTAVIA, MANCANO LE CERTIFICAZIONI PER POTER ESSERE IMPIEGATI IN ZONE ATEX.

T

ra i principali rischi professionali vi sono gli infortuni associati a lavori che richiedono lo spostamento di oggetti e movimenti ripetitivi.

Tali pericoli e i costi ad essi associati rendono sempre più necessario ricorrere all’automazione e alla robotica per ridurre gli infortuni da lavori tediosi, monotoni o pericolosi.

Un numero sempre maggiore di aziende, quindi, adotta soluzioni per migliorare la salute, la produttività e la flessibilità grazie all’uso di robot collaborativi, o cobot, ideati per lavorare insieme all’uomo o al suo fianco. Ma sta prendendo piede anche un’altra realtà, quella rappresentata dai cosiddetti esoscheletri attivi, o robot indossabili, particolarmente indicati per prevenire infortuni ai lavoratori derivanti dal sollevamento di carichi pesanti.

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QUESTIONE DI SICUREZZA Gli esoscheletri attivi, così come i cobot, sono sicuramente molto utili, ma il loro impiego potrebbe trovare un ostacolo non indifferente quando, in determinati ambienti di lavoro, devono essere rispettate rigide norme di sicurezza.

Un valido aiuto in tal senso potrebbe essere apportato dagli studi condotti nell’ambito del progetto “Covr” (Being safe around collaborative and versatile robots in shared spaces), finanziato dall’Ue, che affronta esattamente questo problema e rende più comprensibile il processo di valutazione della sicurezza. Infatti, sebbene tali strumenti stiano già facendo capolino in vari ambiti applicativi, mancano esoscheletri attivi a supporto di attività svolte in zone con atmosfere potenzialmente esplosive, che richiedono obbligatoriamente la certificazione ATEX (Explosive Atmospheres).

La direttiva ATEX comprende i regolamenti Ue relativi alle apparecchiature e ai sistemi di protezione destinati all’impiego in atmosfere potenzialmente esplosive, come quelle contenenti gas infiammabili, nebbie, vapori o polveri combustibili.

ATEX

UN VALIDO PUNTO DI RIFERIMENTO Il progetto Covr aiuta imprese affermate e start-up ad analizzare, collaudare e convalidare la sicurezza di applicazioni relative ai cobot e agli esoscheletri attivi.

L’obiettivo di tale progetto, che vedrà la sua conclusione a dicembre di quest’anno, è quello di fornire un singolo punto di accesso per gli utenti provenienti da tutti gli ambiti applicativi dei cobot e degli esoscheletri attivi e da tutti i Paesi nel mondo. Covr, infatti, offre una serie di strumenti che danno vita a un approccio unificato per garantire la sicurezza.

Ma i lavori dei partecipanti a Covr stanno anche consentendo l’istituzione di cinque centri per la sicurezza in Europa, dove i produttori e gli sviluppatori di tecnologie possono portare i loro robot e sottoporli a collaudi in strutture ben attrezzate. In aggiunta, Covr fornisce anche finanziamenti a iniziative legate alla creazione e all’installazione di sistemi di cobot pilota e allo sviluppo di sistemi o componenti per cobot, inclusi componenti o sistemi di sicurezza.

Quindi, in ultima analisi, la vera missione del progetto è quella di rendere sicuri tutti i robot che condividono uno spazio con gli uomini.

I PRIMI PASSI Il primo passo verso l’impiego degli esoscheletri attivi in zone ATEX è rappresentato dal progetto Aldak, condotto nell’ambito di Covr, che prevede la “trasformazione” di un esoscheletro prodotto da Gogoa mobility robots, una start up spagnola che progetta e sviluppa esoscheletri, in uno strumento utilizzabile in zone ATEX. Juantxu Martin, responsabile dello sviluppo tecnologico di Gogoa, ha affermato: “Grazie a questo progetto, i robot indossabili troveranno ampie applicazioni in numerose industrie di primaria importanza per l’economia globale, come quelle dell’Oil&Gas, del petrolchimico e le centrali elettriche, e per le quali è fondamentale la certificazione ATEX”.

Fonte: Cordis (©Unione europea).

PNO con MACBETH per rivoluzionare l’ingegneria di processo europea

C

iaoTech PNO, società leader di Innovation management in Europa, supporta aziende e centri di ricerca nell’ottimizzazione dei processi di innovazione e nell’accesso a fondi pubblici per progetti di ricerca e sviluppo. Da anni è coinvolta in progetti europei in cui si occupa di valorizzazione dei risultati verso i mercati.

Nel progetto MACBETH “Membranes And Catalysts Beyond Economic and Technological Hurdles” finanziato dall’UE (G.A. 869896) il partenariato intende sviluppare una nuova tecnologia che combina sintesi catalitica e unità di separazione in un unico reattore catalitico a membrana. Il reattore sarà testato in impianti MACBETH has received industriali a media scala nei settori specialty chemicals, produzione di idrogeno perfunding trasportofrom ed elettricità, deidrogenazione del propano per grandi volumi di prodotti chimici e olii vegetali per the European produzione biotecnologica.

Union's Horizon 2020 Research MACBETH has received funding from the European Union's Horizon 2020 Research and Innovation Programme under Grant Agreement No 869896

Publiredazionale

and Innovation Programme

In MACBETH, PNO è leader delle attività di analisi stakeholders e di mercato, business plan, under Grant Agreement No exploitation, divulgazione, networking.

869896

w w w.ciaotech.it

infociaotech@ciaotech.com

SPECIALE OIL&GAS Risponde Paolo Macchi, Managing Director, Trillium Flow Technologies™ - Gabbioneta Pumps™

PROCESSI ETO NEL MONDO OIL &GAS POMPE CENTRIFUGHE E SOPRATTUTTO TANTO SERVIZIO AL CLIENTE, DALLA NASCITA DEI NUOVI PROGETTI FINO ALLA GESTIONE E MANUTENZIONE DEGLI IMPIANTI GIÀ INSTALLATI. QUESTA IN BREVE L’ATTIVITÀ DI GABBIONETA PUMPS, ECCELLENZA INDUSTRIALE OGGI PARTE DEL GRUPPO TRILLIUM, PRONTA ALL’INNOVAZIONE DI PROCESSI SU DIVERSI FRONTI DI SVILUPPO, DALLA SERVITIZZAZIONE ALLA STAMPA 3D

P

arte del gruppo Trillium dallo scorso anno, Gabbioneta Pumps fa risalire la sua storia alla fine dell’Ottocento. Per decenni si è occupata del fluido acqua, entrando circa cinquant’anni fa nel mondo del petrolio e dei suoi derivati. Oggi svolge la sua attività nella sua bellissima sede di Nova Milanese, inaugurata nel 2016, dalla quale le pompe escono con destinazione mondo nei settori dell’energia, dell’Oil&Gas, della gestione delle acque industriali e dell’industria in generale. La presenza del gruppo Trillium sul mercato consente all’azienda di proporsi come “One-Stop Shop” per i contesti applicativi più disparati, con soluzioni che comprendono progettazione e project management, supply chain, produzione e servizio post vendita.

Chimica Magazine: Inquadrato brevemente il profilo dell’azienda, vediamo come si svolge la sua supply chain con riferimento al modello produttivo ETO, e cominciamo come di consueto dalla logistica e dalla gestione dei materiali.

Paolo Macchi: I nostri prodotti nascono principalmente dall’assemblaggio di

componenti ottenuti per fusione; di conseguenza non esiste un vero e proprio magazzino per lo stoccaggio dei nostri materiali, dato che anche la materia

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AAAAAA ETO

prima stessa è approvvigionata su commessa. Sebbene le pompe API610 rispettino standard di progettazione, la variabilità dei sizes, delle caratteristiche tecniche e dei materiali fa sì che sia impossibile gestire degli stock, almeno per la tipologia di mercato di Gabbioneta. Altro punto a sfavore della gestione di materia prima a stock è la presenza di modelli che vincolano la produzione alla fonderia e al paese di provenienza delle fusioni (che possono essere sia BBC, best buy countries, oppure in Europa). Il semilavorato va di pari passo con la fusione in quanto molto spesso le fusioni vengono fornite già lavorate. In breve: il prodotto finito per definizione nell’ETO non è un prodotto da scaffale o che possa essere gestito a scorta minima.

CM: Dalle materie prime passiamo ai fornitori: come sono inquadrati e gestiti?

PM: La pressione sui prezzi degli ultimi anni ha spinto i

produttori di componentistica per l’oil & gas a differenziare la supply chain verso paesi a più basso costo della manodopera (BBC), con i relativi problemi legati alla selezione e fidelizzazione dei fornitori. Gabbioneta si è così dovuta organizzare con un ufficio di supporto alla qualità e supply chain in India e Cina per gestire la catena di fornitura. Ad oggi sono ancora le vendor list dei clienti che determinano la possibilità o meno di approvvigionare materia prima o semilavorati in BBC, ma queste limitazioni sono sempre minori. Rimangono ancora limiti sulla qualità del prodotto quando sono richieste prestazioni molto elevate e la precisione e la qualità del manufatto risultano fondamentali per garantire le performance richieste.

CM: Quali sono le figure che si occupano della supply chain e della gestione dei flussi logistici, e quali compiti svolgono?

PM: In Gabbioneta la supply chain integra acquisti e ap-

provvigionamento; tale funzione garantisce logistica interna ed esterna, quindi ogni movimentazione del materiale in ingresso, la gestione interna dei magazzini e l’uscita verso il cliente finale. La produzione gestisce i processi che vanno dalla pianificazione alla programmazione di dettaglio, che fornisce le informazioni necessarie alla supply chain per programmare l’arrivo dei materiali nei tempi previsti.

CM: La produzione su commessa si caratterizza per l’estrema differenziazione dei prodotti. Come cercare invece di ridurre la variabilità e aumentare la standardizzazione?

PM: Il processo di standardizzazione del prodotto è indi-

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SPECIALE OIL&GAS spensabile per ridurre la complessità. È un po’ come cercare di coniugare il lavoro del sarto che cuce l’abito su misura, con quello della confezione che produce abiti in serie tutti uguali. I clienti hanno la tendenza a chiedere prodotti che sono sempre più disegnati sulle loro esigenze (e non parlo solo di caratteristiche tecniche, nel nostro caso della pompa) ma anche di processi di controllo, documentazione, componentistica, ed è molto difficile farli derogare da queste loro richieste. Tutto ciò impedisce, come si capisce bene, una standardizzazione spinta. Rimangono tuttavia aree importanti sulla progettazione del prodotto che consentono la semplificazione dei codici, la standardizzazione dei materiali e dei disegni. Tutto questo permette, in ultima analisi, la gestione di un numero minore di codici, di ordini a fornitori, di ordini di produzione fino all’impiego del Kanban… in poche parole, una riduzione della complessità.

CM: Con quale apparato tecnologico è possibile gestire tutto questo? Quale rilievo hanno i concetti e i progetti di Industria 4.0?

PM: I processi di incoming, stoccaggio e prelievo da ma-

gazzino per preparare i kit di produzione vengono svolti con l’utilizzo di sistemi di rilevazione barcode: elementi come la lettura a distanza dei codici a barre e la lettura ottica dei documenti di consegna hanno permesso una notevole riduzione dei tempi di gestione e di movimentazione interna. Ancora di più si potrà fare con l’utilizzo di sistemi RFID, che potranno fornire informazioni in tempo reale alla gestione della produzione con il semplice impiego di lettori portatili. Un nuovo progetto, che è attualmente allo studio e che ci auguriamo di poter implementare a breve, prevede l’applicazione di tag RFID ai semilavorati, per seguirne ogni fase durante tutto il processo di produzione.

Ricordiamo sempre il nostro settore principale di attività, le pompe per il settore petrolchimico. Si tratta di componenti di grosse dimensioni, che a loro volta contengono all’interno numerosi componenti, a loro volta grandi, che hanno bisogno di diverse lavorazioni interne ed esterne, o di passaggi verso subfornitori per qualche processo che non viene gestito internamente, come ad esempio la verniciatura o l’esame a raggi x per determinati controlli.

Si comprende dunque quella che potrebbe essere l’utilità di un sistema di rilevazione sempre presente sulla macchina, sul quale caricare anche delle informazioni che possono essere il riferimento a disegni o certificati. Ne conseguirebbe una notevole semplificazione e velocizzazione del processo.

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ETO

CM: Il servizio post vendita: come viene erogato e quale peso ha sul prodotto? Qual è il ruolo dell’innovazione tecnologica nell’after market?

PM: Per un’azienda come la nostra, la fornitura di servizi

e in generale la servitizzazione del prodotto costituiscono la prospettiva di sviluppo più interessante per il futuro. Il servizio post vendita ha una importanza fondamentale per un produttore di macchine rotanti, anche per una questione di margini commerciali: che sono sempre più sottili per la vendita di original equipment, mentre sono ben più consistenti per l’erogazione di servizi after market. Oggi infatti dare servizi non significa più andare con il cacciavite a bordo della macchina per riparare un guasto, come non è solo più vendere pezzi di ricambio. Il servizio si estende ad un supporto al cliente che va dal commissioning a tutto il ciclo di vita del prodotto e si esercita con diverse attività: la diagnostica a distanza, la manutenzione programmata, lo studio per la sostituzione di prodotti vecchi e non più performanti, la proposta di soluzioni per aumentare l’efficienza degli impianti e dei processi del cliente.

A tal proposito è di importanza prioritaria la possibilità di utilizzare soluzioni di ultima generazione, nel solco dei concetti di Internet of Things o Industria 4.0, e per questo abbiamo diversi studi in corso in collaborazione con il Politecnico di Milano e l’Università di Brescia. La base dei nuovi progetti sta nella possibilità di raccogliere i dati di funzionamento delle macchine, cosa che consentirebbe, ad ogni interazione con il cliente, di aggiungere informazioni importanti per il nostro prodotto. Ogni guasto, ogni intervento, ogni azione svolta presso il cliente, sia essa manutenzione, supporto o intervento migliorativo sulla macchina, deve diventare una fonte di informazione. Ed è in questa direzione che stiamo lavorando già da tempo.

Dunque la tecnologia c’è, come ci sono le possibilità appli-

CLS

S U C FO FOCUS

I vantaggi delle macchine ATEX di CLS

Sicurezza e performance elevate con le macchine ATEX di CLS studiate per il settore chimico-farmaceutico

L’

industria chimico-farmaceutica è un settore complesso che implica quotidianamente il trattamento e la movimentazione di materie prime delicate che richiedono soluzioni affidabili per la lavorazione in totale sicurezza. In un comparto all’interno del quale vengono gestiti materiali infiam-

mabili, la scelta delle macchine addette alla movimentazione deve attenersi scrupolosamente alle stringenti direttive europee ATEX (ATmosphere EXplosive) studiate per la tutela della salute e per la sicurezza sul lavoro.

In partnership con le aziende leader nelle trasformazioni antideflagranti,

CLS, azienda italiana con quasi 70 anni di esperienza in noleggio, vendita e assistenza di carrelli elevatori e macchine per la movimentazione di merci, propone macchine da magazzino e carrelli controbilanciati elettrici e termici trasformati in ottemperanza alle normative ATEX e in grado di lavorare in presenza di atmosfere potenzialmente esplosive.

Considerando la complessità del settore, la varietà dei prodotti e i rischi connessi alla manipolazione e movimentazione, è fondamentale scegliere un partner che proponga soluzioni affidabili in grado di rispondere alle delicate esigenze del comparto.

CLS garantisce elevate performance, rispondendo ai più esigenti standard di sicurezza grazie alle macchine tradizionali Hyster con trasformazione antideflagrante che offrono un reale valore aggiunto all’intero processo.

CLS SpA Strada Provinciale 121 - 20061 Carugate MI - Tel. 02 92505.1 - contact@cls.it - www.cls.it

S U C O F FOCUS

SPECIALE OIL&GAS cative: ci sono però alcuni ostacoli da affrontare, tipicamente nel mondo oil & gas. Il primo sta nel fatto che non sempre i nostri clienti sono disposti a mettere totalmente a disposizione i loro dati operativi, soprattutto per quanto riguarda le pompe di estrazione di petrolio. I dati che sarebbero importanti a livello di produzione e manutenzione del macchinario, infatti, spesso sono anche informazioni sensibili sul mercato. Seconda criticità è, ammesso che si riescano a raccogliere tutti questi dati, la capacità di elaborarli propriamente. Consideriamo infatti che noi abbiamo migliaia di prodotti sul mercato, installati in decenni di storia nei Paesi più disparati. Quello che possiamo raccogliere sono batch di dati, raggruppati per tipologia di macchina o di guasto.

L’aspetto più strategico sarebbe invece nella possibilità di correlarli con prodotti o con problematiche simili, cosa che invece è resa complessa dall’entità delle nostre installazioni come numero e come qualità. In sintesi gli aspetti su cui stiamo lavorando sono sicuramente quelli della raccolta dei dati, ma anche della loro correlazione reciproca.

Altro fronte di innovazione molto importante per l’after market è costituito dall’additive manufacturing. Le pompe Gabbioneta, come detto sopra, sono prodotte secondo standard industriali, quindi la vera complessità nel loro caso risiede nella commessa in quanto tale, più che nelle singole componenti, che sono realizzate principalmente per fusione.

Rispetto a questa modalità produttiva tipica del mondo metallurgico, la stampa 3D consente di ridurre drasticamente i tempi e di controllare molto meglio la qualità del risultato, cosa che può rappresentare una valida alternativa per la realizzazione di pezzi di ricambio. Considerando che quando una delle nostre pompe petrolifere si ferma i danni si contano nell’ordine dei milioni di dollari al giorno, proporre pezzi di ricambio fatti meglio e in meno tempo diventa una prospettiva più che interessante. In questo caso però le difficoltà da superare sono innanzitutto di ordine tecnico, in quanto non esiste ancora una tabella di comparazione completa fra le prestazioni fisiche del materiale ottenuto per fusione o forgiatura, e quello ottenuto in additive manufacturing. Ma anche di ordine applicativo, in quanto talvolta bisogna vincere un certo tradizionalismo tipico del nostro settore. Ma le opportunità di questa innovazione sono molto interessanti.

CM: La stretta attualità ci suggerisce infine la domanda sulla resilienza e sulla gestione del rischio: come garantite visibilità e reattività dell’azienda in un mondo che si è rivelato più che mai imprevedibile?

PM: Con riferimento alla crisi causata dalla pandemia da

Covid-19, la mia opinione è che, per la maggior parte delle

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ET0

aziende, le strategie di gestione del rischio fossero qualcosa di teorico, o comunque di marginale: a mio avviso molti vivevano nella consapevolezza che il mondo fornisse naturalmente soluzioni capaci di autogovernarsi tra loro. Non è così, e lo abbiamo visto con i nostri occhi negli ultimi mesi.

Per un OEM, in particolare, non è semplice diversificare il proprio prodotto. Per penetrare in nuovi mercati o nuove aree geografiche bisogna entrare nelle vendor list dei clienti, e questo non è facile, come anche accedere a nuovi settori applicativi: parliamo sempre di industry nelle quali la competenza tecnica e di mercato è un aspetto fondamentale, e non è facile acquisirla in tempi brevi. Per quanto ci riguarda, la strategia principale di riduzione del rischio deriva dalla gestione del rapporto tra original equipment e after market: noi puntiamo a privilegiare sempre di più le attività legate ai servizi, molto meno soggette alla variabilità degli investimenti nel settore. La strategia principale risulta quindi la gestione del portafoglio di offerta nel settore principale di business, diversificando la proposta con offerte sempre più mirate a ridurre i problemi degli utilizzatori finali.

Detto ciò, come gruppo abbiamo adottato anche altre strategie. Lato acquisti e supply chain, abbiamo accesso a diversi canali di fornitura e disponiamo di uffici commerciali che si occupano di acquisti in diversi Paesi, quali Cina, India, USA e tanti altri. Questo ci ha dato la possibilità, soprattutto nei primi giorni della crisi, di contare su risorse piuttosto diversificate per gestire gli acquisti e di svolgere le necessarie azioni di controllo qualità.

Per quanto riguarda i processi produttivi, adottiamo diverse soluzioni di ridondanza, sia come lavorazioni che come modelli. La scorsa estate ad esempio una drammatica alluvione in una regione dell’India ha bloccato alcuni nostri fornitori di fusioni per settimane, e in quel momento è emerso chiaramente il vantaggio di aver duplicato i loro modelli presso altre fonderie. Dopo gli ultimi mesi e di fronte a quella che si è profilata come una crisi mondiale, anche a livello di gruppo moltiplicheremo l’attenzione e le strategie in questa direzione, per rafforzare anche da parte nostra la nostra capacità di reagire a rischi globali.

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SPECIALE

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A Acque cque RESIDUI DI FARMACI, UNA NUOVA TECNOLOGIA PER RIMUOVERLI DALL’ACQUA Impiego di enzimi per rimuovere contaminanti antropogenici in tracce dai sistemi idrici

TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE, MISURE DI CONTROLLO DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA Impianti di trattamento delle acque e riduzione delle emissioni di protossido di azoto

DEGRADAZIONE FOTOCATALITICA DEL FENOLO MEDIANTE NANOFIBRE COMPOSITE Nanofibre composite e luce UV per la fotodegradazione catalitica del fenolo

ESTRAZIONE CHIMICA E ANALISI LC-UV PER LA DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI PET IN CAMPIONI AMBIENTALI Tecniche di rivelamento di PET negli ecosistemi terrestri e acquatici

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SPECIALE ACQUE

RESIDUI DI FARMACI UNA NUOVA TECNOLOGIA PER RIMUOVERLI DALL’ACQUA

Sergio Valente

LA PRESENZA E L’ACCUMULO DI CONTAMINANTI ANTROPOGENICI IN TRACCE (MICROINQUINANTI) NEGLI AMBIENTI ACQUATICI È FONTE DI PREOCCUPAZIONE CRESCENTE E LE SOSTANZE SEMPRE PIÙ AL CENTRO DELL’ATTENZIONE SONO I RESIDUI DI FARMACI CHE, ATTUALMENTE E NELLA MAGGIOR PARTE DEI CASI, “SFUGGONO” AGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE E SI RIVERSANO NEI SI-STEMI IDRICI. UNA SOLUZIONE A QUESTO ANNOSO PROBLEMA POTREBBE ESSERE UNA TECNOLOGIA INNOVATIVA BASATA SULL’IMPIEGO DI ENZIMI. 26

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ENZIMI

I

microinquinanti organici sono sostanze create dall’uomo presenti nei sistemi idrici naturali e rappresentano una categoria estremamente diversifica-ta, comprendente migliaia di sostanze utilizzate quotidianamente nell’industria e nell’agricoltura. Vanno dai prodotti chimici industriali ai principi attivi farmaceutici, dalle sostanze contenute nei prodotti studiati per la cura personale ai pesticidi, fino agli ormoni. E tra tutti questi inquinanti antro-pogenici, quelli che destano sempre maggiore preoccupazione sono i residui di farmaci che, dopo essere stati assunti, vengono eliminati e si ritrova-no per il 50-90% nelle fognature. Il problema principale nasce dal fatto che solo alcuni impianti di depurazione delle acque reflue sono predisposti per lo smaltimento di tali sostanze, fattore che comporta inevitabilmente il mancato trattamento dei principi attivi farmaceutici. Tali principi, di conse-guenza, entrano nei sistemi idrici naturali e nelle acque potabili destinate al consumo umano, con inevitabili ripercussioni sulla salute e sull’ambiente. Un valido esempio sono i residui di antidepressivi e ormoni, che possono avere impatti altamente negativi sulla vita e sulla ripro-

sul lavoro di un precedente progetto, sempre finanziato dall’Ue, dal titolo DePharm, che aveva analizzato la fattibilità e le oppor-tunità di mercato per una nuova tecnologia di trattamento delle acque a base di enzimi. PFS è il progetto di fase 2, che ha convalidato e reso disponi-bile su scala industriale tale tecnologia, preparandola al tempo stesso per il mercato.

“PFS è una tecnologia di trattamento delle acque per processi industriali e municipali”, ha spiegato Christian Ryen, direttore operativo di Pharem Biotech (una società di tecnologia green fondata nel 2013 a Uppsala, in Svezia, partner del progetto). “Immaginate un trattamento programmabile che consente di selezionare il meccanismo di trattamento. Sviluppando enzimi, infatti, possiamo studiare e progettare i meccanismi di trattamento più indicati per un determinato materiale. Il materiale ‘attivo’ è simile alla sabbia ed è in grado di trattare una vasta gamma di inquinanti organici traspor-tati dall’acqua. Mentre passa attraverso il materiale, l’acqua entra in contatto con gli enzimi, che aggrediscono e degradano le sostanze inquinanti”.

Gli enzimi sono naturalmente presenti in natura e sono dei veri e propri catalizzatori, in quanto accelerano e controllano le reazioni, e ognuno di essi viene sviluppato affinché abbia una ben precisa attività. In altre parole, ciascun enzima è in grado di effettuare un trattamento diverso e, consideran-do che la concentrazione dell’enzima può essere modulata in funzione del volume di acqua da trattare, il risultato finale è un trattamento altamente efficiente e prevedibile. Inoltre, proprio per la loro natura, gli enzimi non necessitano di energia supplementare. Ne deriva che tutte le soluzioni sono energeticamente indipendenti, fattore che riduce i costi operativi e di installazione.

Infine, dato che gli enzimi altro non sono che catene amminoacidiche, sono stabili e degradabili, quindi rispettosi dell’ambiente e a ridotto impatto ambientale se confrontati ad altre installazioni con scopi simili.

du-zione degli animali acquatici, e i residui di antibiotici, che contribuiscono ad alimentare il fenomeno ormai ben noto dell’antibioticoresistenza, uno dei principali problemi che la medicina si trova ad affrontare.

CONFORMITÀ AI REQUISITI DI SETTORE

UN TRATTAMENTO INNOVATIVO E “ADATTABILE” Il progetto PFS, finanziato dall’Ue, ha sviluppato un sistema di trattamento delle acque reflue destinato ai residui di farmaci e ad altri microinquinanti organici. Esso si basa

Dopo diversi mesi di test, la tecnologia PFS si è dimostrata conforme ai requisiti di settore, tanto che, anche senza una specifica ottimizzazione, il trat-tamento effettuato negli impianti municipali di depurazione delle acque ha dimostrato di essere in grado di rimuovere oltre l’80% dei residui di farmaci, un dato che regge più che bene il confronto con altre tecnologie.

Fonte: Cordis (©Unione europea)

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SPECIALE ACQUE

TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE, MISURE DI CONTROLLO DELLE EMISSIONI DI GAS SERRA GLI IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE EMETTONO GAS A EFFETTO SERRA, TRA CUI PROTOSSIDO DI AZOTO. E, IN BASE A QUANTO STABILITO DALL’ACCORDO DI PARIGI, TALI EMISSIONI DEVONO ESSERE NECESSARIAMENTE RIDOTTE. LA COMPRENSIONE DEI COMPLESSI MECCANISMI CHIMICI ALLA BASE DEL TRATTAMENTO DELLE ACQUE IN CONDIZIONI DI CAMPO FORNISCE UN VALIDO AIUTO ALLA RIDUZIONE DI TALI EMISSIONI.

G

Giuseppe Marchese

li ultimi decenni hanno fatto registrare un sensibile aumento della concentrazione atmosferica di protossido di azoto (N2O), il terzo gas a effetto serra di lunga durata più importante dopo l’anidride carbonica (CO2) e il metano (CH4), che contribuisce ai complessi processi all’origine della riduzione dell’ozono stratosferico. Il protossido di azoto può persistere nell’atmosfera per oltre 100 anni e, secondo calcoli recenti, contribuisce per il 7% al riscaldamento climatico derivante dalle attività antropogeniche e ha fatto registrare

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un aumento della sua concentrazione del 20% rispetto ai livelli preindustriali.

TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE E GAS SERRA Gli impianti di trattamento delle acque reflue producono gas a effetto serra, in quanto disperdono metano e protossido di azoto. E sebbene le quantità di N2O siano ridotte, volumi equivalenti esercitano un potenziale effetto serra quasi 300 volte superiore a quello dell’anidride carbonica.

EMISSIONI

L’accordo di Parigi stabilisce che questi impianti devono ridurre le loro emissioni e diventare climaticamente neutri, un obiettivo che comporta necessariamente l’eliminazione delle emissioni di N2O. Il problema è che le modalità di produzione di questo gas sono complesse e, nel caso dei processi di trattamento delle acque reflue, difficili da determinare. La biologia alla base di tali percorsi non è particolarmente complicata in condizioni controllate di laboratorio, in cui le colture batteriche sono pure; negli impianti di trattamento delle acque reflue, tuttavia, è presente una miscela complessa e mutevole di numerose specie di batteri caratterizzati da metabolismi differenti.

La composizione variabile delle acque reflue in entrata e l’aerazione fisica degli impianti per il loro trattamento complicano ulteriormente la questione. Pertanto, la comprensione del problema relativo al protossido di azoto in condizioni di laboratorio non corrisponde necessariamente a ciò che si verifica in un impianto reale.

NO2, UN PROBLEMA DA VALUTARE SUL CAMPO Il problema delle emissioni di protossido di azoto da parte degli impianti di trattamento delle acque reflue e, quindi, in condizioni reali, è stato preso in esame dal progetto “Amaconoe”, il cui obiettivo è stato fornire un contributo al controllo delle emissioni.

Il team di ricercatori ha compilato la banca dati di parametri operativi relativi a impianti su scala reale più completa al mondo e, sulla base di tali dati, ha successivamente effettuato avanzate analisi statistiche e di modellizzazione dei processi. Le dimensioni e la complessità senza precedenti di questa banca dati hanno consentito di realizzare analisi che finora non erano mai state possibili.

In punti critici in breve La valutazione del modello ha suggerito i miglioramenti che potrebbero essere apportati a livello di progettazione e funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue. Le analisi condotte hanno consentito di individuare e caratterizzare alcuni punti chiave dei processi chimici che avvengono durante il trattamento. Più in particolare, i ricercatori hanno osservato che i batteri autotrofici ammonio-ossidanti producono N2O durante le fasi di trattamento aerobico (in presenza di ossigeno) di un impianto e che nelle stesse fasi i batteri azoto-ossidanti, come atteso, generano nitrato (NO3). Ma il pun-

to chiave individuato dai ricercatori è che, per eliminare l’accumulo di N2O nel liquido, all’inizio della fase di trattamento anossico (a ridotta concentrazione di ossigeno) erano di fondamentale importanza elevate concentrazioni di nitrato. È stato quindi ipotizzato che gli organismi eterotrofi preferissero utilizzare prima il nitrato e, solo in una fase successiva al suo esaurimento, impiegassero ed eliminassero l’N2O. Per conseguire un funzionamento equilibrato dell’impianto è dunque importante gestire sia le attività aerobiche, sia quelle anossiche.

TENCOLOGIE PER IL CONTROLLO DELLE EMISSIONI Da quanto osservato nelle fasi preliminari del progetto, è stato possibile affermare che gli impianti di trattamento delle acque reflue devono controllare accuratamente i regimi di aerazione sia in termini di durata sia in termini di intensità. E il progetto ha sviluppato tecnologie volte a rendere possibile il raggiungimento di questo traguardo.

La prima consiste in un metodo per ridurre al minimo il tasso di produzione di N2O nel corso della fase aerobica, mediante un’efficace gestione dell’aerazione, che deve essere utilizzata nella giusta misura. Inoltre, il team ha sviluppato un sistema per controllare l’eliminazione di N2O durante la fase anossica, regolando la fonte esterna di carbonio. In pratica, ciò si traduce in un’aggiunta intermittente di acque reflue in entrata nel corso delle fasi anossiche.

L’aspetto importante da non sottovalutare, è che le misure di controllo elaborate dal progetto possono essere applicate a un impianto di trattamento partendo da zero o possono essere inserite rivedendo le procedure di controllo e automazione esistenti negli impianti. Infatti, molti impianti sono già dotati di un sistema di controllo di supervisione e acquisizione dati noto come SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Per di più, alcuni impianti potrebbero già essere dotati di algoritmi o di tecnologie di controllo sofisticati. Pertanto, gli operatori saranno in grado di analizzare i propri impianti e di scegliere la strategia più appropriata per contenere le emissioni di N2O. Il lavoro svolto ha portato all’elaborazione di tecniche specifiche per limitare la produzione di N2O durante il funzionamento di un impianto di trattamento delle acque reflue e, in ultima analisi, per contribuire al controllo e alla riduzione delle emissioni di gas serra, così come previsto dall’Accordo di Parigi sul clima.

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SPECIALE ACQUE

DEGRADAZIONE FOTOCATALITICA DEL FENOLO MEDIANTE NANOFIBRE COMPOSITE LA RIMOZIONE DEL FENOLO PRESENTE NELLE ACQUE TRAMITE DEGRADAZIONE FOTOCATALITICA È STATA RICONOSCIUTA COME UNA TECNICA RISPETTOSA DELL’AMBIENTE PER LA GENERAZIONE DI ACQUA PULITA. NANOFIBRE COMPOSITE CONTENENTI POLIACRILONITRILE, NANOTUBI DI CARBONIO E BIOSSIDO DI TITANIO, OTTENUTE MEDIANTE PROCESSI DI ELETTROFILATURA, HANNO DIMOSTRATO ELEVATE PROPRIETÀ DI FOTODEGRADAZIONE CATALITICA DEL FENOLO MEDIANTE ESPOSIZIONE A LUCE UV.

L

a contaminazione delle risorse idriche è una seria preoccupazione ambientale e la qualità delle acque è costantemente compromessa dalla presenza di numerosi agenti inquinanti, di natura fisica, chimica o microbiologica, in genere derivanti dalle attività antropiche. Tra gli inquinanti più frequentemente riscontrati vi sono sicuramente le sostanze chimiche che, solo in parte, vengono facilmente eliminate, mentre altre risultano particolarmente resistenti ai processi di degradazione, tanto che possono persistere a lungo nell’ambiente come tali o sotto forma di intermedi spesso altrettanto pericolosi.

sici tra i più persistenti, in quanto in grado di resistere alla degradazione ambientale governata da processi chimici, biologici e fotolitici. Tali sostanze, che vengono riversate nell’ambiente soprattutto con le acque reflue delle industrie chimiche, in particolare quelle che operano nei settori farmaceutico, agrochimico, petrolchimico e cartario, possono avere gravi ripercussioni sulla salute umana e animale a causa della loro tossicità e delle loro proprietà di interferenti endocrini e cancerogeni. Pertanto, una manipolazione e uno smaltimento inadeguati di questi composti rappresentano un serio rischio per l’ambiente e l’ecosistema.

FENOLO E COMPOSTI FENOLICI

Le tecnologie convenzionali impiegate per la rimozione di tali inquinanti comprendono la degradazione biologica, l’ossidazione chimica, l’adsorbimento e la fotocatalisi.

Il fenolo e i composti fenolici sono inquinanti organici tos-

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Gabriella Carcassola

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Rimozione

NANOFIBRE COMPOSITE

Quest’ultima, in particolare, negli ultimi anni, è diventata una buona alternativa per la rimozione degli inquinanti organici, compresi i fenoli e i composti fenolici, in quanto economica, efficiente e green. La fotocatalisi presenta molti vantaggi, tra cui il suo impiego associato all’esposizione ai raggi UV o alla luce visibile e la capacità di degradare gli inquinanti organici in presenza di un semiconduttore in grado di promuovere reazioni in presenza di raggi UV. Il biossido di titanio (TiO2) è uno dei semiconduttori più efficienti nel trattamento dei contaminanti organici, grazie alla sua fotosensibilità, al costo ridotto, all’attività biologica e alla stabilità chimica. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, è necessario recuperare le nanoparticelle rimanenti di TiO2 nella soluzione di reazione fotocatalitica. Per questo, l’associazione di TiO2 con nanotubi di carbonio (Carbon Nanotube, CNT), dotati di un’elevata capacità adsorbente per l’ampia superficie, le dimensioni estremamente ridotte e l’elevata porosità, si è dimostrata in grado di migliorare le prestazioni complessive del processo fotocatalitico. Recentemente, inoltre, l’associazione TiO2/CNT è stata impiegata in seguito a immobilizzazione su nanofibre composite per la degradazione fotocatalitica di coloranti organici in presenza di luce UV e per la rimozione del cromo esavalente.

Un binomio efficiente L’associazione del processo fotocatalitico con membrane composte da nanofibre combina i vantaggi offerti tanto dalla filtrazione a membrana quanto della degradazione fotocatalitica. Si tratta di un approccio che consente l’impiego di membrane di nanofibre composite dotate di

un’elevata efficienza di rimozione e di un’ottima selettività e che, quindi, in ultima analisi, rappresenta una soluzione innovativa per il trattamento delle acque contaminate.

Le nanofibre composite possono essere create mediante elettrofilatura, un processo sostenibile, versatile ed efficiente per la produzione di nanofibre con diametri di nanomenti o micrometri. In tale quadro, il poliacrilonitrile (PAN) elettrofilato può rappresentare un vettore promettente per i materiali catalitici immobilizzati, in quanto le nanofibre elettrofilate di PAN sono idrofobiche e, grazie alla loro caratteristica flessibilità, facilmente gestibili.

Partendo da tali considerazioni, sono state recentemente impiegate nanofibre composite PAN-CNT/TiO2 per la degradazione fotocatalitica del fenolo in presenza di raggi UV1 (foto 1).

PRESTAZIONI DELLE NANOFIBRE COMPOSITE Performance fotocatalitiche Al fine di massimizzare l’efficienza del processo fotocatalitico del fenolo, è stata determinata la concentrazione male del catalizzatore (TiO2), che è risultata pari a 20 mg/L di fenolo. A tale concentrazione, infatti, il catalizzatore ha mostrato la sua massima efficienza per l’aumento dei siti reattivi e l’elevata area superficiale della nanofibra a disposizione (figura 1). Inoltre, considerando che il pH esercita una notevole influenza sulle proprietà superficiali dell’adsorbente e, quindi, in ultima analisi, sulle prestazioni fotocatalitiche, è stato determinato che a un valore di pH 5 l’efficienza della degradazione risulta pari al 99,2%.

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SPECIALE ACQUE

NANOFIBRE COMPOSITE

Efficienza di fotodegradazione (%)

Efficienza di fotodegradazione (%)

Figura 1 Effetto della dose del catalizzatore sulla fotodegradazione del fenolo

Dose del catalizzatore (mg)

Performance di riutilizzazione e stabilità Le prestazioni di riciclo e stabilità delle nanofibre composite fotocatalitiche sono risultate particolarmente interessanti in termini di applicazioni pratiche. Infatti, dopo 3 cicli di fotodegradazione alla concentrazione di 10 mg/ L, a pH 5 e con un’esposizione ai raggi UV pari a 15 minuti, le analisi hanno fornito risultati decisamente positivi, in quanto non è stato possibile rilevare alcuna riduzione significativa delle prestazioni catalitiche della membrana in nanofibra composita (figura 2). Quindi, la stabilità del catalizzatore si è dimostrata superiore a 3 cicli di utilizzo, fattore che gli conferisce un notevole potenziale nel trattamento delle acque contaminate da fenolo.

Figura 2 Riutilizzablità delle nanofibre composite 1° Ciclo

2° Ciclo

3° Ciclo

Tempo di irradiazione (min)

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Dose del catalizzatore (mg)

APPLICAZIONI AMBIENTALI SU LARGA SCALA Le nonofibre composite PAN-CNT/TiO2 sono state allestite con risultati altamente interessanti mediante processi di elettrofilatura, al fine di essere utilizzate per la degradazione fotocatalitica del fenolo mediante esposizione alla luce UV. Il nuovo materiale si è rivelato particolarmente stabile e dotato di un’elevata efficienza di fotodegradazione dell’inquinante, efficienza che si è rivelata pari al 99% circa. Tali risultati sono imputabili all’ampia superficie offerta dalla nanofibra composita che, garantendo un significativo miglioramento dell’assorbimento dei raggi UV, garantisce una fotodegradazione rapida e particolarmente efficiente.

Un altro aspetto da non sottovalutare ai fini di applicazioni pratiche è la riutilizzabilità della nanofibra PAN-CNT/ TiO2, che non ha evidenziato alcuna riduzione delle performance anche dopo alcuni cicli di impiego. Di conseguenza, la membrana di nanofibra composita a base di poliacrilonitrile (PAN), nanotubi di carbonio (CNT) e biossido di titanio (TiO2) rappresenta un’opzione estremamente interessante per applicazioni su larga scala. Inoltre, a differenza dei tradizionali materiali fotocatalitici in polvere di dimensioni nanometrtiche, la nanofibra composita può essere facilmente separata dal sistema di filtrazione al termine della reazione fotocatalitica e riutilizzata per ulteriori trattamenti di acque contaminate.

1 Mohamed A., Yousef S., Nasser W.S., Osman T.A., Knebel A., Valadez Sánchez E.P., Hashem T. Rapid photocatalytic degradation of phenol from water using composite nanofibers under UV. Environ. Sci. Eur., 2020. doi: org/10.1186/s12302-020-00436-0 (©Authors, www.creativecommons.org/ licenses/by/4.0).

SPECIALE ACQUE

ESTRAZIONE CHIMICA E ANALISI LC-UV PER LA DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI PET IN CAMPIONI AMBIENTALI Veronica Barbarossa

È ORMAI NOTO CHE TANTO L’AMBIENTE MARINO QUANTO QUELLO TERRESTRE SONO INVASI DAI RIFIUTI DI PLASTICA. E, SEBBENE LA PRESENZA DI MICROPLASTICHE NEGLI ECOSISTEMI MARINI E ACQUATICI SIA OGGETTO DI NUMEROSI STUDI, MINORI SONO LE CONOSCENZA RIGUARDANTI GLI INPUT DEI MATERIALI PLASTICI NEGLI ECOSISTEMI TERRESTRI. QUINDI, DATO CHE UNA DELLE VIE DI INGRESSO IN TALI SISTEMI È RAPPRESENTATO DALLA SPARGIMENTO DI FANGHI DI DEPURAZIONE, DI PARTCOLARE INTERESSE È LA MESSA A PUNTO DI UN METODO BASATO SULL’ESTRAZIONE CHIMICA PER LA DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI PET DI CAMPIONI AMBIENTALI SOLIDI, APPLICABILE ANCHE A CAMPIONI DI ACQUA. n. 1 | Febbraio | 2021

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SPECIALE ACQUE

A

gennaio del 2018, l’Unione europea ha adottato la “Strategia europea per la plastica nell’economia circolare”, al fine di ridurre il più possibile l’immissione nell’ambiente di materie plastiche e dare nuovo impulso alla transizione verso un’industria in grado di produrre una plastica sempre più innovativa e sostenibile. In più, nello stesso periodo, l’Ue ha dato un altro giro di vite approvando nuove norme volte a contrastare la diffusione di prodotti di plastica monouso e degli attrezzi da pesca perduti o abbandonati che, nel loro insieme, rappresentano il 70% dei rifiuti marini.

Le microplastiche, definite come particelle di plastica nella dimensione di 1-1.000 µm, sono considerate una nuova minaccia emergente per gli ecosistemi di tutto il mondo.

Ma nonostante ciò, gli studi fino ad ora condotti si sono incentrati soprattutto sugli ecosistemi marini, lasciando alquanto sporadiche le conoscenze su quelli terrestri. Questo divario di dati è particolarmente allarmante, in quanto la contaminazione da plastiche degli ambienti terrestri potrebbe essere da 4 a 23 superiore rispetto a quella degli ecosistemi acquatici.

FANGHI DI DEPURAZIONE QUALI FONTI DI MICROPLASTICHE Oltre allo smaltimento dei rifiuti più o meno controllato, un possibile percorso di ingresso della plastica nel suolo è rappresentato dall’applicazione di fanghi di depurazione come fertilizzante. Le fibre e le particelle microplastiche provenienti dal bucato, dai cosmetici e dai prodotti igienici, infatti, vengono per lo più trattenute negli impianti di trattamento delle acque, finendo nei fanghi di depurazione

che vengono utilizzati, a livello globale, come fertilizzanti in agricoltura. Secondo studi recenti, nei terreni agricoli europei e nordamericani si stima un input annuale di 63.000430.000 e di 44.000-300.000 t, rispettivamente. Si tratta di un dato estremamente allarmante, soprattutto considerando che il carico totale accumulato di microplastiche nelle acque oceaniche superficiali viene stimato in 93.000-236.000 t. altri studi evidenziano che circa il 90% delle microplastiche presenti in terreni coltivati è rappresentato da fibre sintetiche, che per il 70% circa sono rappresentate da polietilentereftalato (PET), potenzialmente in grado di persistere nel suolo fino a 15 anni.

TECNICHE DI RILEVAMENTO DELLE MICROPLASTICHE IN CAMPIONI AMBIENTALI Nella maggior parte dei casi, il rivelamento di microplastiche in campioni ambientali viene effettuato con metodi quali la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) e la spettroscopia Raman. Ma il loro impiego su campioni ambientali richiede molto tempo e, spesso, anche un pretrattamento del campione. Un metodo più veloce è la spettroscopia nel vicino infrarosso in trasformata di Fourier (FT-NIR), che però richiede un contenuto di microplastiche almeno apri all’1% , un valore molto alto e non rilevabile nella realtà. Un’alternativa è rappresentata dall’associazione di più tecniche, come la pirolisi accoppiata con gas cromatografia e spettrometria di massa (Py-GC/MS).

Particolarmente interessanti, infine, sono le tecniche che, in seguito a depolimerizzazione del PET nei suoi monomeri, tra cui l’acido tereftalico, rilevano quest’ultimo mediante

Tabella 1 Campioni ambientali analizzati e presunta fonte

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CAMPIONE AMBIENTALE

PRESUNTA FONTE DI PET

Fanghi di depurazione

Separazione e arricchimento dovuti al trattamento nell’impianto di depurazione delle acque

Residui filtrati di acque grigie

Lavaggio di capi in tessuto

Terreno agricolo

Spargimento di fanghi di depurazione

Compost

Rifiuti urbani

Residui di fermentazione

Rifiuti urbani

Particelle sospese in effluenti di impianti di trattamento delle acque

Nessun contenuto sospetto imputabile al trattamento di depurazione

Sedimenti da spiagge

Rifiuti marini

Campioni di polvere

Fibre tessili nell’aria indoor

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FANGHI DI DEPURAZIONE

Tabella 2 Risultati delle analisi dei campioni ambientali CAMPIONE AMBIENTALE

PESO DEL CAMPIONE (mg)

CONTENUTO DI PET (mg kg- 1)

Fanghi di depurazione 1

10.000

98,7

Fanghi di depurazione 2

10.000

142

Residui filtrati di acque grigie

500

1.430

Terreno agricolo 1

20.000

Inferiore a LQ

Terreno agricolo 2

20.000

Inferiore a LQ

Compost 1

5.000

81,5

Compost 2

5.000

Inferiore a LQ

Compost 3

5.000

102

Residui di fermentazione 1

3.000

777

Residui di fermentazione 2

3.000

210

Residui di fermentazione 3

3.000

475

Sedimenti da spiagge 1

50.000

Inferiore a LD

Sedimenti da spiagge 2

50.000

Inferiore a LD

Campione di polvere 1

12.500

6,11

Campione di povere 2

43.600

8,23

LQ: limite di quantificazione (0,121 mg); LD: limite di rilevabilità (0,031 mg).

CAMPIONI, ANALISI E VALUTAZIONI

ottimizzato per volumi di campione anche particolarmente elevati, cosa che lo rende di particolare interesse per le analisi di routine dei suoli, in quanto evita ulteriori fasi di preparazione dei campioni. La metodica è stata selezionata in quanto la strumentazione necessaria è normalmente reperibile nei laboratori che eseguono analisi di routine, non richiede l’impiego di sostanze chimiche tossiche per la fase di estrazione del PET, è facilmente automatizzabile, le misurazioni richiedono un tempo limitato (30’) e la valutazione dei dati semplice. In più, la metodica messa a punto si è rivelata applicabile anche a matrici complesse e, quindi, a matrici ambientali.

Per quanto riguarda il contenuto di PET nei campioni analizzati, è emerso che i valori riscontrati nei fanghi di depurazione, nei compost e nei residui di fermentazione sono risultati fino a 3 volte superiori a quelli dei campioni di suoli agricoli. Di conseguenza, l’uso di tali materiali per la fertilizzazione dei campi potrebbe rappresentare una tra le possibili fonti di PET negli ecosistemi.

I campioni ambientali (tabella 1) sono stati sottoposti ad analisi mediante LC-UV (tabella 2).

Il metodo di rivelamento del PET in campioni ambientali mediante estrazione chimica e analisi LC-UV è stato

Müller A., Goedecke C., Eisentraut P., Piechotta C., Braun U. Microplastic analysis using chemical extraction followed by LC-UV analysis: a straightforward approach to determine PET content in environmental samples. Environ. Sci. Eur., 2020. doi: org/10.1186/s12302-020-00358-x (©Authors, www.creativecommons.org/licenses/by/4.0).

cromatografia liquida associata alla spettroscopia di massa tandem (LC-MS/MS). L’interesse di tale metodica risiede nell’impiego della LC, ampiamente diffusa nei laboratori analitici e che potrebbe quindi essere impiegata per le analisi di routine, soprattutto per i limiti di rivelazione particolarmente bassi che la caratterizzano.

Recentemente, è stata messa a punto una metodica analitica che sostituisce la LC-MS/MS con la cromatografia liquida con rilevatore UV (LC-UV), che rappresenta un metodo più robusto ed economico, in quanto non richiede i prerequisiti per la misurazione MS (ultra-high vacuum). L’impiego della LC-UV per la determinazione della quantità di PET, inoltre, consente di condurre analisi su volumi elevati di campioni ambientali. Particolarmente indicata per matrici ambientali solide, come appunto i fanghi di depurazione, potrebbe comunque essere applicata in futuro per la determinazione del PET in campioni di acqua.

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PRODUZIONE Intervista a Claudia Brunori, Responsabile Divisione Uso efficiente delle Risorse e Chiusura dei Cicli, ENEA Giovanni Abramo

SIMBIOSI INDUSTRIALE un punto chiave per la transizione verso la ECOSOSTENIBILITÀ 36

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UNA DELLE ESIGENZE SEMPRE PIÙ PRESSANTI DELLA SOCIETÀ ODIERNA È LA PRODUZIONE E IL CONSUMO DI PRODOTTI E SERVIZI SOSTENIBILI DAL PUNTO DI VISTA AMBIENTALE. PER APPROFONDIRE L’ARGOMENTO, “CM” HA INTERVISTATO CLAUDIA BRUNORI, RESPONSABILE DIVISIONE USO EFFICIENTE DELLE RISORSE E CHIUSURA DEI CICLI DI ENEA.

L

e pratiche che regolano la produzione industriale, nonché le modalità con cui i prodotti e i servizi disponibili vengono utilizzati da parte dei consumatori, vengono ormai da tempo annoverati tra le cause del degrado ambientale.

Quindi, tutte le attività che ruotano attorno alla vita di un prodotto, durante il suo intero ciclo di vita, hanno fatto nascere l’esigenza di individuare e definire una nuova e innovativa strategia produttiva, in grado di soddisfare tanto le esigenze di progresso economico e sociale quanto la necessità di proteggere il più possibile l’ambiente. Per conoscere meglio cosa sta accadendo nel modo dell’ecosostenibilità, “CM” ha rivolto alcune domande a Claudia Brunori, Responsabile Divisione Uso efficiente delle Risorse e Chiusura dei Cicli di ENEA. Chimica Magazine: Quando si è iniziato a pensare in maniera ecosostenibile?

Claudia Brunori: L’inizio del percorso culturale e politico

relativo allo sviluppo sostenibile si può far coincidere con la Conferenza dell’Organizzazione della Nazioni Unite (ONU) sull’Ambiente umano, tenutasi a Stoccolma nel 1972, in cui si affermava l’opportunità di intraprendere azioni tenendo conto non soltanto degli obiettivi di pace e di sviluppo socio-economico del mondo, per i quali “la protezione e il miglioramento dell’ambiente è una questione di capitale importanza”, ma anche avendo come “obiettivo imperativo” dell’umanità “difendere e migliorare l’ambiente per le generazioni presenti e future”.

Il tema della green economy, strettamente connesso con la produzione ecosostenibile, è anche al centro della Conferenza delle Nazioni Unite sullo Sviluppo sostenibile denominata “Rio+20”, svoltasi a Rio de Janeiro, a giugno 2012, come strumento di uscita dalla crisi economica mondiale e, insieme alla governance, anche come strumento di lotta alla povertà.

Da allora. la tematica dello sviluppo sostenibile è divenuta sempre più rilevante nelle agende politiche dei Paesi a livello globale e, nel 2015, 190 paesi, tra cui l’Italia, si sono assunti l’impegno, nel corso di un’assemblea ONU, di lavorare, a partire dal 2020, per raggiungere nel giro di 10 anni i 17 obiettivi previsti dall’Agenda 2030, al fine

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PRODUZIONE

di migliorare la condizione economica, ambientale e sociale a livello mondiale e superare le disuguaglianze tra gli Stati e al loro interno. Uno di questi è proprio dedicato a “Produzione e consumo sostenibile”.

La Commissione Europea ha recepito le indicazioni dell’Agenda 2030 a partire dalla Comunicazione 2016/739 “Il futuro sostenibile dell’Europa: prossime tappe.

L’azione europea a favore della sostenibilità” e ha lanciato l’European Green Deal, identificando 8 pilastri per promuovere la trasformazione dell’economia europea per un futuro sostenibile, nell’ambito del quale ricerca e innovazione rivestono un ruolo trasversale e abilitante.

Il Green Deal rappresenta la roadmap (strategia multisettoriale ad ampio spettro) della Commissione europea per favorire e accelerare il processo di transizione verso un modello di Circular Economy, dove la crescita sia dissociata dall’uso delle risorse, e verso la Carbon Neutrality entro il 2050, mediante azioni e misure che aiutino le imprese europee a divenire leader nel settore delle tecnologie green, creando, nel contempo, nuove professionalità e competenze, nonché posti di lavoro per migliorare le condizioni di benessere e prosperità dei cittadini.

CM: Perché il “pensiero ecosostenibile” ha iniziato a farsi strada?

CB: Le crisi ambientali, economiche, sociali e sanitarie che

po di innovazioni e fornisce alle imprese la possibilità di realizzare considerevoli vantaggi economici e di competitività; consente di ideare soluzioni nuove e creative lungo tutta la catena del valore, di risparmiare risorse ed energia e di creare occupazione, con benefici per l’ambiente e l’integrazione sociale.

Per questi motivi, uno dei pilastri prioritari del Green Deal è il Piano d’azione per l’economia circolare adottato dalla Commissione Europea (COM/2020/98 final; 11 marzo 2020) (riquadro 1). Il Piano prevede un quadro strategico caratterizzato da diverse misure per: garantire la progettazione di prodotti sostenibili che rispettino principi di circolarità; informare e responsabilizzare i consumatori verso la scelta di prodotti con migliori prestazioni ambientali e di circolarità; favorire l’incremento della circolarità nei processi produttivi e nelle filiere, con particolare riferimento a elettronica, imballaggi, batterie, veicoli, plastica, tessili, costruzioni, edilizia, prodotti alimentari e trattamento rifiuti.

CM: Quali settori e produzioni sono coinvolti nei vari progetti ecosostenibili?

CB: La transizione verso la sostenibilità implica sfide am-

bientali, economiche e sociali di ordine globale. Si tratta ci troviamo ad affrontare chiamano a un’azione imme- di un processo complesso, che non può esser affrontadiata per un drastico cambiamento dell’attuale modello to con risposte individuali su temi specifici, ma che, al economico, da più parti riconosciuto come causa princi- contrario, necessita un approccio sistemico con profondi cambiamenti a livello di politiche, modelli di uso pale degli attuali problemi. È dunque necessario e consumo, gestione del territorio e proteoperare in tempi rapidi una transizione ecologica verso un modello economico più zione dai rischi naturali.

Per uno sviluppo sostenibile e resiliente, a basso tenore di Per un vero sviluppo sostenibile è nesostenibile bisogna carbonio e più efficiente dal punto di cessario promuovere il passaggio a promuovere il passaggio vista dell’utilizzo delle risorse. un’economia efficiente e razionale a un’economia efficiente e Questo implica necessariamente annell’uso delle risorse e a basse emisrazionale nell’uso delle risorse sioni di gas serra, che assicuri la che profondi cambiamenti a livello e a basse emissioni che di politiche, modelli di produzione protezione dell’ambiente, rafforzi la rafforzi la competitività dei e consumo, che debbono necessariacompetitività dei sistemi produttivi e sistemi produttivi territoriali, garantendo al contempo ocmente coinvolgere il sistema industriale e il tessuto sociale e che siano basati sulla cupazione di qualità e un sistema socio-evalorizzazione del capitale economico, naturaconomico resiliente e inclusivo. La transizione verso un’economia sostenibile richiederà trasformale e sociale.

L’economia circolare, caratterizzata da misure relative zioni fondamentali nella tecnologia, nell’industria, negli all’intero ciclo di vita dei prodotti, dalla progettazione affari, nella finanza e, in definitiva, nella società nel suo all’approvvigionamento, dalla produzione al consumo, complesso. fino alla gestione dei rifiuti e al mercato delle materie Uno dei principali ambiti su cui agire è il sistema proprime secondarie, crea un contesto favorevole allo svilup- duttivo e le modalità di consumo, a partire dai settori

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produttivi prioritari per fatturato, estensione e potenziale di miglioramento, quali quelli del tessile/moda, agroalimentare, costruzione e demolizione, automotive e mobilità elettrica, che faranno da traino anche per gli altri settori. Gli interventi in tali ambiti non possono essere esclusivamente di natura tecnologica, devono essere frutto di un approccio integrato.

Fondamentali strumenti sono lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie, metodologie e approcci per l’uso e la gestione efficiente e la chiusura dei cicli nelle imprese, nelle filiere e nelle catene di valore dei prodotti, per la sostenibilità delle aree industriali e per promuovere la transizione verso nuovi sistemi di produzione e consumo, basati su approvvigionamento e utilizzo sostenibile delle risorse, riduzione delle emissioni nell’ambiente e degli impatti sociali delle attività produttive.

Le industrie circolari, così come la chiusura del ciclo sulle catene di valore (di materiale e di prodotto) rappresentano sfide riconosciute come strategiche ai fini della transizione verso l’economia circolare, come confermato nel nuovo piano di azione europeo del marzo 2020.

CM: Può farci qualche esempio?

CB: Occorre sviluppare tecnologie, strumenti e meto-

dologie per integrare i disciplinari di produzione con le migliori pratiche di gestione ambientale, al fine di giungere all’ottimizzazione delle filiere in termini di riduzione dei consumi idrici e di materie prime, al miglioramento dell’efficienza energetica e alla riduzione dei rifiuti prodotti, delle emissioni climalteranti e della perdita di biodiversità.

Ecoinnovazione di prodotto, di processo e di sistema sono necessari per un modello produttivo circolare e rigenerativo e per un sistema di uso/consumo caratterizzato dall’estensione della vita dei prodotti, dal riuso di componenti e da sistemi di riciclo in grado di garantire elevati standard di qualità dei materiali e dei prodotti riciclati.

Fondamentale la progettazione dei prodotti finalizzata alla durabilità, riparabilità e riciclabilità e alla sostituzione di sostanze pericolose e materie prime critiche.

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PRODUZIONE

Devono, inoltre, essere sviluppati e promossi nuovi mo- sostituzione o limitazione delle sostanze pericolose nei delli di ecobusiness, approcci collaborativi tra aziende processi produttivi e l’uso di sostanze definite dal Regodissimili e nuovi modelli di lavoro (ad esempio, smart lamento REACH come “estremamente preoccupanti”, working) e di consumo (sharing economy, pay for service ovvero sostanze cancerogene, mutagene, tossiche per la ecc.). riproduzione, o persistenti-bioaccumulabili-tossiche e, Tra gli strumenti più potenti di innovazione in sup- quindi, dannose per l’ambiente. Tali sostanze, pur esporto alla transizione, la simbiosi industriale gioca un sendo consentite dalla normativa nel momento in cui il ruolo fondamentale. Questa può essere definita come processo produttivo si avvia, potrebbero subire nel temun sistema integrato per condividere risorse (materiali, po alcuni processi di limitazione all’uso tali da rendere energia, acqua, sottoprodotti, scarti, servizi, competenze, impossibile o svantaggioso il riutilizzo di materiali che le strumenti, database ecc.) secondo un approccio di tipo dovessero contenere. collaborativo, in cui l’output di un’azienda può essere Per quanto riguarda la fase di produzione, il rilascio delle utilizzato come input da un’altra azienda nell’ambito del Autorizzazioni Integrate Ambientali (AIA) a livello nasuo processo di produzione. zionale prevede che vengano individuate e adottate, da La simbiosi industriale rappresenta dunque una strate- parte del gestore di un impianto, le migliori tecniche gia di ottimizzazione dell’uso delle risorse, che coinvolge disponibili (Best Available Techniques, BAT), ovvero le le industrie di un territorio, al fine di generare vantaggi tecniche impiantistiche, di controllo e di gestione che tra quelle tecnicamente realizzabili ed economicacompetitivi per le imprese: l’applicazione dei principi della simbiosi industriale consente alle mente sostenibili per ogni specifico contesto aziende di utilizzare in modo più efficace - garantiscono bassi livelli di emissione di Per la fase di flussi di materiali, energia, acqua e altre inquinanti, l’ottimizzazione dei consuproduzione, il rilascio attività, conseguendo una maggiore mi di materie prime, prodotti, acqua delle Autorizzazioni produttività complessiva e generanIntegrate Ambientali prevede ed energia e un’adeguata prevenzione degli incidenti. do opportunità per le imprese, per che vengano individuate e le aree e i distretti industriali, per lo adottate, da parte del gestore Tutte le informazioni utili sulle BAT sono riportate nei cosiddetti Brefs sviluppo locale e per la valorizzazione di un impianto, le migliori (BAT Reference documents), documenti delle risorse in modo aggregativo (ecotecniche disponibili (BAT) di riferimento specifici per le varie canomie di scala). tegorie di attività, che vengono costanteCM: Per chi si approccia a questo nuovo mente aggiornati dalla Commissione euromodo di produrre quali sono le normative a cui pea. Con il recepimento nell’ordinamento italiano (D. Lgs 46/2014) della Direttiva 2010/75/Ue, i valori lifare riferimento?

CB: Per quanto concerne la fase di progettazione, la nor- mite di emissione e le altre condizioni dell’autorizzazione mativa di riferimento principale è l’Eco-design, uno dei vengono stabilite sulla base delle conclusioni sulle BAT. punti chiave nel Piano d’Azione Europeo per l’Economia Nella promozione del consumo di prodotti sostenibili, il Circolare 2020 e più volte richiamato anche nelle quattro GPP (Green Public Procurement), ovvero “Acquisti verdi Direttive del “pacchetto economia circolare”, pubblicate nella pubblica amministrazione” gioca un ruolo decisinel 2018, che modificano 6 Direttive su rifiuti, imballag- vo. Nel CEAP 2020, è prevista la definizione di criteri e gi, discariche, rifiuti elettrici ed elettronici (Raee), veicoli obiettivi obbligatori per gli appalti pubblici verdi (GPP) fuori uso e pile (849/2018/Ue, 850/2018/Ue, 851/2018/ nella legislazione settoriale e l’introduzione progressiva Ue e 852/2018/Ue) e recentemente recepite anche in Ita- di relazioni obbligatorie sul GPP (requisiti di circolarità, lia (Decreti legislativi 3 settembre 2020, n. 116, n. 118, oltre che di efficienza energetica). n. 119 e n. 121).

CM: Infine, l’ecosostenibilità sarà veramente il futuro?

Altra normativa di prodotto di sicuro rilievo è il Re- CB: La risposta è molto semplice: non ci sarà futuro per la golamento REACH, relativo all’utilizzo delle sostan- nostra specie se non all’insegna della sostenibilità. Forse ze chimiche nei processi produttivi e il loro contenuto siamo ancora in tempo per la transizione, ma dobbiamo nei prodotti. L’adempimento al Regolamento prevede la fare in fretta e con grande convinzione

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MANUTENZIONE

MANUTENZIONE PREDITTIVA L’AI AL SERVIZIO DELL’INDUSTRIA 4.0 I BIG DATA GENERATI DALL’INDUSTRIA 4.0 FORNISCONO UN’IMMAGINE VIRTUALE DI SISTEMI E PROCESSI SEMPRE PIÙ DETTAGLIATA. MA SOLO PASSANDO DAI “BIG” AGLI “SMART” DATA È POSSIBILE GENERARE DATI PERTINENTI E UTILI PER APPLICAZIONI IN DIVERSI SETTORI, NON ULTIMO QUELLO DELLA MANUTENZIONE PREDITTIVA.

L

e applicazioni dell’Industria 4.0 generano un ingente volume di dati, i cosiddetti big data. Con il crescente numero di sensori e, in generale, di fonti di dati disponibili, l’immagine virtuale di macchine, sistemi e processi diventa ancora più dettagliata, portando alla potenziale generazione di valore aggiunto su tutta la catena del valore. Allo stesso tempo, però, continua a presentarsi il problema di come estrarre esattamente tale valore, in quanto i sistemi e le architetture per l’elaborazione dei dati diventano sempre più complessi.

Solo gli smart data, vale a dire dati pertinenti, di elevata qualità e utili, consentono di sviluppare un concreto potenziale economico.

LE SFIDE Raccogliere tutti i dati possibili e archiviarli nel cloud, nella speranza che vengano successivamente valutati, analizzati e strutturati, è un metodo diffuso, ma non particolarmente efficace. In pratica, il potenziale valore aggiunto dei big data rimane ampiamente sottoutilizzato e trovare una soluzione in un secondo tempo è più complesso. L’alternativa migliore è fare le giuste considerazioni all’inizio per stabilire quali

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informazioni siano importanti per l’applicazione e in quale punto del flusso di dati sia possibile estrarle. Ciò significa pulire i dati, ossia ricavare smart data dai big data sull’intera catena di elaborazione. È quindi possibile decidere quali algoritmi di intelligenza artificiale hanno elevate probabilità di successo per le singole fasi di elaborazione.

ALGORITMI DI ARTIFICIAL INTELLIGENCE L’elaborazione dei dati tramite algoritmi di AI consente l’analisi automatica dei dati complessi ricavati dai sensori. Per la creazione di modelli, sempre parte di un algoritmo di AI, esistono fondamentalmente due metodi.

Il primo consiste nel creare modelli mediante formule e relazioni esplicite tra i dati e le informazioni desiderate. Tali approcci richiedono la disponibilità di informazioni di base fisiche, sotto forma di descrizione matematica; detti anche model-based, combinano i dati dei sensori con le informazioni di base per ottenere un risultato più preciso. In questo caso, l’esempio più famoso è il filtro di Kalman.

Se si dispone solo di dati e non di informazioni di base che potrebbero essere descritte sotto forma di equazioni mate-

matiche, si devono scegliere i cosiddetti approcci data-driven. Questi algoritmi ricavano le informazioni desiderate direttamente dai dati e comprendono la gamma completa di metodi di machine learning, tra cui regressione lineare, reti neurali, foresta casuale e modelli di Markov nascosti.

Spesso la scelta di un metodo di AI dipende dalle conoscenze esistenti dell’applicazione. Ove è disponibile una vasta conoscenza dettagliata, l’AI svolge più un ruolo di supporto e gli algoritmi utilizzati sono piuttosto elementari ma, in mancanza di tale conoscenza, gli algoritmi sono molto più complessi. In molti casi, è l’applicazione a definire l’hardware e, attraverso questo, i limiti degli algoritmi di AI.

IMPLEMENTAZIONE EMBEDDED, EDGE O CLOUD La catena di elaborazione dati, con gli algoritmi necessari in ogni singola fase, deve essere implementata in modo da generare il maggior valore aggiunto possibile. Solitamente, l’implementazione avviene a livello generale: dal piccolo sensore con risorse di calcolo limitate ai gateway e ai computer periferici, fino ai grandi computer cloud. È evidente che gli algoritmi non devono essere implementati solo a un livello, in quanto è più vantaggioso utilizzarli il più possibile vicino al sensore. In questo modo, i dati vengono compressi e puliti all’inizio e si ottiene una riduzione dei costi di comunicazione e archiviazione. Inoltre, l’estrazione precoce di informazioni essenziali dai dati rende meno complesso lo sviluppo di algoritmi globali a livelli superiori. Nella maggior parte dei casi, gli algoritmi dell’area di streaming analytics sono altrettanto utili per evitare archiviazioni inutili di dati e, di conseguenza, costi elevati per la loro trasmissione e conservazione. Questi algoritmi utilizzano ciascun dato una sola volta, per cui l’informazione completa viene estratta direttamente e i dati non devono essere salvati.

MANUTENZIONE PREDITTIVA L’intelligenza artificiale ha un’ampia gamma di applicazioni nel settore del monitoraggio di macchine, sistemi, strutture e processi, che spaziano dal semplice rilevamento di anomalie alla diagnostica di guasti complessa. Ad esempio, grazie ad accelerometri, microfoni e sensori di temperatura integrati, permette di monitorare le vibrazioni e il rumore in diverse macchine e sistemi industriali. L’AI embedded è in grado di rilevare lo stato dei processi, i danni a carico dei cuscinetti o degli statori, i guasti all’elettronica di controllo e persino i cambiamenti nel comportamento del sistema

dovuti, ad esempio, a danni alla parte elettronica. È anche possibile prevedere determinati danni a livello locale, avendo a disposizione un apposito modello predittivo. In questo modo è possibile adottare in anticipo misure di manutenzione e prevenire inutili guasti “damage-based”.

Le soluzioni di Analog Device Il microcontrollore ADuCM4050 è un sistema integrato a basso consumo, con unità di power management integrata e dispositivi analogici e digitali per l’acquisizione, l’elaborazione, il controllo e la connessione di dati.

L’EV-COG-AD4050LZ è una piattaforma di sviluppo e valutazione a consumo bassissimo, adatta per la gamma ADI di sensori, microcontrollori e transceiver HF. La combinazione di tale piattaforma con lo shield EV-GEAR-MEMS1Z può essere utilizzata per entrare nel mondo del monitoraggio strutturale e della manutenzione predittiva, basato sull’analisi delle vibrazioni, del rumore e della temperatura.

CONCLUDENDO...

In teoria, attraverso l’analisi locale dei dati, gli algoritmi di AI embedded dovrebbero essere in grado di decidere quali sensori siano importanti per la rispettiva applicazione e l’algoritmo migliore. L’AI embedded deve anche decidere in merito alla qualità dei dati e, in caso sia insufficiente, trovare ed eseguire le impostazioni ottimali per i sensori e l’intera elaborazione del segnale. In caso di utilizzo di diverse modalità di rilevamento da sensori, i limiti di determinati sensori e metodologie di elaborazione dei segnali possono essere compensati usando un algoritmo di AI. In questo modo, si ottiene un miglioramento della qualità dei dati e dell’affidabilità del sistema.

Fonte: Dzianis Lukashevich, Director of Platforms and Solutions, Analog Devices, Inc. e Felix Sawo, CEO, Knowtion.

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STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE Intervista a Mario Beschi, presidente Messaggerie del Garda SpA

MDG, LO SPECIALISTA DELLE MERCI PERICOLOSE E ADR DA OLTRE SESSANT’ANNI, MESSAGGERIE DEL GARDA (MDG) È SPECIALIZZATA NELLA LOGISTICA E TRASPORTI DI MERCI PERICOLOSE E ADR, CON CINQUE SITI IN LOMBARDIA E DUE SEDI ALL’ESTERO (SERBIA E CINA). IMPIANTI A NORMA, UNA FLOTTA MODERNA E UN PERSONALE ALTAMENTE SPECIALIZZATO PERMETTONO DI SVOLGERE QUESTO TIPO DI ATTIVITÀ IN PIENA SICUREZZA.

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C

astiglione delle Stiviere (MN) è un piccolo comune situato sui colli morenici del lago di Garda, nell’alto mantovano. Centro industriale di rilievo per molte aziende del settore chimico, ha avuto un grande sviluppo economico e demografico a partire dagli anni Cinquanta, anche grazie alla lungimiranza delle amministrazioni locali che hanno favorito l’insediamento di diverse attività produttive tutt’ora presenti in questi territori.

Tra queste vi è Messaggerie del Garda (MDG), azienda famigliare che opera nel ramo della logistica, dei trasporti nazionali ed internazionali e nella gestione dei depositi conto terzi, con una forte specializzazione nella gestione delle merci pericolose e ADR. Per il settore chimico, infatti, l’azienda propone servizi e soluzioni personalizzati grazie anche un moderno impianto di oltre 22.000 mq dedicato esclusivamente alla gestione delle merci pericolose, realizzato in conformità alla Legge Seveso, per la prevenzione di incidenti rilevanti in siti ad alto potenziale di rischio.

Insieme al presidente Mario Beschi, abbiamo ripercorso la storia di Messaggerie del Garda, soffermandoci sulle prospettive presenti e future di quest’azienda, che non smette di innovare e crescere al fianco dei propri clienti operanti non solo nel chimico, ma anche nel food, fashion, metalmeccanico, GDO, ecc.

Chimica Magazine: Quanto è cambiata la Sua azienda dalle origini ad oggi?

Mario Beschi: La nostra è un’azienda famigliare che nasce nel 1955 a Castiglione delle Stiviere quando i miei genitori, Gino e Mariuccia Beschi proseguono l’attività dei miei nonni che rifornivano di generi alimentari l’alto mantovano. Negli anni Sessanta, col loro subentro in azienda, inizia il vero e proprio sviluppo imprenditoriale grazie alla distribuzione diretta di merce in tutto il territorio che circonda il lago di Garda. All’epoca, Castiglione era una zona depressa dal punto di vista commerciale, ma grazie alla lungimiranza del sindaco di allora, molte aziende sia nazionali che straniere hanno scelto di insediarsi in questa zona e tutt’ora permangono. Terreni disponibili, un’amministrazione comunale collaborativa e, non ultimo, il lago di Garda vicino, con la presenza di molte falde acquifere che rendono l’acqua disponibile in abbondanza: questi sono stati gli ingredienti che hanno permesso il proliferare delle attività imprenditoriali, comprese quelle chimiche, in questi territori.

Il Gruppo Messaggerie del Garda di oggi proviene da precedenti imprese individuali e società di persone che hanno prima dato origine ad una Srl e poi, dal 1987, ad una società per azioni che attualmente fattura 20 milioni di euro, 113 collaboratori e magazzini per un totale di oltre100.000 mq dedicati alla logistica, aree dotate anche di celle frigorifere ed una moderna flotta sempre più attenta alla salvaguardia ambientale. Gli standard qualitativi dei nostri servizi e della nostra organizzazione sono certificati ISO 9001:2015 e 14001:2015, come pure i servizi Doganali, certificati AEO. CM: Cosa comporta la gestione di materiali chimici e

di merci pericolose?

MB: Da sempre siamo specializzati nel trasporto di merci ADR con un parco automezzi che va dal furgone all’autotreno e semirimorchi, tutti abilitati ADR e con manutenzioni programmate per garantirne il perfetto stato di efficienza e sicurezza. Tutto il personale viaggiante dispone del patentino CFP (patente ADR), rinnovato ogni 5 anni.

Come accennato, disponiamo di un ampio magazzino in Legge Seveso per lo stoccaggio delle merci pericolose, dotato di impianti antincendio particolari e di ridondanza nelle pompe per una maggiore sicurezza dello stabilimento. Il sito è poi presidiato 24 ore su 24 e tutto il personale viene formato adeguatamente per gestire questo tipo di merci.

Più in generale, il settore della chimica ha bisogno di una maggiore attenzione alla sicurezza nella movimentazione delle merci rispetto ad altri settori: i nostri mezzi entrano in aree industriali ad alto rischio, per cui devono possedere una specifica attrezzatura a bordo e gli autisti devono tenere determinati comportamenti durante tutta la permanenza in queste zone.

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STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE

CM: Parliamo ora dei trasporti e delle spedizioni:

rei e marittimi e corrieri espresso internazionali in 24/48 ore, sia per le merci ADR che per quelle non pericolose.

quali sono le caratteristiche del vostro servizio?

MB: Serviamo direttamente il Centro e il Nord Italia, poi attraverso una serie di network nostri partner distribuiamo La scelta di aprire delle filiali all’estero nasce dall’esigenza in quelle aree geografiche – nazionali e internazionali – di seguire i nostri clienti nel loro percorso di crescita. In dove non arriviamo direttamente con la nostra organiz- Cina, ad esempio, ci siamo insediati dopo che un nostro zazione. Serviamo anche le Americhe e l’Asia attraverso cliente italiano aveva deciso di servire il mercato mondiatrasporti aerei e marittimi, questi ultimi da prefele direttamente da lì anziché passare dall’Italia.

Contemporaneamente, ci siamo ritrovati a rire quando si tratta di merci pericolose. Per gestire la distribuzione per un altro noil cargo aereo, infatti, vengono accettate piccole quantità di materiali pericolosi, stro cliente che aveva appena aperto normalmente campionature, che devouna serie di punti vendita sul territoIl settore della chimica ha no essere spediti in imballi specifici di rio. Lo stesso è avvenuto per la Serbia: bisogno di una maggiore cui ci occupiamo direttamente. attenzione alla sicurezza nella a pochi chilometri da Castiglione delle Stiviere vi è uno dei più impormovimentazione delle merci rispetto ad altri settori Tra le realtà del Gruppo spicca 2B Lotanti distretti mondiali di calzetteria, Castel Goffredo, la cui produzione è gistics, società italo-serba che porta nel stata delocalizzata per buona parte in ventaglio aziendale servizi fondamentali Serbia, dove attualmente operano diversi per tutte quelle aziende italiane che hanno nostri clienti che abbiamo deciso di seguire da delocalizzato la produzione nell’Est Europa. Gravicino, aprendo una sede direttamente in loco. zie alla partnership con Open, abbiamo aperto anche un nuovo magazzino doganale a Hangzhou in Cina, a circa 170 chilometri da Shanghai, per offrire tutta la qualità del CM: Qual è il livello di digitalizzazione e automaziotrasporto e della logistica italiana ad aziende che operano ne della vostra azienda? Inoltre, quanto conta la soin Oriente. Grazie ad una fitta di rete di corrispondenti e stenibilità? alle nostre sedi in Cina e Serbia, quindi, siamo in grado di MB: Investiamo da anni nel rinnovamento dei sistemi operare anche a livello internazionale, occupandoci della informatici. Proprio in queste settimane stiamo aggiordistribuzione di collettame, carichi completi, trasporti ae- nando tutto il parco software, con l’installazione di nuovi

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programmi di contabilità generale e l’implementazione di nuovi WMS e TMS. Essendo il nostro un servizio cucito sulle caratteristiche del cliente, l’automazione del processo è molto difficile, ma in magazzino sono comunque presenti le tecnologie di identificazione automatica ed un parco carrelli munito di un sistema di fleet management per l’ottimizzazione dei percorsi.

Lato sostenibilità: ci stiamo muovendo su più fronti, dalla raccolta differenziata quasi maniacale alla gestione dei bancali (manutenzione, riciclo, smaltimento...), dalla sostituzione di tutte le coperture in amianto che avevamo nei vari magazzini fino al controllo automatico della temperatura (18-20 °C) ove richiesta per la conservazione di alcuni prodotti. Per quanto riguarda invece la sostenibilità della nostra flotta, da poco abbiamo introdotto dei mezzi alimentati al 100% a GPL, mentre già da 4-5 anni impieghiamo mezzi ad alimentazione mista (gasolio e metano).

CM: Il 2020 è iniziato con l’emergenza sanitaria, tutt’ora in corso, ed è finito con l’entrata in vigore della cosiddetta Brexit. Come avete reagito a tutto questo?

MB: Il Covid-19 si è rivelato un’occasione per sperimentare altre modalità di lavoro e non mi riferisco soltanto all’home working, ma anche ad un utilizzo più frequente di web call con clienti e fornitori, oltre che al seguire corsi di formazione online, quando prima si svolgevano solo in presenza. Il riscontro è stato più che positivo e sono convinto che, una volta superata questa emergenza, molta di

questa esperienza resterà parte del nostro sistema di lavoro. Certo, la logistica richiede la presenza sul campo, per cui non abbiamo potuto fare a meno di autisti o magazzinieri, ma comunque abbiamo adottato tutte le procedure necessarie affinché operassero in piena sicurezza.

Per quanto riguarda la Brexit, invece, direi che il nocciolo della questione è l’ulteriore aumento della burocrazia che purtroppo rallenta i traffici da e verso la Gran Bretagna.

Adesso siamo ancora in una fase di transizione, ma già si registrano dei ritardi sulla tratta verso l’Inghilterra dovuti alle procedure doganali.

CM: Infine, guardiamo al domani. Che percezione

avete dell’anno appena cominciato?

MB: In termini di fatturato e quindi di volumi, il 2020 è andato meglio delle previsioni che avevamo fatto a marzo/ aprile durante il primo lockdown; la ripresa c’è stata nella seconda parte dell’anno, da luglio in avanti, e direi che possiamo ritenerci abbastanza soddisfatti. Il 2021 è ancora molto incerto ma siamo moderatamente ottimisti. Quest’anno abbiamo comunque molte novità in cantiere, a partire dalla riorganizzazione aziendale, che avverrà attraverso una serie di scissioni atte a costituire delle società specifiche di logistica, di servizi e di trasporto per una migliore imputazione dei costi. Infine, dedicheremo tempo e risorse anche al network di distribuzione del quale siamo soci e che quest’anno punta ad un’ulteriore crescita.

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STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE

JUNGHEINRICH PARTECIPA AL PROGETTO “50 SUSTAINABILITY & CLIMATE LEADERS” “50 SUSTAINABILITY & CLIMATE LEADERS” È L’INIZIATIVA CHE RAGGRUPPA LE SOCIETÀ INTERNAZIONALI LEADER NELLA LOTTA AI CAMBIAMENTI CLIMATICI. E JUNGHEINRICH NE FA PARTE.

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ungheinrich ha preso parte all’iniziativa “50 Sustainability & Climate Leaders”, che comprende un gruppo di aziende leader mondiali nel campo della protezione del clima e della sostenibilità.

Le 50 società internazionali appartenenti a vari settori industriali che partecipano alla campagna si sono poste l’obiettivo di assumere un ruolo di primo piano nella lotta contro il cambiamento climatico e di dare così il loro contributo al raggiungimento dei 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals, SDG) delle Nazioni Unite.

“Il cambiamento climatico è uno dei problemi più pressanti dei nostri tempi. Noi di Jungheinrich consideriamo la sostenibilità come un nostro obbligo economico, ambientale e sociale.

La nostra adesione all’iniziativa’50 Sustainability & Climate Leaders’ rispecchia tale pensiero. Con i nostri carrelli ad alta efficienza energetica e le nostre soluzioni di automazione intelligente, stiamo contribuendo alla riduzione delle emissioni di CO2 nell’intralogistica. In questo modo, ci impegniamo sempre di più per favorire la sostenibilità ed affrontare il cambiamento climatico”, ha spiegato Lars Brzoska, Presidente

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del Consiglio di Amministrazione di Jungheinrich AG. Entro il 2025, a livello di Gruppo, l’azienda ha fissato obiettivi ambiziosi di sviluppo sostenibile, fra i quali quello di raggiungere la neutralità di CO2. Introducendo una gestione sistematica della sostenibilità all’interno dell’azienda e lungo l’intera catena di approvvigionamento, Jungheinrich definisce chiare responsabilità e crea trasparenza per una maggiore sostenibilità. Brzoska ha sottolineato: “Per Jungheinrich, in quanto azienda a conduzione familiare, assumersi la responsabilità aziendale significa coniugare una crescita redditizia con gli aspetti sociali e ambientali. Questa consapevolezza ci spinge a plasmare il futuro del nostro settore e oltre”. Nel settore dell’ingegneria meccanica, Jungheinrich già oggi si colloca nel 2% delle aziende più sostenibili.

EFFICIENZA ENERGETICA E ABBATTIMENTO DELLE EMISSIONI Jungheinrich è la numero 1 in termini di efficienza energetica nei magazzini e occupa una posizione leader nell’intralogistica e nello sviluppo di sistemi energetici innovativi.

Attualmente, circa il 98% di tutte le unità prodotte da Jungheinrich è costituito da carrelli elettrici, una larga parte dotati della innovativa tecnologia agli ioni di litio.

L’azienda è pioniere della mobilità elettrica sin dalla sua fondazione, che risale al 1953. Più di 1.000.000 di carrelli elettrici Jungheinrich sono oggi in uso in tutto il mondo. Una particolarità: per le sue batterie prodotte autonomamente, Jungheinrich impiega una chimica cellulare che non richiede il cobalto, materia prima considerata critica. Nel corso della sua vita utile, un carrello elevatore elettrico dotato di batteria agli ioni di litio emette circa il 52% in meno di CO2 rispetto a un carrello diesel della stessa classe di portata.

Anche grazie al ricondizionamento industriale dei suoi carrelli, Jungheinrich fornisce un contributo significativo alla protezione del clima. Infatti, il ricondizionamento di carrelli usati e la realizzazione di due, a volte tre, cicli di vita riducono in modo significativo il consumo di energia e di materie

JUNGHEINRICH E IL SUO RUOLO NELL’INTRALOGISTICA

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ungheinrich, fondata nel 1953, è una delle aziende leader a livello mondiale nella fornitura di soluzioni per l’intralogistica. Con un portafoglio che include carrelli elevatori, sistemi automatici e servizi, Jungheinrich offre ai propri clienti soluazioni adatte per le sfide poste dall’industria 4.0. Il Gruppo, con sede ad Amburgo, è rappresentato in 40 Paesi da filiali dirette e in circa 80 Paesi da aziende partner. Jungheinrich ha circa 18.000 dipendenti e ha realizzato un fatturato consolidato di € 4,07 miliardi nel 2019. Il titolo Jungheinrich è quotato in SDAX.

prime. In questo modo, è possibile una riduzione dell’80% circa delle emissioni di CO2 rispetto alla produzione di carrelli nuovi. Così facendo, i carrelli usati Jungheinrich uniscono vantaggi economici a quelli tecnici e ambientali.

Grazie allo straordinario processo di revisione in uno degli stabilimenti più moderni d’Europa, i carrelli ricondizionati Jungheinrich sono particolarmente affidabili, hanno un basso rischio di guasti e sono considerati come “nuovi”.

JUNGHEINRICH SI DISTINGUE ANCHE NEL CAMPO DELL’AUTOMAZIONE E DELLA DIGITALIZZAZIONE La tecnologia del magazzino, i carrelli e il software formano un unico grande insieme e garantiscono che uomo, macchina e magazzino comunichino, cooperino e si completino a vicenda. Ciò è evidente su piccola scala con i carrelli a guida automatica e su larga scala con i magazzini automatici dotati di scaffalature di oltre 40 metri. Le soluzioni di automazione fanno pochi errori, evitano trasporti inutili, causano meno incidenti e contribuiscono in larga parte a ridurre il consumo energetico e le emissioni nella logistica. Insieme a uno dei suoi partner, Jungheinrich ha sviluppato una soluzione completamente automatizzata per “l’agricoltura verticale”.

L’obiettivo chiave era quello di raggiungere e favorire efficienza e sostenibilità all’interno di questo innovativo modo di coltivare fuori suolo attraverso soluzioni intelligenti. La lattuga fresca può essere prodotta anche in mezzo al deserto. Rispetto alla coltivazione convenzionale, la pianta utilizza il 90% in meno di acqua, mentre erbicidi e pesticidi non sono più necessari.

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ENERGIA

TURBINE EOLICHE IN GRADO DI RESISTERE A CONDIZIONI CLIMATICHE ESTREME Diego Calchera

I TRADIZIONALI IMPIANTI EOLICI SONO PARTICOLARMENTE ESPOSTI A RISCHI DI GUASTI CAUSATI DA CONDIZIONI CLIMATICHE ESTREME. IN DETERMINATE AREE GEOGRAFICHE, QUINDI, È NECESSARIO APPORTARE MIGLIORAMENTI E TECNOLOGIE IN MODO DA GARANTIRE UN CORRETTO FUNZIONAMENTO DEGLI IMPIANTI IN TUTTE LE CONDIZIONI E CON INTERVENTI DI MANUTENZIONI RIDOTTI AL MINIMO.

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l vento è una fonte di energia rinnovabile alternativa a quella derivante dallo sfruttamento dei combustibili fossili, che non produce gas serra durante il funzionamento e, quindi, da questo punto di vista, con un impatto ambientale in linea con i principi alla base della green economy. Si tratta di una fonte che, in media, nel lungo periodo, vale a dire di anno in anno, può vantare una certa stabilità, ma che subisce una significativa variazione a medio e breve termine.

Nel breve periodo, infatti, la fornitura di energia derivante da un impianto eolico può subire anche sensibili variazioni, in quanto strettamente correlata alla velocità del vento. Ne deriva, inevitabilmente, che il fattore di capacità annuale di un impianto eolico non è mai uguale a quello della capacità nominale del generatore moltiplicato per un anno. Inoltre, la determinazione del fattore di capacità è influenzata da molti altri fattori, tra cui la variabilità della velocità del vento e la dimensione del generatore. In linea generale, un generatore di piccole dimensioni è più economico e caratterizzato da un fattore di capacità superiore, ma produce meno elettricità in caso di venti forti, mentre un grande generatore è economica-

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mente meno appetibile e, in caso di vento debole, produce poca potenza.

In un simile contesto e prendendo in considerazione, in primis, la velocità del vento, se una ridotta intensità porta a una ridotta produzione di energia, un’intensità eccessiva e condizioni meteorologiche avverse, come venti forti e instabili, possono causare danni non trascurabili agli impianti, come ad esempio una rotazione incontrollata delle turbine, che portano a risultati catastrofici fin dal primo anno di funzionamento.

Ne consegue che l’industria, in determinate regioni geografiche, necessita di turbine più robuste, di minori dimensioni e più resistenti, progettate in modo da poter supportare condizioni di vento intenso e altitudini elevate e, al contempo, studiate affinché gli interventi di manutenzione possano essere ridotti ai minimi termini.

I Paesi nordici possono essere presi come punto di riferimento per capire a quali condizioni climatiche potrebbe trovarsi esposto un impianto eolico: temperature estremamente basse, comprese tra i -10 e -30 °C e situazioni atmosferiche particolarmente variabili, dalle tempeste al vento quasi del tutto assente.

L’EOLICO A PROVA DI MALTEMPO Il progetto “Njord”, finanziato dall’Ue, ha realizzato sistemi di energia eolica su piccola scala, per sistemi di sorveglianza, aziende e telecomunicazioni. Si tratta dio una soluzione a zero emissioni in grado di resistere a condizioni meteorologiche estreme per lunghi periodi di tempo. Il sistema “install and forget”, letteralmente “installa e dimentica” può funzionare con una manutenzione minima o nulla per un massimo di 25 anni, a seconda del luogo in cui viene installato.

Il gruppo responsabile e coordinatore del progetto Njord, IceWind EHF, ha progettato e prodotto piccole turbine eoliche ad asse verticale, che rappresentano soluzione silenziosa, durevole, economica e quasi esente da manutenzione per la produzione di energia.

Più in particolare, il gruppo di IceWind, ha realizzato due linee di turbine eoliche (foto 1).

La prima unità, IceWind RW, è concepita per generare l’elettricità necessaria alle torri di sorveglianza e telecomunicazioni in condizioni difficili e può essere utilizzata come fonte di alimentazione principale in posizioni fuori rete o come estensione di posizioni in rete ed è progettata per resistere a condizioni climatiche estreme, con una funzione di “sicurezza” che interviene in caso di guasto del generatore. Questa turbina può essere anche installata “in serie” per soddisfare richieste energetiche più elevate.

La seconda unità, IceWind CW-1000, è progettata per la maggior parte delle applicazioni industriali e residenziali.

Accoppiata a una pompa di calore può fornire riscaldamento e potenza adatti per applicazioni sia in rete sia fuori rete.

Entrambe le turbine possono essere installate ovunque in ambienti caratterizzati da condizioni complesse e in qualsiasi luogo dove altre soluzioni non sono state in grado di resistere a causa dei forti venti. Esse producono elettricità con velocità del vento molto basse e possono ruotare in modo

efficace e senza emettere rumore 24 ore al giorno e 7 giorni su 7 in condizioni di vento intense.

FOTO 1. TURBINA EOLICA ICEWIND.

EFFICIENZA E SCALABILITÀ L’obiettivo principale del progetto era giungere a un miglioramento di un impianto eolico dal punto di vista della durabilità, della vita utile, dell’efficienza e dei costi associati e il risultato più significativo ottenuto è stato un sensibile incremento dell’efficienza. Infatti, il consorzio del progetto è riuscito a ottenere un’efficienza delle turbine più che raddoppiata, il che implica un parallelo raddoppiamento della potenza di uscita per le stesse dimensioni. Grazie alla produzione di massa e all’ottimizzazione dei componenti, i partner del progetto hanno inoltre dimezzato con successo i costi, mantenendo al contempo la durabilità e l’affidabilità.

Gli utenti possono installare una soluzione che si configura come sicura e duratura, in quanto le soluzioni scaturite dal progetto sono rinnovabili, a zero emissioni e alimentano sistemi e strutture in modo efficiente e affidabile, pur con attività di manutenzione minime. Quindi, le aziende e le strutture collegate o meno alla rete e dislocate in aree geografiche caratterizzate da ambienti difficili dal punto di vista climatico hanno a disposizione impianti in grado di garantire indipendenza energetica e sostenibilità, senza doversi preoccupare di ripetute interruzioni di fornitura dovute a malfunzionamenti. Infatti, l’ottima combinazione di aerodinamica e materiali conferisce alle turbine di Njord caratteristiche uniche come stabilità strutturale, resistenza e durabilità. Inoltre, la produzione di elettricità è garantita sia in condizioni di vento molto ridotte sia con venti a elevate intensità. La fase finale di collaudo è attualmente in corso e, secondo i piani, si prevede che le due turbine verranno immesse sul mercato nella prima metà del 2021.

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ENERGIA

ENERGIA GEOTERMICA DA POZZI PETROLIFERI MATURI I GIACIMENTI PETROLIFERI MATURI PRODUCONO, INSIEME A PETROLIO, ELEVATI VOLUMI DI SALAMOIA CALDA, CHE RAPPRESENTA QUINDI UNA FONTE DI ENERGIA TERMICA O ELETTRICITÀ ALTAMENTE SFRUTTABILE. ATTUALMENTE, TALE FONTE DI ENERGIA VIENE SEMPLICEMENTE REINIETTATA NEL GIACIMENTO, MA NON SARÀ COSÌ IN FUTURO. È INFATTI INIZIATA LA PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ GEOTERMICA A PARTIRE DALLA SALAMOIA ESTRATTA DURANTE LE PERFORAZIONI IN UN CAMPO PETROLIFERO FRANCESE. Diego Calchera

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L’

energia geotermica rappresenta una fonte di energia rinnovabile enorme, ma ampiamente sottoutilizzata in Europa. Secondo quanto stimato, si ritiene che l’utilizzo di energia geotermica possa portare ogni anno un risparmio di 1.000 milioni di tonnellate di CO2. Quindi, al fine di incrementare la produzione di questa forma di energia, il progetto “Meet”, finanziato dall’Ue, sta lavorando per dimostrare che i sistemi geotermici migliorati (Enhanced geothermal systems, EGS) sono uno strumento fattibile e sostenibile per produrre energia elettrica e termica in diversi tipi di ambienti geologici. Il prgetto Meet (Multidisciplinary and multi-context demonstration of EGS exploration and exploitation techniques and potentials) si prefigge di utilizzare i fluidi a bassa temperatura (60-90 °C) degli impianti EGS e dei pozzi petroliferi per dimostrare che la produzione economica su piccola scala di elettricità e calore è possibile anche su una scala più ampia.

Recentemente, i partecipanti al progetto, hanno pubblicato i risultati iniziali di un test sul campo consistente nella produzione di elettricità dai pozzi petroliferi.

POZZI PETROLIFERI ED ENERGIA GEOTERMICA Normalmente, negli impianti geotermici sono necessari i pozzi, ma l’attività di perforazione può risultare costosa.

Di conseguenza, utilizzare pozzi petroliferi esistenti per l’attivazione di tali impianti consente di ridurre i costi e di promuovere l’utilizzo di energia geotermica. I pozzi pe-

troliferi possono essere sfruttati fondamentalmente in due modi: per la produzione geotermica, una volta dismessi, o per la coproduzione di calore e petrolio, quando ormai considerati maturi.

Nei campi petroliferi maturi, il petrolio prodotto è accompagnato dalla formazione di una grande quantità di salamoia. Una volta avvenuta la separazione di petrolio e salamoia mediante forza di gravità, la salamoia calda viene normalmente reiniettata nel giacimento. Tuttavia, se si estraesse il calore dalla salamoia prima della sua reiniezione, lo stesso calore potrebbe essere utilizzato per la produzione di energia termica o elettrica. Inoltre, è fondamentale tener presente che l’elettricità è una parte importante del costo del funzionamento di un pozzo petrolifero, in quanto le pompe elettriche sotterranee sono installate a una profondità variabile da 2 a 3 km. È quindi fondamentale valutare quanta elettricità può essere generata in loco per risparmiare sui costi di esercizio.

Test in un campo petrolifero maturo l team del progetto Meet ha pubblicato di recente i risultati relativi a un banco prova su scala ridotta del ciclo Rankine a fluido organico (Organic Rankine Cycle, ORC), che produce elettricità da un pozzo di petrolio situato nel campo petrolifero francese di Chaunoy, nel Bacino parigino. Il campo petrolifero in questione è gestito dalla filiale francese di Vermilion Energy, una società produttrice di petrolio che opera principalmente in America settentrionale, in Europa e in Australia.

Il campo di Chaunoy è un campo petrolifero maturo, che produce oltre il 95% di acqua da 32 pozzi (foto 1).

FOTO 1. CAMPO PETROLIFERO DI CHAUNOY, SITUATO A SAINT-MÉRY.A

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ENERGIA

FOTO 2. MODULO ORC DI ENOGIA INSTALLATO NEL GIACIMENTO PETROLIFERO DI CHAUNOY.

va e brevettata.

La turbina in questione, secondo quanto riportato dai coordinatori del progetto, si installa abbastanza facilmente sulla linea di flusso che trasporta petrolio, gas e acqua dalla testa di pozzo al collettore. In pratica, due tubi flessibili oltrepassano la linea di flusso di produzione, consentendo il deflusso e l’afflusso di liquido da e verso la turbina. Il sistema applica un principio del ciclo termodinamico di un motore: la temperatura del fluido prodotto viene utilizzata per riscaldare e portare a ebollizione un fluido diverso ad alta pressione, detto fluido di lavoro. Tale vapore viene depressurizzato per produrre lavoro meccanico, il quale viene infine trasformato in elettricità mediante un alternatore. Il fluido così prodotto torna alla linea di produzione a una temperatura leggermente inferiore.

Il pozzo scelto per il progetto pilota di produzione di elettricità geotermica è stato il pozzo CNY40 che, Risultati iniziali dei test sul campo secondo i dati forniti dai partecipanti al proUno studio sull’energia lorda prodotta dalla I campi turbina ORC nel pozzo CNY40 nel mese getto, produce 500 m3 di fluido al giorno petroliferi maturi di giugno 2020 ha dimostrato che il rena 92 °C, di cui 490 m3 sono costituiti da producono petrolio e salamoia e 10 m3 da petrolio. dimento energetico è ciclico, in quanto salamoia calda, che viene Per lo sfruttamento dell’energia geoterdipende dalla temperatura ambiente in genere reiniettata nel dell’aria, che è più fredda di notte e mica è stata installata la turbina eletgiacimento. Il calore estratto più calda di giorno. Agli inizi di settrica ORC di Enogia (foto 2), una sodalla salamoia prima della cietà che sviluppa e produce sistemi di tembre, la turbina ha registrato in mesua reiniezione potrebbe conversione calore-potenza, basati sulla dia un rendimento energetico lordo di produrre energia termica 15 kW e un rendimento netto di 7 kW combinazione del ciclo Rankine organico o elelettrica. con una tecnologia di micro-turbina esclusi(figura 1).

Figura 1 Energia prodotta dalla turbina

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iniziative editoriali 2021 marzo/aprile SPECIALE 1

maggio/giugno SPECIALE 1

- Cogenerazione ad alto rendimento, microcogenerazione, poligenerazione, alimentazione degli impianti, ambiti di applicazione, efficienza energetica,manutenzione, strumentazione - Manutenzione impianti, strumentazione e controllo

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COGENERAZIONE E STOCCAGGIO

SPECIALE 2

ARIA

AUTOMAZIONE E MANUTENZIONE

SPECIALE 2

SUOLI

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- monitoraggio, controllo e trattamento

settembre/ottobre SPECIALE 1

novembre/dicembre SPECIALE 1

- Le soluzioni più innovative per la gestione movimentzione dei fluidi.

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SPECIALE 2

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Sistemi di produzione Sistemi di stoccaggio Biomasse, biometano, biogas Smart efficiency

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MANAGEMENT

GESTIRE I RISCHI NELLE SUPPLY CHAIN FOCUS SUI RISCHI DI CAMBIO LA GESTIONE DEI RISCHI LEGATI AI FORNITORI: UN TEMA “HOT” NELL’AGENDA DEI SUPPLY CHAIN MANAGER. GESTIRE LA LOGISTICA E LA SUPPLY CHAIN IN MODO EFFICIENTE ED EFFICACE È COMPLESSO... RIUSCIRE A MONITORARNE I RISCHI, E MITIGARLI PER PROTEGGERE LA PROFITTABILITÀ, È DAVVERO SFIDANTE

di Barbara Gaudenzi, Roberta Pellegrino, George A. Zsidisin, Claudio Bruggi

È

sotto gli occhi di tutti come la vulnerabilità delle imprese globali e dei processi end-to-end nasca tipicamente da fattori di rischio legati all’ambiente esterno*, che portano a concrete minacce di business interruption. I rischi legati all’instabilità economico-sociale, ai mercati finanziari o agli attacchi informatici colpiscono la capacità di servizio e profittabilità delle aziende… e oggi tocchiamo con mano un rischio con la “R” maiuscola, già vissuto in passato, ma oggi più severo nella sua manifestazione: la pandemia.

Quali sono le conseguenze per la supply chain dei rischi legati all’ambiente esterno? Se lasciamo per un attimo da parte le opportunità in tempo di crisi, ad esempio la possibile creazione di nuovi business (pensiamo al boom dell’e-commerce nell’attuale periodo di lockdown da Covid-19 o delle vendite di mascherine e disinfettanti), vi è un mondo di processi logistici la cui sostenibilità è

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seriamente minacciata dai rischi connessi al global environment.

E poi ci sono i rischi legati al business in senso stretto, classificati in rischi “demand-side”, rischi “supply-side” e rischi legati alla gestione dei processi.

Le recenti ricerche internazionali evidenziano come, nella top-ten dei rischi, le imprese da anni indicano ai primi posti la business interruption, legata alle supply chain disruption o ai cyber incidents, e i grandi eventi NATCAT (naturali e catastrofali) (Allianz Risk Barometer, 2019) (tabella 1), nonché i rischi legati ai fornitori. Cranfield e Dun&Bradstreet (2019), per esempio, identificano come top risks lato fornitore la “supplier criticality”, il “supplier financial risk”, il “foreign exchange risk” e, in particolare alla fine del 2019, il “global sourcing risk”. * Le forze dell’ambiente esterno e i rischi ad esse collegati sono categorizzabili con l’acronomico PESTLE: Political, Economic, Social, Technological, Legal ed Environmental risks.

FOREIGN EXCHANGE RISK (FX RISK), COME GESTIRLO E MITIGARLO LUNGO LA SUPPLY CHAIN Le supply chain globali sono esposte a numerose fonti di rischio “lato fornitori”. Fra queste si possono citare le variazioni non previste dei lead time di consegna, i costi legati alle scorte, le rigidità nella capacità produttiva o le fluttuazioni dei prezzi d’acquisto, ad esempio causate dalla volatilità dei cambi valutari.

Negli ultimi tempi, i purchasing manager hanno alzato l’attenzione verso i rischi di approvvigionamento, ma ancora limitata è la consapevolezza dell’impatto del rischio cambio (FX Risk) sugli acquisti e su tutta la supply chain.

L’FX Risk è il rischio associato alla fluttuazione del valore di un investimento dovuta ai valori di interscambio tra diverse valute. Esso può impattare in modo significativo sui profitti, sul cash flow e, in genere, sulla competitività nei prezzi delle aziende.

Oltre alle soluzioni finanziarie, quali le tradizionali coperture a termine (note come strumenti di hedging), esistono altre azioni più strutturate con cui le aziende possono efficientemente mitigare l’FX Risk: le strategie di supply chain e le strategie contrattuali.

Tabella 1 Rischi chiave per le imprese globali 1

BUSINESS INTERRUPTION (INLC. SUPPLY CHAIN DISRUPTION)

37%

2

CYBER INCIDENTS

37%

3

NATURAL CATASTROPHES

28%

4

CHANGES IN LEGISLATION AND REGULATION

27%

5

MARKET DEVELOPMENTS

23%

6

FIRE, EXPLOSION

19%

7

NEW TECHNOLOGIES

19%

8

CLIMATE CHANGE/INCREASING VOLATILY OF WEATHER

13%

9

LOSS OF REPUTATION OR BRAND VALUE

13%

10 SHORTAGE OF SKILLED WORKFORCE

9%

11 POLITICAL RISKS AND VIOLENCE

9%

12 PRODUCT RECALL, QUALITY MANAGEMENT, SERIAL DEFECTS

9%

13 MACROECONOMIC DEVELOPMENTS

8%

14 ENVIRONMENTAL RISKS

7%

15 THEFT, FRAUD AND CORRUPTION

7%

16 HEALTH ISSUES

3%

17 POWER BLAKOUTS

2% Fonte: Allianz Risk Barometer, 2019.

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MANAGEMENT

• Le strategie di supply chain per la mitigazione del FX Risk sono associate a investimenti in flessibilità, di produzione o di approvvigionamento. La flessibilità di produzione consiste nell’identificare e rendere disponibili siti produttivi alternativi, mentre la flessibilità di approvvigionamento permette di dotarsi di una rete di fornitori tra loro interscambiabili (multiple sourcing). Strategia più costosa? Sì, in termini assoluti, ma molto “remunerativa” ed efficace per assicurare continuità operativa in caso di interruzioni dei processi e flussi con un fornitore.

• Le strategie contrattuali di mitigazione del FX Risk consistono nell’adozione di clausole contrattuali che fissano meccanismi di “risk sharing” con i fornitori, a seconda delle possibili variazioni di prezzo, e di rimodulazione dei termini di pagamento.

Questi due approcci hanno una forte valenza interfunzionale e interdisciplinare, poiché richiedono il coinvolgimento di più funzioni e ruoli in azienda. Ad esempio, il commerciale e gli acquisti possono, e dovrebbero, collaborare nella definizione delle più efficienti formule di negoziazione cliente-fornitore, soprattutto in supply chain globali. Solo grazie alla conoscenza profonda delle diverse istanze, lato operations e lato clienti, si può infatti gestire la relazione tra clienti e fornitori di Paesi diversi, armonizzando le tematiche di servizio, di costo e di rischio, gestendo quindi attivamente il FX Risk tra gli elementi negoziali.

Un ruolo chiave è anche quello dell’ufficio legale, che può favorire una formulazione proattiva delle clausole contrattuali in coerenza con i temi di legal compliance dei diversi Paesi e di gestione dei costi legati alle clausole di risk sharing.

IL CASO VORTICE ELETTROSOCIALI SPA Un esempio concreto di gestione proattiva del FX Risk nella gestione della fornitura è quello di Vortice Elettrosociali SpA. Vortice acquista globalmente da più di 500 fornitori in 30 Paesi, fra cui Cina, Turchia, Corea del Sud, UK e Far East. Possiede tre impianti produttivi (due in Italia e uno in Cina) e tre sussidiarie commerciali in Francia, UK e Costa Rica.

Il comparto ventilazione fa parte del mercato HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), del valore di circa 95 miliardi di dollari. Tra i driver principali che guidano lo sviluppo del settore vi sono gli indici di urba-

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nizzazione nelle economie emergenti, il numero di nuove abitazioni e la spesa in nuove costruzioni. Il mercato è caratterizzato da volumi elevati con media marginalità, dove la domanda è influenzata tipicamente da fattori climatici e di stagionalità. Le sfide chiave risiedono quindi nel demand planning e nell’analisi dei costi lungo tutta la supply chain.

Vortice è dotata di una dashboard snella, ma completa di indicatori di rischio che permettono di proteggere l’azienda e condividere le informazioni con i fornitori, garantendo corretti lead time e qualità dei prodotti.

Vortice e FX Risk Vortice acquista in dollari (USD) da una ampia base di fornitori medio-grandi, che a loro volta sono leader nel mercato HVAC; commercializza inoltre componenti e accessori con provenienza UK in sterline inglesi (GBP).

La principale esposizione è con la Cina, per 4,5 milioni USD, e con UK, per poco meno di un milione di GBP. Vortice gestisce una notevole stagionalità e elevati livelli di personalizzazione del prodotto, con dirette conseguenze sul rischio di allungamento dei tempi di approvvigionamento, che ha una durata di circa 4/5 mesi.

Il prodotto finito è venduto a grossisti di materiale elettrico, che a loro volta vendono agli installatori, collegati a valle agli utenti finali. Un elevato livello di personalizzazione e stagionalità, nonché la complessità del processo produttivo, rendono difficile la gestione efficace delle scorte e aumentano l’esposizione al FX Risk, il cui impatto economico va attentamente gestito, stante la bassa marginalità del prodotto finito.

Analisi dell’esposizione al FX Risk L’esposizione al FX Risk, misurabile come variazioni dei prezzi in relazione ai volumi, influenza notevolmente la struttura dei costi aziendali. Durante il processo di budgeting, Vortice definisce i rapporti di cambio standard, validi per un anno, e stima tutte le componenti di costo (lavoro e materie prime, ad esclusione delle spese indirette). Periodicamente vengono monitorati costi, prezzi e volumi, calcolando l’influenza di ciascun driver sulla variazione del margine rispetto al budget. Nel momento in cui il FX Risk genera una perdita, per Vortice o per i fornitori, si procede a una rinegoziazione dei prezzi, flessibilmente e senza una cadenza fissa.

L’affidabilità di queste valutazioni è stimabile approssimativamente per circa il 75-80% del valore degli acquisti, circa 2.500 componenti che ne costituiscono il 25-30%.

L’ufficio acquisti di Vortice, supportato dalla divisione progettazione, ha sviluppato e monitora costantemente un modello di analisi di break-down di costo capace di predire l’impatto di molte commodities e materie prime sul totale acquisti, su categorie merceologiche e su singoli item, considerando i diversi driver di costo (valute, costo del lavoro, costo dell’energia, costo della logistica).

Strategie di mitigazione del FX Risk in Vortice Vortice adotta tipicamente strategie di mitigazione di tipo contrattuale e di supply chain e in parte utilizza strumenti di hedging finanziario.

modello di gestione dispendioso, da adottare solamente quando vi è una chiara opportunità di risparmio o di riduzione del rischio in capo ai nuovi fornitori.

Per quanto riguarda le strategie contrattuali di mitigazione del FX Risk, Vortice punta a creare clausole flessibili, sfruttando laddove possibile il potere negoziale verso i fornitori. Per alcuni prodotti customizzati, infatti, Vortice è riconosciuta come leader di mercato e ha un elevato potere negoziale, che si traduce in clausole contrattuali più favorevoli. In generale, Vortice definisce, nei contratti, delle clausole che permettono di ancorare il prezzo ad un particolare cambio, compiendo aggiustamenti in funzione della sua variazione.

L’hedging finanziario è utilizzato solo quando il cash flow lo permette ed è definito sotto la supervisione del Chief Un esempio Italia - Cina Financial Officer (CFO), che mensilmente valuta il FX In figura 1 si descrivono ad esempio le relazioni Italia Risk correlato agli acquisti in valuta estera. Una percen- Cina. Prendendo l’esempio di un particolare componente, un motore, Vortice ha due fornitori italiani, uno tuale significativa (60-80%) del rischio sul USD è dei quali produce i motori in Cina e l’altro in gestita, se possibile, con l’acquisto di opzioni Italia. Entrambi vendono in EURO. Nelle (hedging), mentre raramente si verifica Il commerciale e valutazioni di switch tra fornitori, Vortice l’opportunità che il rischio cambio in gli acquisti possono, e considera un terzo fornitore, cinese, che acquisto venga neutralizzato dal mededovrebbero, collaborare vende in USD. La scelta di approvvisimo nella vendita. nella definizione delle Per quanto riguarda le strategie di supgionarsi da uno di questi fornitori, tra più efficienti formule di loro alternativi, è basata volta per volta ply chain per la mitigazione del FX negoziazione clientesull’analisi dei costi e dei rischi, e sulla Risk, Vortice investe in flessibilità nella fornitore, soprattutto in comparazione dei benefici ottenibili atbase fornitori. Circa 50-55 componenti supply chain globali possono infatti essere acquistati da fornitraverso lo switch della quantità richiesta al fornitore alterativo (in termini di saving) tori alternativi, con valute diverse, allo scopo e degli extra costi che sono sostenuti per attivare di garantire in primis una maggior affidabilità della fornitura, nonché efficienza e mitigazione del FX Risk. il fornitore. La flessibilità manageriale consentita da scelVortice non può, invece, investire in flessibilità produttiva, te di multiple sourcing permette di reagire all’incertezza poiché gli impianti sono molto specializzati. Inoltre, stan- proattivamente, scegliendo di volta in volta la modalità di te la necessità di lavorare con previsioni a lungo termine approvvigionamento (fornitore) più conveniente, consenottimizzando i livelli di stock, non è pensabile prevenire il tendo così di gestire efficacemente anche il FX Risk. Con rischio effettuando gli acquisti in periodi di cambio favo- tutti i fornitori si attivano sempre clausole contrattuali revole e quindi aumentando le scorte. Parimenti Vortice di risk sharing. Le clausole contrattuali ancorate al tasso non può ricorrere al “postponement”, stante la stagionalità di cambio generano un rischio tra le parti in termini di della domanda, l’alto livello di customizzazione e i lunghi minor guadagno/maggior costo. In fase negoziale, questi meccanismi di revisione dei prezzi (quali ad esempio escalead time.

Vortice analizza accuratamente il rischio di ciascun forni- lation e de-escalation clause) sono proposti dal fornitore, tore e mappa sistematicamente i rischi dell’intero porta- che solitamente tende ad applicare le proprie condizioni di foglio fornitori. Il “multiple sourcing” è un processo co- vendita. Per questo motivo la negoziazione parte spesso dai stoso, a causa della necessità di certificare ogni fornitore. valori proposti dal fornitore. Lo step successivo consiste A tale scopo, per ridurre il time-to market, Vortice ha in- nella verifica degli altri fattori di costo che concorrono a vestito nella creazione di un proprio laboratorio in-house determinare il prezzo finale, compreso il FX Risk, attivane di laboratori certificati presso terze parti. Il multiple do così la negoziazione contrattuale. sourcing e la certificazione dei fornitori rientrano in un L’implementazione di strategie di mitigazione del FX

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MANAGEMENT

Risk, e in particolare di quelle basate sulla flessibilità, di tivare anche le clausole di adeguamento e risk sharing. In approvvigionamento o contrattuale, risulta spesso costo- generale, Vortice preferisce la prima strategia, sicuramensa. Si pensi ai maggiori costi di transazione associati alla te di maggiore impatto ed efficace per acquisire un magricerca, selezione e qualificazione di più fornitori, oppure gior numero di informazioni da più fonti, risorsa utile al più lungo processo di definizione del contratto in pre- da utilizzare anche nelle negoziazioni con altri fornitori. senza di clausole di revisione dei prezzi. Diventa quin- Inoltre, maggiori informazioni portano potenzialmente a un maggior potere negoziale verso (tutti) i fornidi fondamentale nel processo di individuazione e selezione delle strategie di mitigazione la tori. Diversamente, in presenza di soli mecPer quanto disponibilità di strumenti di quantificacanismi contrattuali, l’unica “possibilità” riguarda le è monitorare i tassi. Si tratta comunque zione del valore creato dalla flessibilità strategie contrattuali di una strategia molto efficiente, pera fronte degli iniziali “sunk cost” per di mitigazione del FX l’implementazione della strategia o ché il meccanismo gira in modo autoRisk, Vortice punta a creare delle strategie. matico ed è estraneo a comportamenti clausole flessibili, sfruttando opportunistici. laddove possibile il potere Infine, va sottolineato il diverso orizCONCLUSIONI negoziale verso i zonte temporale delle due strategie: la fornitori flessibilità nello switch tra fornitori è una In conclusione, Vortice adotta due prinstrategia che Vortice utilizza in un orizzonte cipali strategie di mitigazione del FX Risk: lo temporale di medio termine (24 mesi) ed è basata switch tra fornitori e una gestione proattiva delle clausole contrattuali. La prima strategia viene adottata su previsioni strategiche; i meccanismi contrattuali, inveper quei componenti dove esiste un sufficiente numero ce, sono considerati come strumento tattico da calibrare di fornitori, con ognuno dei quali è sempre possibile at- in modo specifico sui singoli fornitori.

FIGURA 1: LE STRATEGIE DI MITIGAZIONE DEL FX RISK EURO-USD

SWITCH TRA FORNITORI Vortice utilizza fornitori alternativi per medesimi componenti, di cui uno basato in Italia con produzione locale, uno basato in Italia con produzione in Cina e uno cinese, aventi diverse valute (Euro vs USD)

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GESTIONE CLAUSOLE CONTRATTUALI DI RISK SHARING Vortice utilizza tecniche di risk sharing per condividere con i fornitori cinesi le oscillazioni di prezzo legate al tasso di cambio

PUNTI CHIAVE • Gli acquisti su scala globale presentano maggiori rischi intrinseci: il FX Risk è legato a transazioni su mercati internazionali con valute differenti.

Anche se molte aziende utilizzano coperture a termine per mitigarlo, esistono efficaci strumenti di supply chain management che possono portare a risultati migliori.

• Fondamentale l’approccio inter-funzionale: la collaborazione tra le diverse funzioni aziendali è cruciale per implementare buone strategie di mitigazione del rischio. Il CFO definisce le tecniche di hedging, in collaborazione con gli acquisti e la contabilità, che sviluppano previsioni sulle valute e analisi dei costi. L’ufficio legale ha un ruolo importante, ad esempio nel definire clausole contrattuali ad-hoc per i diversi Paesi. Il commerciale traduce invece le istanze di mercato in margini di manovra e negoziazione contrattuale.

• Finanza e operations insieme: tra tutte, le funzioni direttamente responsabili della gestione dei FX Risk sono gli acquisti e il product development, le quali permettono di bilanciare le strategie basate sulla flessibilità con i modelli predittivi che permettono di analizzare lead time, costi e rischi. Una elevata competitività del settore impone maggiore collaborazione trasversale tra finanza e operations. Infine, essenziale è la condivisione di informazioni. Il tutto per migliorare le performance economico-finanziarie.

• Maggiore attenzione al FX Risk: molte aziende sono esposte in misura crescente a questo rischio, specie con il tendenziale aumento del volume di acquisti world-wide. Tuttavia, la conoscenza delle strategie di mitigazione dal lato della supply chain è ancora limitata. I supply chain manager devono quindi considerare gli effetti di questo rischio, che presenta lungo tutta la supply chain importanti implicazioni sia operative che finanziare: impatto sulla variabilità dei costi di produzione, impatto sui prezzi di trasferimento, costi di tassazione, cash flow, qualità delle negoziazioni cliente-fornitore.

• Il FX Risk impatta fortemente nei settori a bassa marginalità: nelle aziende dove le marginalità sul prodotto sono ridotte, la personalizzazione dei prodotti è elevata e i lead time sono lunghi, il focus sull’efficienza diventa vitale. Allo stesso tempo è essenziale gestire l’impatto economico-finanziario di questo rischio.

• Fondamentale l’utilizzo di strumenti per la quantificazione del valore creato dalle strategie di mitigazione: la flessibilità, di sourcing o contrattuale, permette di reagire all’incertezza proattivamente, scegliendo di volta in volta la modalità di approvvigionamento (fornitore) più conveniente o revisionando i prezzi, consentendo così di gestire efficacemente anche il FX Risk. Tuttavia, essa può essere costosa. È quindi cruciale valutare i benefici (incerti) creati dalla flessibilità nel reagire ad eventi rischiosi comparandoli con gli inziali “sunk cost” per la costruzione della flessibilità.

GLI AUTORI: Barbara Gaudenzi è Professore Associato in Supply Chain Management e Risk Management presso il Dipartimento di Economia Aziendale dell’Università degli Studi di Verona, dove è inoltre Direttore di LogiMaster, Master in Logistica e Supply Chain Management, e di RiskMaster, Master in Risk Management.

Roberta Pellegrino è Ricercatrice universitaria presso il Dipartimento di Meccanica Matematica e Management del Politecnico di Bari. Insegna Economia e Organizzazione Aziendale, Risk Management e Gestione sostenibile delle infrastrutture.

George A. Zsidisin è Professore Ordinario in Supply Chain Management e Direttore del Supply Chain Risk and Resilience Research (SCR3) Institute presso l’University del Missouri – St. Louis (USA).

Claudio Bruggi è Consulente presso BlueChange Srl, specializzato nei processi di Procurement e Supply Chain, con ampia esperienza maturata in aziende manifatturiere.

George A. Zsidisin, Barbara Gaudenzi e Roberta Pellegrino hanno vinto il Grant di Ricerca 2019 del CSCMP sul tema “Supply Chain approaches and strategies for mitigating Foreign Exchange Risks”.

PER APPROFONDIMENTI • Carbonara, N., Pellegrino, R. (2017). Real options approach to evaluate postponement as supply chain disruptions mitigation strategy.

International Journal of Production Research.

• Gaudenzi, B.; Borghesi A. (2012). Risk Management: how to assess, transfer and communicate critical risks, Springer.

• Gaudenzi, B., Pellegrino, R., Zsidisin, G.A., Bruggi, C, (2019), “Foreign Exchange Risk Mitigation Strategies in Global Sourcing: The Case of Vortice SPA”, in Revisiting Supply Chain Risk, Springer.

• Pellegrino, R., Costantino, N., & Tauro, D. (2019). Supply Chain Finance: A supply chainoriented perspective to mitigate commodity risk and pricing volatility. Journal of Purchasing and Supply Management, vol. 25, n. 2, pp.

118-133.

• Zsidisin, G.A., Gaudenzi, B. (2018).

Transcending Beyond Finance for Managing Foreign Exchange Risk. In Routledge Companion to Risk, Crisis and Security in Business, Routledge.

• Zsidisin, G.A., Wagner, S.M. (2010). Do Perceptions Become Reality?: The Moderating Role of Supply Chain Resiliency on Disruption Occurrence. Journal of Business Logistics, vol.

31 n. 2, pp. 1-20.

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Emergenza Covid-19: per gli eventi posticipati è stata riportata la DATA AGGIORNATA

Agenda

MCM data aggiornata:

Web Edition 25 FEBBRAIO 2021

DOVE:

SAVE

Web Edition

data aggiornata:

24-25 FEBBRAIO 2021

DOVE: ONLINE SAVE, Mostra convegno Automazione industriale e Strumentazione industriale, si svolge in concomitanza con MCM. Settori coinvolti: DCS, PLC, PC industriali, fieldbus, SCADA, telecontrollo, reti tecnologiche, sensori, trasduttori, trasmettitori, registratori, servomeccanismi, automazione, elaborazione dati, controllo di processo, software, strumentazione elettronica di misura per produzione, manutenzione, laboratorio, strumentazione elettronica, sicurezza della produzione, telecomunicazioni, networking. www.exposave.com/webedition.asp

Solar India data aggiornata: DOVE:

24-26 MARZO 2021 NEW DELHI, INDIA

Solar India, in contemporanea con Water , Transport e Buildings India, è uno degli eventi della 6th Smart Cities India 2021 Expo. Temi chiave: fotovoltaico, capacità di stoccaggio delle batterie, città solari, solare galleggiante, solar micro grids e illuminazione stradale solare.

Settori coinvolti: manutenzione, sistemi di misurazione, monitoraggio emissioni, grid infrastructure, gestione rete, sistemi ibridi, installatori, produttori di celle solari, sistemi di monitoraggio, moduli fotovoltaici, smar grid technologies, software, stoccaggio ecc. www.solarindiaexpo.com

Water India data aggiornata: DOVE:

24-26 MARZO 2021 NEW DELHI, INDIA

Water India, in contemporanea con Solar, India e Buildings India, è uno degli eventi della 6th Smart Cities India 2021 Expo.Temi chiave: non-revenue water, irrigazione, fornitura e distribuzione acqua, trattamento acque reflue, approvvigionamento idrico a energia solare.

Settori coinvolti: strumenti analitici, rimozione di As, F e Fe, trattamento biologico, filtrazione, dissalazione, distillazione, smaltimento, riciclaggio, trattamento effluenti, raccordi, valvole, tubi flessibili, regolatori di flusso, soluzioni idriche industriali, strumentazione ecc. www.waterindia.com

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ONLINE

MCM, Mostra Convegno Manutenzione Industriale, si svolge in concomitanza con SAVE. Settori coinvolti: ambiente, sicurezza, manutenzione elettrica, meccanica, predittiva e diagnostica, materiali e saldatura, pompe, compressori, valvole e accessori, software manutenzione e asset management, strumentazione e controllo manutenzione. I leader di mercato danno appuntamento a un pubblico qualificato composto da consulenti, manutentori, progettisti, responsabili acquisti, manutenzione e qualità, responsabili tecnici, sales manager. www.mcmonline.it/webedition.asp

EnergyMed – XIII ed. data:

25-27 MARZO 2021

DOVE:

NAPOLI, ITALIA

EnergyMed, la Mostra Convegno sulle Fonti Rinnovabili e l’Efficienza Energetica, è la piattaforma ideale dove confrontarsi su solare, eolico, caldaie ad alta efficienza e a biomasse, recupero di materia ed energia dai rifiuti, veicoli a basso impatto ambientale. L’evento vede la consolidata presenza delle quattro sezioni dedicate all’efficienza energetica “EnerEfficiency”, al riciclo “Recycle”, alla mobilità sostenibile “Mobility” e all’automazione “Automation”. www.energymed.it

Refrigera 2021 data aggiornata: DOVE:

13-15 APRILE 2021 BOLOGNA, ITALIA

Refrigera 2021 è l’evento dedicato esclusivamente all’intera filiera dell’industria della refrigerazione industriale, commerciale e logistica. Offre l’opportunità di incontrare i principali fornitori di tecnologie, servizi, macchinari componentistica e servizi per gli operatori del settore. La manifestazione, con ingresso gratuito per gli operatori del settore, offre la possibilità di partecipare a seminari e workshop dedicati. www.refrigera.show

OMC data:

25-27 MAGGIO 2021

DOVE:

RAVENNA, ITALIA

“Ripensiamo l’energia insieme: strategie per un futuro energetico sostenibile”: questo il tema centrale di OMC 2021. L’evento, offre ai partecipanti un programma di conferenze incentrato sulle grandi sfide del settore energetico: transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio e accesso mondiale alle risorse.

OMC è anche il principale mercato nella regione del Mediterraneo per la catena di approvvigionamento industriale di gas, petrolio ed energia. www.omc.it/en

Achema Pulse

Web Edition

data:

15-16 GIUGNO 2021

DOVE:

ONLINE

Anche dopo lo slittamento di Achema nel 2022, espositori e visitatori possono comunque usufruire dello scambio globale sulle ultime tendenze nelle industrie chimiche, farmaceutiche e alimentari. Oltre ai temi focus “Laboratorio digitale”, “Produzione modulare e connessa” e “Sicurezza dei prodotti e dei processi”, Achema Pulse lancia Digital Hub con i suoi molteplici aspetti. Anche la sostenibilità è anche all’ordine del giorno. In PRAXISforum virtuali i partecipanti possono informarsi sugli sviluppi tecnologici concreti. www.achema.de/en

ZeroEmissioni 2021 data aggiornata:

5-6 MAGGIO 2021

DOVE:

PIACENZA, ITALIA

ZeroEmission 2021 è la fiera italiana dedicata alle tecnologie di riferimento e alle soluzioni più innovative per aziende e professionisti che operano nei settori: produzione di elettricità dal sole, moduli e impianti fv, storage fv, inverter e ups, gestione e distribuzione dell’energia elettrica, industria delle batterie e sistemi di accumulo, idrogeno da rinnovabili e celle a combustibile, reti elettriche intelligenti e micro smart grids, veicoli elettrici e infrastrutture per la mobilità elettrica. www.zeroemission.show

H2O – Mostra internazionale dell’acqua data:

23-25 GIUGNO 2021

DOVE:

BOLOGNA, ITALIA

Accadueo – Mostra internazionale dell’acqua è la fiera delle filiere che danno valore all’acqua e che dà voce a tutti gli operatori in grado di trasferire valore ai diversi ambiti che impattano il settore idrico: civile, industriale, agricolo.

Accadueo è la manifestazione che ospita l’importante percorso tematico CH4 con l’intenzione di farlo diventare la manifestazione di riferimento per il comparto gas e per quello energetico in generale, dando spazio a riflessioni di sistema e dialogo tra imprese tecnologiche, utility, istituzioni e ricerca. www.accadueo.com/home/1606.html

Agenda

EMC 2021 – Eastern Mediterranean Energy data aggiornata:

14-16 SETTEMBRE 2021

DOVE:

NICOSIA, CIPRO

Nel Mediterraneo, il mercato del gas è in continua espansione ed EMC è la vetrina perfetta per qualsiasi azienda operante nel settore energetico e, in particolare, nell’Oil&Gas offshore. È il luogo ideale dove conoscere e farsi conoscere.

Numerosi i settori coinvolti: compressori, corrosione e controllo, perforazione, esplorazione e produzione, Floating LNG (FLNG), Floating Production Storage & Offloading (FPSO), Floating Storage Regasification Units (FSRU), flange e raccordi, lavorazione di gas e GNL, IT e infrastruttura digitale, liquefazione, produttori e importatori di GNL ecc. www.emc-cyprus.com

data:

15-18 SETTEMBRE 2021

DOVE:

PIACENZA, ITALIA

La manifestazione fieristica internazionale più importante per il settore del drilling & foundations trova nuovi stimoli dalla crescente proliferazione dei temi di attualità per i visitatori professionali.

Geotermia, cantieri 4.0 del sottosuolo, nuove tecnologie trenchless, dewatering e acque sotterranee, transizione energetica, riduzioni delle emissioni in atmosfera e geoingegneria, nuovi materiali per il trasporto dei fluidi e nuove normative sui macchinari sono i temi che affiancheranno la parte espositiva di Geofluid 2021. www.geofluid.it

22-25 SETTEMBRE 2021

DOVE:

ISTANBUL, TURCHIA

Gli ultimi sviluppi nello stoccaggio di energia, nel trasporto elettrico e nella digitalizzazione saranno all’ordine del giorno di Solar Istanbul. Nella conferenza internazionale, organizzata parallelamente alla fiera, esperti nei loro settori condivideranno le loro conoscenze ed esperienze con il pubblico.

Settori coinvolti: produttori di pannelli solari e inverter, connettori, caricabatterie e soluzioni per veicoli elettrici, applicazioni blockchain, gestione e monitoraggio dell’energia, stoccaggio elettricità, efficienza energetica, software settoriale ecc. www.solaristanbul.com.tr

data aggiornata: DOVE:

29 NOVEMBRE 2021

SAN DONATO MILANESE, ITALIA

mcTER Cogenerazione si svolge in concomitanza con mcTER Pharma & Chemical Web Edition, mcTER Biometano Biogas Biocombustibili Web Edition, mcTER Smart Efficiency Web Edition, mcTER Idrogeno Web Edition, mcTER Storage e Fotovoltaico Web Edition. Settori coinvolti: che partecipano all’evento: cogenerazione ad alto rendimento, cogenerazione biogas, biomasse, gas naturale, olio combustibile, microcogenerazione, piccola cogenerazione, poligenerazione, turbine per cogeneratori, analisi e monitoraggio emissioni, efficienza energetica, ecc. www.mcter.com/webedition/cogenerazione_ novembre/

mcTER Smart Efficiency data aggiornata:

RemTech Expo DOVE:

data:

mcTER Cogenerazione

GEOFLUID - Drilling & Foundations

data:

SOLAR Istanbul

20-24 SETTEMBRE 2021 PIACENZA, ITALIA

RemTech Expo è l’unico evento internazionale specializzato sui temi delle bonifiche, coste, dissesto, clima, sismica, rigenerazione urbana, industria sostenibile.

Si compone di nove segmenti: Remtech e Remtech Europe (bonifiche siti contaminati), Coast (tutela coste, porti, sostenibilità), Esonda (dissesto idrogeologico, inondazioni, frane), Climetech (cambiamenti climatici), Geosismica (rischio sismico, prevenzione, ricostruzione), Inertia (opere sostenibili materiali, economia circolare), Rigeneracity (rigenerazione urbana, social housing), Chemtech (industria chimica innovativa e sostenibile). www.remtechexpo.com/index.php/it

World Future Energy Summit - Expo data aggiornata: DOVE:

17-19 GENNAIO 2022

ABU DHABI, EMIRATI ARABI UNITI

Il World Future Energy Summit è il principale evento internazionale che accelera la sostenibilità e la transizione globale verso l’energia pulita e che riunisce in un unico evento esposizioni, vetrine tecnologiche e forum aziendali. Oltre a fornire un programma completo con oltre 200 sessioni e workshop, il World Future Energy Summit offre un’esposizione “personalizzata” per ogni settore: energia (Driving the clean energy transformation); acqua (Solutions at the source); rifiuti (Empowering a circular future); EPC; solare (Meet the stars of solar); smart cities (Urban environments, reimagined); clima (Climate action for global change). www.worldfutureenergysummit.com/en-gb.html

Achema 2022 data:

4-8 APRILE 2022

DOVE: FRANCOFORTE SUL MENO, GERMANIA Più moderno, più interattivo e sempre al passo con l’industria di processo: è questo il segno distintivo di Achema 2021. Temi trattati: “Sicurezza di prodotto e di processo”: IT e sicurezza informatica al primo posto nell’agenda; “Laboratorio digitale”: costruzione di un potente ambiente IT e la disponibilità di dispositivi completamente integrati; “Produzione modulare e in rete”: i processi di produzione nelle industrie chimiche e farmaceutiche devono essere flessibili, rapidi ed economici. Gli skid di processo modulari che offrono queste funzionalità sono preassemblati, testati nell’impianto pilota e quindi assemblati in loco. www.achema.de/en

1 DICEMBRE 2021

DOVE: VERONA, ITALIA mcTER Smart Efficiency, Mostra Convegno Soluzioni smart per l’efficienza energetica, smart metering, diagnosi energetica, si svolge in concomitanza con mcTER Pharma & Chemical Web Edition, mcTER Cogenerazione Web Edition, mcTER Biometano Biogas Biocombustibili Web Edition, mcTER Smart Efficiency Web Edition, mcTER Idrogeno Web Edition, mcTER Storage e Fotovoltaico Web Edition.

Si tratta di un evento verticale sviluppato con una consolidata formula di successo: un’area espositiva dove incontrare i principali leader di settore, più sessioni congressuali parallele di aggiornamento professionale e numerosi workshop. www.mcter.com/webedition/Smart-efficiency– novembre/

IVS – Industrial Valve Summit data:

25-26 MAGGIO 2022

DOVE: BERGAMO, ITALIA IVS - Industrial Valve Summit è il principale evento internazionale per le tecnologie delle valvole Oil & Gas e le soluzioni di controllo del flusso. Un vero e proprio hub informativo, dove restare al passo con le tendenze del mercato, incontrare i key-player globali, l’eccellenza manifatturiera e cercare le ultime innovazioni tecnologiche. Grazie alla combinazione di espositori di alta qualità e convegni altamente focalizzati, Industrial Valve Summit offre le migliori opportunità per incrementare il business. www.industrialvalvesummit.com

n. 1 | Febbraio | 2021

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