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AMBIENTE

MENSILE - TECNOLOGIE AMBIENTALI PER L’INDUSTRIA E LA PUBBLICA AMMINISTRAZIONE -

ANNO XXVII OTTOBRE 2016

N7


SOMMARIO BIOMASSE & BIOGAS

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PANORAMA APPROFONDIMENTI

La risposta al rifiuto umido 7

La gestione della forsu Il DPR 7/3/2016 da indicazioni su come realizzare un sistema adeguato e integrato di gestione della frazione organica dei rifiuti urbani

Il digestore bistadio

DEPURAZIONE

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Alcuni esempi di successo in Italia nell’ambito del trattamento di questi scarti

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ENERGIA

I bioreattori a due fasi

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Una nuova tecnologia, ancora in fase sperimentale, contro particolari sostanze chimiche di sintesi difficilmente degradabili

I motori elettrici efficienti

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Con quelli ad alto rendimento il risparmio energetico è di 5-15%, soprattutto con potenze di 110-160 kW e un uso di oltre 3.000 h/a

Il recupero di CO2 da fluido geotermico

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Sarà a breve realizzato il primo impianto di recupero di anidride carbonica da centrale geotermoelettrica, riducendo dell’83% le sue emissioni in atmosfera

SOS grandi impianti

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MACCHINE & STRUMENTAZIONE

La Puglia potabilizza i reflui

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Un sistema per ridurre l’uso delle risorse idriche convenzionali partendo dalle acque reflue urbane

L’industria delle pompe

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Il trend che emerge è chiaro: all'estero chiedono i nostri brand e vogliono affidabilità, qualità e servizio

GREEN FASHION

SICUREZZA

Il riciclo del cotone

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L’acido solforico da gestire

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Una sostanza che richiede particolari precauzioni: da ispezioni periodiche a controlli strumentali, da uso di DPI a sistemi di contenimento

Altamente versatile, può essere utilizzato per recuperare tutti i materiali contenenti cellulosa

L’eco-stampa tessile

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Notevoli i progressi compiuti nella tecnica digitale da parte di un consorzio finanziato dall’UE

TECNOLOGIE

La Eni Slurry Technology

RIFIUTI Un’eco-piattaforma super efficiente

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Inaugurato nel napoletano un impianto di selezione del multimateriale da raccolta differenziata di ultima generazione

SPECIALE “DRONI PER L’AMBIENTE”

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La promettente tecnologia EST consente la conversione delle cariche pesanti in distillati di elevata qualità

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LABORATORI

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MARKET DIRECTORY

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ECOTECH

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GLI INDIRIZZI DELLE AZIENDE CITATE SONO A PAG. 66 Hi-Tech Ambiente

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panorama linee guidA ministeriAli

Il calcolo della differenziata un decreto del ministero dell'Ambiente pubblicato qualche mese fa in gu introduce, per la prima volta, "linee guida nazionali per un metodo di calcolo unico della raccolta differenziata dei rifiuti urbani e assimilati, cui tutte le regioni dovranno attenersi nel dotarsi dei propri metodi di calcolo e di certificazione". tale dm, che attua l'art.32 del Collegato Ambientale, permetterà un reale confronto dei risultati tra le diverse aree geografiche del territorio nazionale e tra i Comuni, calibrando i tributi comunali a seconda dei livelli di raccolta raggiunti e certificati dalle regioni. tra le novità del decreto anche la possibilità di conteggiare il compostaggio domestico nella raccolta differenziata e di considerare nel calcolo tutti i rifiuti che sono conferiti nei centri di raccolta comunali; ciò potrà avvenire solo

Agenzie AmbientAli

SNPA al via dopo circa tre anni di iter legislativo, il Parlamento ha definitivamente approvato la proposta di legge di riforma delle agenzie ambientali. la nuova legge istituisce il sistema nazionale delle agenzie ambientali, al fine di definire standard omogenei ed efficaci per l’esercizio dell’azione pubblica di informazione e controllo della qualità ambientale; il sistema potrà contare su una rete nazionale di laboratori accreditati, mentre l’ispra svolgerà funzioni di indirizzo e coordinamento. la riforma istituisce inoltre i livelli essenziali delle prestazioni tecniche ambientali (lepta) e la rete informativa nazionale ambientale, denominata sinanet; è inoltre prevista la costituzione del sistema nazionale a rete per la protezione dell’ambiente, che avrà la funzione di contribuire al perseguimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile, della riduzione del consumo del suolo, della promozione della qualità ambientale in tutto il territorio nazionale e della piena realizzazione del principio “chi inquina paga”, anche in relazione agli obiettivi di promozione della salute u-

mana. il sistema nazionale è composto dall’istituto per la protezione e la ricerca ambientale (ispra) e dalle Arpa regionali, e svolgerà principalmente i seguenti compiti: monitorare lo stato dell’ambiente (con particolare riguardo al consumo del suolo, all’evoluzione delle risorse ambientali e all’inquinamento), svolgere attività di ricerca e informazione pubblica su dati tecnico-scientifici sullo stato dell’ambiente e sulla sua evoluzione, nonché collaborazione con gli istituti scolastici e le università relativamente alle tematiche dell’educazione ambientale, supporto alle altre istituzioni nelle attività amministrative in materia ambientale, partecipazione alle iniziative degli enti preposti agli interventi di protezione civile, vigilanza e ispezione sul territorio. Hi-Tech Ambiente

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nei Comuni che abbiano con proprio atto disciplinato questa attività, garantendo dunque la tracciabilità e il controllo. <<l'italia della raccolta differenziata - afferma il ministro dell'Ambiente gian luca galletti viaggia ancora a diverse velocità, anche a causa della confusione generata da strumenti di calcolo differenti da una regione all'altra, cui segue un'ovvia difficoltà nel rendere omogenea l'applicazione del tributo. Queste linee guida nazionali sono funzionali a portare tutto il nostro Paese verso l'economia circolare, adeguandolo agli standard europei di differenziata e superando la realtà delle discariche in cui purtroppo va ancora gran parte dei rifiuti nazionali>>.


A bAsso imPAtto AmbientAle

Gli ecofilm in Trentino

do le modalità indicate nel disciplinare. in conseguenza della buona condotta tenuta, infatti, alle troup di film o serie tV vengono assegnati dei green points e consegnata una certificazione che le consentirà di ricevere contributi economici da parte del Film Fund trentino. Questo meccanismo di certificazione e premio è unico in europa.

Rilegno a segno più

Premiare le produzioni che scelgono la strada della sostenibilità e che seguono un disciplinare green studiato ad hoc e chiamato t- green Film. È il nuovo strumento lanciato da trentino Film

Commission per incentivare la sostenibilità ambientale in campo cinematografico. il funzionamento è piuttosto semplice: alle produzioni cinematografiche viene chiesto di ottimizzare i consumi di corrente (risparmio energetico) e l’utilizzo dei mezzi di trasporto (ridotte emissioni), di gestire in modo “green” la scelta dei materiali ed i momenti di ristorazione (cibo a km zero), di ottimizzare la raccolta differenziata, di promuovere azioni di ecosensibilizzazione. Ad Appa poi il compito di verificare il rispetto delle azioni secon-

i dati del 2015 parlano chiaro: su oltre 2,672 milioni di tonnellate di imballaggi di legno immessi al consumo, in italia più di 1,715 milioni di tonnellate di rifiuti sono stati recuperati e destinati prevalentemente al riciclo, ossia il 64% che si trasforma in pannello truciolare, semilavorato per l’industria del

mobile. i dati positivi dipendono anche da un potenziamento dell’intero sistema rilegno capillarmente diffuso su tutto il territorio nazionale, con oltre 700 convenzioni sottoscritte con operatori privati, comuni, aggregazioni di comuni e gestori ambientali. ingenti gli incentivi del Consorzio: 2 mln di euro alle raccolte differenziate, 8 mln per l’attività delle piattaforme e oltre 10 mln per il sostegno ai trasporti dei rifiuti di legno verso le industrie del riciclo.

@AMBIENTE ON-LINE@AMBIENTE ON-LINE@ mette a disposizione oltre 400), norme tecniche e brevetti (più di 2 milioni) nel campo delle energie rinnovabili. l’obiettivo, infatti, è quello di dare una mano concreta agli utenti nel cercare, individuare ed analizzare la tecnologia e la normativa di settore. <<la piattaforma inspire - afferma Adnan Amin, direttore generale di irena – favorisce la collaborazione tra gli innovatori, stimolando il miglioramento attraverso il confronto dei prodotti e aiutando a identificare i partner>>.

La piattaforma Inspire e’ stata chiamata inspire, perché uno dei suoi compiti è proprio quello di ispirare responsabili politici e addetti del settore energetico a livello mondiale a fare quanto più possibile sul fronte delle energie rinnovabili. si tratta della nuova piattaforma web lanciata di recente da irena, l’agenzia internazionale delle green energy. Frutto di un lungo lavoro tra l’agenzia, l’ufficio europeo dei brevetti (ueb) e la Commissione elettrotecnica internazionale (ieC), insPire si presenta come la porta d’accesso alla più grande collezione al mondo di standard globali (ne

http://inspire.irena.org

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approfondimenti nella g.u. n.91 del 19/4/2016 è stato pubblicato il dPr 7/3/2016, dal titolo “misure per la realizzazione di un sistema adeguato e integrato di gestione della frazione organica dei rifiuti urbani”. scopo del provvedimento è prevenire e ridurre il più possibile gli effetti negativi sull’ambiente e sulla salute umana derivanti dalla gestione della forsu e raggiungere gli obiettivi stabiliti dall’ue in tema di riciclo e riduzione del conferimento in discarica dei rifiuti biodegradabili. si punta, nel contempo, a favorire la produzione di un composti di qualità ed a riequilibrare la situazione a “macchia di leopardo” presente in italia, che vede alcune regioni più virtuose di altre nella diffusione degli impianti per la biodigestione e il compostaggio. A tal fine, il dPr indica le necessità impiantistiche per la corretta gestione della forsu raccolta in maniera differenziata; esso, inoltre: - effettua la ricognizione dell’offerta esistente di impianti di recupero della forsu, raccolta in maniera differenziata, articolata per regioni (All. 1). Ai sensi dell’art.2, per “impianti di recupero” si intendono gli impianti di trattamento aerobico di compostaggio e di digestione anaerobica della forsu raccolta in maniera differenziata; mentre, per “frazione organica dei rifiuti urbani” si intendono i rifiuti organici così come definiti dall’art.183, c.1, let.d) del d.lgs 152/2006, nonché i rifiuti di manufatti e imballaggi compostabili certificati secondo la norma uni en 13432:2002 - individua il fabbisogno teorico di trattamento della forsu raccolta in maniera differenziata, articolato per regioni (All. 2) - individua il fabbisogno residuo di impianti di recupero della frazione organica dei rifiuti urbani raccolta in maniera differenziata, articolato per regioni (All. 3). la ricognizione dell’offerta esistente e l’individuazione del fabbisogno teorico e residuo di impianti di recupero della frazione organica dei rifiuti urbani raccolta in maniera differenziata, articolate per regioni, possono essere aggiornate, con cadenza triennale, sulla base di apposita richiesta presentata da parte delle regioni e delle Province Autonome. la richiesta, adeguatamente motivata e indirizzata al ministero dell’Ambiente, deve riportare i dati riferiti alle capacità degli impianti

La gestione della forsu DPR 7/3/2016

il decreto da indicazioni su come realizzare un sistema adeguato e integrato di gestione della frazione organica dei rifiuti urbani

degli impianti di recupero della frazione organica dei rifiuti urbani raccolta in maniera differenziata, e i dati riferiti ai livelli di intercettazione della forsu. il dPr è entrato in vigore il 20/4/2016; il ministero dell’Ambiente, con cadenza triennale, esaminata la documentazione, propone le necessarie modifiche del decreto, secondo il procedimento di cui all’art.35, c.2 della legge 164/2014. IL TRATTAMENTO DELLA FORSU

l’All.1 include nella ricognizione dell’offerta esistente anche gli impianti che trattano solo “rifiuti verdi” (provenienti da giardini e parchi), unitamente a quelli che trattano rifiuti verdi e umidi (alimentari e di cucina), senza sottrarre alla capacità degli impianti una quota del

30% pari al materiale strutturante (disattendendo le richieste delle regioni) in quanto ritenuto anch’esso di origine urbana. non si sono invece considerati gli impianti con capacità autorizzata minore a 1.000 ton/anno, in quanto non sempre ufficialmente censiti e non sempre realmente operativi. infine, non sono state considerate le quantità di rifiuti trattate di origine non urbana (come i fanghi di depurazione delle acque reflue e i rifiuti agroindustriali, i reflui zootecnici e agroindustriali), in ossequio all’art.35, c.2, d.l. 133/2014 (convertito in legge 164/2014), che impone di considerare solo la forsu. sulla base dei dati forniti da ispra (risalenti però al 2013), confrontati con quelli provenienti dalle Amministrazioni regionali, sono state elaborate una serie di tabelle (una per ogni regione) le quali riportano gli impianti di com-

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postaggio e digestione anaerobica della forsu raccolta in maniera differenziata, indicando il numero di impianti operativi, la localizzazione, capacità di trattamento dei rifiuti autorizzata, la quantità effettivamente trattata da ciascun impianto di fanghi e di altri rifiuti, l’offerta di trattamento esistente per ciascuna regione, l’anno di riferimento e la fonte dei dati riportati. dai dati raccolti nelle tabelle emerge che le rgioni pienamente autosufficienti risultano essere Veneto, Friuli Venezia giulia, umbria, sardegna; anche la Valle d’Aosta risulta pienamente autosufficiente, ma in questo caso la stima congiunta di fabbisogni ed impiantistica per frazione umida e verde non considera che l’impianto esistente tratta solo la frazione verde, e la frazione umida deve essere trattata fuori regione. Continua a pag. 8


Continua da pag. 7

La gestione della forsu in termini assoluti, le regioni a maggiore deficit sono (in ordine decrescente): Campania, sicilia, lazio, lombardia, liguria e Calabria (la basilicata non ha impianti inseriti nella ricognizione). IL FABBISOGNO TEORICO DI TRATTAMENTO

il fabbisogno teorico degli impianti (All.2) viene definito moltiplicando la quantità media pro-capite di frazione organica raccoglibile con raccolta differenziata dedicata per il numero di abitanti, sulla base dei dati raccolti nel rapporto 2014 del Consorzio italiano compostatori. la quantità media pro-capite assunta è ricompresa in un intervallo di valori medio, pari a 110-130 kg/ab/anno, già ottenuto nei territori che effettuano la raccolta differenziata raggiungendo gli obiettivi di legge (65%); nelle regioni che hanno già raggiunto (o si prefiggono di raggiungere) percentuali superiori al 65%, è stato utilizzato un livello medio superiore basato sulle

indicazioni fornite dalle stesse regioni (nel caso della Valle d’Aosta è stato adottato un intervallo più basso, poiché la sua strategia è incentrata sulla prevenzione e sul compostaggio domestico, e quindi la percentuale di forsu prodotto è piuttosto bassa). nelle regioni in cui il fabbisogno teorico calcolato è risultato più basso rispetto alle quantità effettivamente raccolte (lombardia, umbria, lazio, Abruzzo e Campania) è stato effettuato un nuovo calcolo, rapportando le quantità raccolte alle attuali percentuali di raccolta diffe-

renziata (2014) e stimando le quantità raccoglibili con la percentuale di raccolta differenziata del 65%. IL FABBISOGNO RESIDUO DI IMPIANTI DI RECUPERO

la stima del fabbisogno residuo di trattamento della frazione organica (All.3) è articolata per regioni e Province autonome in un minimo/massimo di ton/anno, ed è ricavata per differenza tra l’offerta esistente e il fabbisogno teorico stimato. la stima è stata effettuata sul pre-

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supposto che la quota minima di materiale “strutturante” in ingresso, di cui necessitano gli impianti per il compostaggio, sia garantita dalla raccolta differenziata della frazione organica dei rifiuti urbani. Alcune regioni si sono rivelate particolarmente “virtuose”: Valle d’Aosta, Veneto, Friuli Venezia giulia, umbria e sardegna non mostrano alcun fabbisogno residuo. le altre dovranno aggiornare i dati del decreto (che, come detto, risalgono al 2013) e verificare con il ministero quanti impianti dovranno mettere in programma nei prossimi anni.


DEPURAZIONE A C Q U A   -   A R I A   -   S U O L O

I bioreattori  a due fasi Per inquinanti difficili

una nuova tecnologia, ancora in fase sperimentale, contro particolari sostanze chimiche di sintesi difficilmente degradabili

ogni anno vengono prodotti circa 100 milioni di tonnellate di sostanze chimiche di sintesi, per la maggior parte classificabili come “xenobiotiche”, cioè estranee alla natura. Queste sostanze vengono biodegradate molto lentamente e, quindi, permangono nell’ambiente per lungo tempo. molte di esse sono classificate tra i “disturbato-

ri endocrini”, in quanto si sono dimostrate capaci di alterare, anche in concentrazioni minime, gli equilibratori ormonali dei pesci. esempi tipici di acque reflue contenenti composti xenobiotici sono quelle delle industrie chimiche (presenza di idrocarburi aromatici e di sostanze alogenate), delle industrie farmaceutiche (ormoni

femminili usati per le pillole anticoncezionali), delle industrie produttrici di tensioattivi (nonilfenolo) e dei produttori di alcune materie plastiche (bisfenolo A, precursore del policarbonato). le tecnologie per l’eliminazione di tali sostanze dalle acque si basano generalmente su processi di adsorbimento o di ossidazione

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chimica. tuttavia, l’adsorbimento non elimina le sostanze nocive, ma semplicemente le concentra in un volume minore, per facilitarne lo smaltimento, e l’ossidazione può produrre sostanze spesso altrettanto tossiche di quelle di partenza. i processi biologici costituirebbero la soluzione ideale, ma le sostanze xenobiotiche inibiscono lo sviluppo dei microorganismi, a meno che non siano molto diluite; d'altra parte l’uso di diluizioni elevate (al fine di consentire la biodegradazione) richiederebbe apparecchiature di grandi dimensioni e quindi costi molto elevati. LA TECNOLOGIA TPPB

la soluzione è stata trovata con i reattori a due fasi, denominati tPPb (two Phase Partitioning bioreactors). in queste apparecchiature sono presenti due diverse fasi, e cioè: una fase liquida acquosa, che ospita i batteri e nella quale avvengono i processi di biodegradazione; una fase non acquosa, che può essere costituita da un liquido non miscibile con acqua oppure da un solido. la fase non acquosa svolge la funzione di serbatoio degli inquinanti; questi vengono degradati nella fase acquosa, e via via che la loro concentrazione si riduce gli inquinanti passano dalla fase non acquosa a quella acquosa, per ristabilire l’equilibrio termodinamico delle concentrazioni, che sono funzione dei relativi coefficienti di ripartizione. la fase non acquosa costituisce l’elemento chiave del sistema: oltre a non essere miscibile in acqua non deve essere volatile, deve essere inerte nei confronti dei microorganismi (cioè costutiuta da materiale che non sia nè tossico nè biodegradabile) e, soprattutto, deve avere un’elevata affinità per le sostanze xenobiotiche da biodegradare. inizialmente sono state usate sostanze liquide, come oli siliconici o liquidi ionici; successivamente, è stato scoperto che funzionano molto bene i polimeri solidi, come i poliuretani termoplastici, gli elastomeri termoplastici a base poliestere, e


perfino i pneumatici di scarto in forma granulare. i polimeri hanno il vantaggio di essere resistenti alla biodegradazione, chimicamente inerti, poco costosi e facilmente riutilizzabili; inoltre, possono essere formulati “su misura”, modificando i polimeri commerciali mediante la scelta di diversi monomeri di partenza, l’aggiunta di particolari gruppi chimici funzionali o mediante processi di copolimerizzazione e cross-linking. Questo consente di adattare i polimeri agli inquinanti che si desidera rimuovere, modificando le loro caratteristiche di sequestro e di rilascio nei confronti degli inquinanti stessi. APPLICAZIONI

la tecnologia tPPb è ancora in fase sperimentale, per cui non ci sono al momento applicazioni documentate su scala industriale. tuttavia, sono state pubblicate molte ricerche a livello di laboratorio che possono dare un’idea sulle possibilità applicative di questa tecnologia: - rimozione di clorofenoli. i

composti fenolici sono presenti negli scarichi di cokerie, raffinerie, industrie petrolchimiche, lavorazioni di resine e fibre di vetro, produzione di erbicidi. in particolare, i composti clorofenolici sono presenti nell’ambiente come prodotti di degradazione dei diserbanti e degli antibatterici (come il triclosan, largamente usato in detergenti per la casa, deodoranti e cosmetici. la degradazione dei clorofenoli è stata studiata dall’irsA-Cnr in due diversi sistemi tPPb, uno dei quali aveva come fase non acquosa il polimero “tone” (un poliestere alifatico) e l’atro pneumatici usati in forma granulare. sono state ottenute, in meno di 10 ore, efficienze di rimozione del 85% con il tone e del 70% con i pneumatici usati, con velocità di rimozione del 2-4 diclorofenolo, corrispondenti rispettivamente a 30,9 e 20,5 mg/l-h. sia il tone che i pneumatici usati sono stati impiegati per 40 cicli di lavoro, senza che si rendesse necessaria la loro sostituzione. - degradazione di estrogeni sinteContinua a pag. 13


Il recupero di CO2 da fluido geotermico Sull’Amiata in Toscana

sarà a breve realizzato il primo impianto di recupero di anidride carbonica da centrale geotermoelettrica, riducendo dell’83% le sue emissioni in atmosfera e’ stata di recente inaugurata la centrale geotermoetettrica bagnore 4, nell'area geotermica dell'Amiata, in provincia di grosseto, zona per la quale è atteso un accordo di programma che porti a un miglioramento dal punto di vista ambientale, paesaggistico e occupazionale tale da fare dell'utilizzo

della risorsa geotermica un vero motore di sviluppo per tutto il territorio. Altrettanto recente è l’autorizzazione concessa dalla regione toscana per la realizzazione di “Co2 radicondoli”, il primo stabilimento di recupero di anidride carbonica da centrale geotermoelettrica,

riducendo dell'83% le sue emissioni in atmosfera. si tratta di un impianto di captazione e purificazione di anidride carbonica da fluido geotermico, che nascerà nella zona industriale Fiumarello, nel comune di radicondoli. lo stabilimento sarà finalizzato al recupero e alla purifica-

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zione di anidride carbonica (Co2) proveniente dalla centrale geotermica nuova radicondoli di enel green Power, e che ad oggi viene emessa liberamente in atmosfera. si concretizza così, e questo è il primo risultato, quanto stabilito dalla giunta regionale secondo cui in toscana la coltivazione di Co2 non avviene più tramite nuove perforazioni, ma i soggetti interessati, mediante accordi stipulati tra regione ed enel green Power, possono ottenere gratuitamente la Co2 in uscita dagli impianti di abbattimento di mercurio e idrogeno solforato (Amis). duplice il vantaggio: drastica riduzione dell'impatto sull'aria e recupero di anidride carbonica che viene riutilizzata in campo alimentare o medicale. "si tratta di un'importante operazione di economia circolare – commenta l'assessore regionale all’ambiente Federica Fratoni – e allo stesso tempo diventa una buona pratica industriale che la regione si augura possa essere riproposta per ciascuna delle centrali geotermoelettriche che si trovano sul territorio". ma come funziona il nuovo impianto? il fluido sarà prelevato grezzo in uscita dall'Amis e sarà trasportato mediante un collettore di nuova realizzazione allo stabilimento di produzione. Qui la Co 2 presente nel fluido verrà sottoposta ad un processo di purificazione e liquefazione per poi essere stoccata in serbatoi dedicati e destinati alla commercializzazione in campo alimentare, medicale e per la depurazione delle acque. il recupero della Co 2 dalla centrale geotermoelettrica di nuova radicondoli, come già detto, costituisce una novità vantaggiosa rispetto all'approvvigionamento tradizionale che prevede la perforazione di appositi pozzi, in quanto garantisce minore impatto a livello locale in termini di emissioni di sostanze climalteranti, quali appunto la Co2 in uscita dai camini, che verrà invece assorbita per il 90% (40.000 tonnellate). di forte impatto anche le ricadute so-


Continua da pag. 11

I bioreattori a due fasi tici e altri disturbatori endocrini. un gruppo di ricercatori dell’istituto canadese di ricerca inrs ha studiato la biodegradazione di estrogeni sintetici (estrone, estradiolo, estrolo, etinilestradiolo) e altri disturbatori endocrini (bisfenolo A, 4-nonilfenolo), ad opera dei batteri rhodococcus sp., in un reattore tPPb avente come fase non acquosa il materiale plastico Hytrel 8206 (un elastomero termoplastico a base poliestere, prodotto dalla duPont). sono stati ottenuti buoni risultati per tutte le sostanze studiate, eccetto l’etinilestradiolo, che probabilmente richiede ceppi selezionati dello stesso rhodococcus sp. - biodegradazione del petrolio grezzo. la possibilità di ottenere un’efficace e rapida biodegradazione del petrolio grezzo è molto importante per il ripristino di ambienti marini e costieri contaminati da spandimenti di petrolio e naufragi di petroliere. ricercatori arabi hanno utilizzato un reattore tPPb avente come fase non acquosa un poliuretano termoplastico (desmopan, prodotto dalla tedesca Covestro, gruppo bayer). È stata utilizzata una popolazione batterica mista, adeguatamente acclimatata. i risultati sono stati buoni per quanto riguarda gli idrocarburi

normal-paraffinici e gli idrocarburi aromatici a basso peso molecolare. gli idrocarburi aromatici policiclici, come pirene e antracene, sono più resistenti, ma anch'essi possono essere biodegradati nel giro di 4 giorni impiegando un reattore tPPb avente una fase non acquosa liquida, costi-

tuita da bis (etil-esil) sebacato. - trattamento di soV contenenti idrocarburi aromatici. i biofiltri normalmente utilizzati per evitare le emissioni di soV in atmosfera sono scarsamente efficaci sugli idrocarburi aromatici, a causa della loro scarsa solubilità in acqua. ricercatori inglesi hanno ottenuto

cio-economiche dell’operazione che porterà, tra le altre cose, all’assunzione di 4 tecnici quando lo stabilimento sarà in funzione. da segnalare anche che regione toscana ed enel hanno stabilito la riduzione del 10% nella bolletta di energia elettrica per chi investe in queste aree. si tratta di un vantaggio competitivo non banale e per questo sarà messo a disposizione un ufficio dedicato per dare informazioni precise e sostegno agli imprenditori che chiedono la riduzione in bolletta.

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buoni risultati con un reattore tPPb avente come fase non acquosa l’olio di silicone e come batterio biodegradatore il rhodococcus erythropolis t 902.1; sono state ottenute riduzioni medie della concentrazione di idrocarburi inquinanti del 63%, con punte fino al 92%.


COVER STORY

I nuovi impianti EcoBlock Depur Padana Acque

Compatti, funzionali, flessibili, in versione mbr o sbr, costruiti in un unico monoblocco cilindrico a sviluppo orizzontale, all’occorrenza suddiviso in più volumi sono trascorsi oramai diversi anni da quando depur Padana Acque ha realizzato il primo impianto di depurazione biologico in versione “monoblocco” modello ecoblock e da allora davvero molte sono state le installazioni di questo genere. e com’era logico che fosse, innumerevoli sono state anche le esperienze che i tecnici hanno vissuto sul campo e grazie alle quali l’azienda è riuscita a migliorare ulteriormente la qualità dei propri prodotti. oggi, depur Padana Acque presenta la nuova e definitiva versione degli impianti ecoblock. <<Come prima cosa dovremmo forse elencare le principali peculiarità di questi nuovi impian-

Impianto biologico a tecnologia MBR serie EcoBlock, per trattamento reflui da produzioni farmaceutiche. Installazione presso Johnson & Johnson – Pomezia (RM)

Impianto biologico a tecnologia MBR serie EcoBlock, per trattamento reflui da produzioni farmaceutiche. Installazione presso Johnson & Johnson – Pomezia (RM)

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ti – dicono dall’azienda - ma limitarci a tesserne unicamente le lodi di compattezza, funzionalità e flessibilità sarebbe riduttivo e, comunque, assolutamente inutile a far comprendere quali sono i veri motivi che hanno reso possibile il grande successo di questi impianti, nei più disparati settori industriali. sapendo, infatti, di rivolgerci ad un pubblico competente e alla continua ricerca di vere novità sul mercato, riteniamo sia più proficuo ed interessante dettagliare meglio le nostre soluzioni>>. innanzi tutto è bene ricordare che gli impianti biologici ecoblock sono sistemi modulari che possono essere realizzati sia in configurazione “sbr” (sequencing batch reactor) che “mbr” (membrane bio reactor) ed essenzialmente si contraddistinguono da qualsiasi altro impianto per il fatto di essere costruiti in un unico monoblocco cilindrico a sviluppo orizzontale, realizzato in carpenteria e all’occorrenza suddiviso in più volumi: vasca di ossidazione, vasca di denitrificazione e, se richiesto, anche il vano tecnico all’interno del quale potranno trovare alloggio il quadro elettrico generale di comando, le soffianti e/o i compressori di aerazione, i serbatoi dei vari reagenti chimici, ecc. nel caso degli impianti ecoblock in versione “mbr”, oltre alle sezioni sopraelencate è previsto anche un vano attrezzato con membrane d’ultrafiltrazione di tipo piano.


COVER STORY <<la scelta di equipaggiare gli impianti ecoblock con membrane di tipo piano – spiegano dall’azienda - va interpretata come la logica conseguenza degli eccellenti risultati conseguiti sul campo e frutto di innumerevoli sperimentazioni e confronti con ogni altro genere di membrane presente sul mercato; il tutto volutamente condotto in condizioni operative che definire gravose sarebbe poco>>. stiamo infatti parlando di impianti biologici (molto spesso abbinati a sezioni di pre-trattamento chimico fisiche), dedicati alla depurazione di reflui provenienti da realtà industriali estremamente complesse quali i colorifici, le industrie conciarie, le industrie farmaceutiche, le cosmesi, le industrie che operano nel settore della stampa flexografica, le industrie metalmeccaniche, galvaniche e così via. in definitiva, tutte realtà particolarmente articolate e difficili a causa dell’estrema diversità di materie prime utilizzate nel contesto delle rispettive linee di produzione, a loro volta capaci di originare reflui ricchi d’ogni sorta di sostanza inquinante. naturalmente gli impianti ecoblock si prestano per essere utilizzati con successo anche per la depurazione di reflui meno complessi (ma non per questo da sottovalutare), come quelli originati dalle industrie agroalimentari, i caseifici, le industrie conserviere, le cantine vinicole, i salumifici, i prosciuttifici, i macelli e le industrie di lavorazione della carne, ecc.; infine, non da ultimi, i reflui di origine civile. ma una delle più importanti peculiarità che rende vincenti gli impianti ecoblock è rappresentata dal fatto di costituire una soluzione “pronta all’uso”, ovvero completa di tutti i necessari collegamenti elettrici, idraulici e pneumatici, tant’è che il collaudo funzionale viene effettuato direttamente presso le officine depur Padana Acque, al termine delle attività di assemblaggio dei vari componenti. la successiva installazione sul campo, quindi, risulta estremamente semplice e veloce, riducendo al minimo il rischio di imprevisti e richiedendo per la

Impianto biologico a tecnologia MBR serie EcoBlock, per trattamento reflui da industria alimentare. Installazione presso Rispo Surgelati – Maddaloni (CE)

messa in opera la sola predisposizione di un adeguato piano di appoggio. tutto questo determina tempi di realizzo, messa in marcia ed entrata a regime decisamente brevi. infatti, dopo la posa del manufatto, l’impianto risulta già pronto per ricevere i primi reflui e cominciare a depurarli. un altro grandissimo vantaggio degli impianti ecoblock è co-

stituita dal fatto di risultare modulabili e, dunque, potenziabili mediante inserimento di ulteriori blocchi aggiuntivi, anche in fasi successive rispetto alla prima installazione. sono infatti rappresentativi i casi in cui si è reso necessario, ad esempio, ampliare i volumi d’ossidazione, in seguito a progressivi incrementi produttivi dell’azienda utilizzatrice, con

Impianto biologico a tecnologia MBR serie EcoBlock, per trattamento reflui da attività di imbottigliamento vino. Installazione presso Cantine Francesco Minini – Verolanuova (BS)

DEPUR PADANA ACQUE Srl Viale Maestri del Lavoro, 45100 ZI Borsea (RO) Tel 0425.472211 - Fax 0425.474608 E-mail info@depurpadana.it

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conseguenti maggiori quantitativi di reflui da trattare giornalmente o, piuttosto, la necessità di migliorare la qualità dell’effluente depurato, trasformando un ecoblock inizialmente progettato in versione sbr, in un impianto mbr con membrane d’ultrafiltrazione. Altra importante caratteristica dei sistemi ecoblock la possibilità di essere disinstallati e rimossi con estrema semplicità, vantaggio non da poco per tutte quelle attività che, ad esempio, utilizzano locali in affitto e perciò non vogliono o non possono realizzare importanti opere edili (leggasi realizzazione di vasche e/o locali tecnici in cemento armato) o per chi, più in generale, avvertendo la necessità di cambiare sede vorrebbe spostare, insieme all’attività, anche il proprio impianto di depurazione. Per ulteriori approfondimenti sui nuovi impianti ecoblock sbr ed mbr e sulla depurazione delle acque reflue più in generale, lo staff di depur Padana Acque si rende disponibile a fornire tutto il supporto necessario, contattando i propri tecnici progettisti direttamente in sede (tel 0425/472211), oppure in occasione della prossima esposizione fieristica ecomondo di rimini (Pad. d1, stand 052) dal 8 al 11 novembre 2016.


La Puglia potabilizza i reflui Sperimentazione al via

un sistema per ridurre l’uso delle risorse idriche convenzionali partendo dalle acque reflue urbane e’ partita la sperimentazione per la potabilizzazione delle acque reflue urbane in Puglia. l’impianto di affinamento selezionato è un impianto del Comune di Fasano in loc. Forcatella, affidato in gestione alla società Aquasoil, recentemente potenziato, che da oltre dieci anni assicura la distribuzione sul territorio per uso irriguo di acque reflue urbane affinate, attraverso un attento sistema di trattamento che, peraltro, ha contribuito anche a riqualificare dal punto ambientale l’area di insediamento. su proposta dello stesso gestore la sperimentazione si svilupperà su un processo di trattamento caratterizzato da successive fasi di ultrafiltrazione a membrana, ossidazione avanzata con ozono e acqua ossigenata, biofiltrazione a basso carico integrata in un esistente bacino di accumulo, seguita da disinfezione e ossidazione avanzata con raggi uV e acqua ossigenata. la sperimentazione, che durerà circa un anno, si svilupperà con la supervisione tecnico scientifica dell’irsA-Cnr, del dipartimento igiene dell’università di bari e, per gli aspetti più prettamente tecnico operativi, dell’Acquedotto Pugliese. la Puglia è la prima regione che si cimenta nello sviluppo di tale sperimentazione che, ove gli esiti risultassero positivi dal punto di vista tecnico-scientifico, della sicurezza e tecnico-economico, potrebbero aprire utili prospettive per la riduzione delle risorse idriche convenzionali.

mln di litri, una rete irrigua da circa 200 km e niente più scarico fognario in mare, dove c’è una delle spiagge più belle di Puglia. Questo succede a Forcatella, nel comune di Fasano, dove in estate è stato inaugurato un impianto senza eguali in europa, capace di trattare tutti i reflui del comprensorio di Fasano (8000 mc/giorno) e di riutilizzarli

sia per l’agricoltura, che per ricaricare la falda acquifera messa in pericolo dai prelievi dei pozzi, che fanno risalire l’acqua salata di mare. le acque nel lago di Forcatella sono così pronte all’uso agricolo, senza ulteriori trattamenti. il flusso di reflui che prima finiva in mare viene ora intercettato in una

L’IMPIANTO DI DEPURAZIONE

un lago da 50.000 mc, pari a 50 Hi-Tech Ambiente

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vasca sotterranea, disinfettato chimicamente e poi immesso nei reattori e solo dopo nel lago. la depurazione, infatti, ha luogo in un bacino combinato di accumulo e trattamento in cui avvengono trattamenti terziari di tipo chimico-fisico-biologico e di disinfezione. la rilevante volumetria disponibile in vasca consente una triplice azione: equalizzatrice rispetto alla naturale variabilità quali/quantitativa giornaliera del refluo in ingresso, di efficace trattamento in relazione agli elevati tempi di residenza del refluo nel sistema (12 ore alla portata massima) e di accumulo nelle ore notturne di minore richiesta. il reattore, di tipo plug-flow, consta di tre differenti sezioni di trattamento: chiariflocculazione, sedimentazione, disinfezione. Questi tre impianti sono racchiusi in un edificio chiamato “masseria”, perché costruito per mimetizzarsi nell’ambiente circostante secondo i canoni dell’architettura della zona. da qui, un ruscello alimenta i bacini che presentano al centro due isole artificiali. la costruzione è stata pensata nel 1990, un finanziamento regionale e europeo ha permesso di completare i lavori iniziati l’anno scorso. il passo successivo è ora il modulo per la potabilizzazione. da segnalare che un moderno sistema di telecontrollo consente di gestire in automatico, mediante uno specifico software, il funzionamento di dosaggi e misure, ed è in grado di immagazzinare i dati rilevati da diversi sensori ubicati lungo la vasca di affinamento. Aquasoil garantisce le dovute attività di pianificazione, controllo e analisi, di tutte le complesse attività che rientrano nella gestione di un impianto di affinamento come l’integrazione dei vari processi di disinfezione disponibili in vasca (ipoclorito, peracetico e trattamenti uV in linea e/o in ricircolo), profili di misure e campionamenti, analisi chimiche e microbiologiche della risorsa in ingresso e in uscita dall’impianto ai sensi della normativa vigente (d.m. 185/2003).


sistemA breVettAto

I depuratori Biopipe la società metito (dubai), specializzata nella realizzazione di sistemi efficienti di gestione delle risorse idriche nei Paesi emergenti, e la biopipe, una nuova startup posseduta dalla ditta svizzera biopipe global e diretta da un gruppo di giovani imprenditori turchi, hanno realizzato una jointventure per lo sfruttamento commerciale di un innovativo processo il trattamento biologico delle acque. il sistema (già brevettato) è ispirato alla depurazione naturale e impiega un semplice processo di trattamento biologico su speciali elementi in plastica posti all’interno di una tubazione, entro la quale fluisce l’acqua da depurare. i batteri che effettuano la depurazione si sviluppano in forma di biofilm su questi elementi; i reflui, quindi, passano attraverso uno stadio di ultrafiltrazione e successivamente in un sistema di disinfezione con raggi uV, che completa la depurazione. sostanzialmente il sistema è composto da un prefiltro (per separare corpi estranei come fazzolettini, involucri in plastica e simili), un serbatoio di accumulo, il depuratore tubolare vero e proprio, lo stadio di ultrafiltrazione e le lampade uV; il tempo totale richiesto dal trattamento è intorno a 4 ore. l’acqua depurata può essere impiegata direttamente per l’irrigazione in agricoltura o immessa nelle falde acquifere sotterranee, scaricata senza rischi ambientali in laghi, fiumi o in mare, oppure può essere conservata in serbatoi per impieghi futuri. oltre alla sua semplicità, che ne consente l’uso sia presso piccole utenze che città con milioni di abitanti, il processo biopipe si differenzia da altri metodi di trattamento tradizionali perchè non produce fanghi, odori, inquinamento acustico o altri residui, e

per questo esso rappresenta uno dei sistemi di trattamento dei reflui più ecologici attualmente impiegati al mondo. i depuratori biopipe vengono forniti in moduli, con capacità da poche decine fino a 10.000 abitanti.

REPERTORIO dell’Ambiente il “chi fa cosa” delle ecotecnologie

www.hitechambiente.com Hi-Tech Ambiente

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Il reattore esterno

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(EP patent)

innovativo sistema di ossigenazione/ossidazione avanzata ad aria/o2 puro/o3 per trattamenti biologici e/o chimici ormai da due anni la Ciem impianti applica con successo il sistema eoX per ossigenare ed ossidare in modo avanzato (con aria, ossigeno puro, ozono), grazie agli effetti di cavitazione innescati nell’ eoX, acque reflue di diversa origine in trattamenti chimico-fisici e/o in vasche biologiche (associato od in alternativa ai sistemi convenzionali) riducendo i costi di manutenzione ed energetici, incrementando le performance di impianti civili, industriali e zootecnici. DETTAGLI TECNICI

il processo di trattamento biologiCo o CHimiCo si svolge all’interno della vasca/serbatoio Reattori EOX trattamento reflui industriali

Reattori EOX trattamento liquami zootecnici

di processo/reazione che viene mantenuta ossigenata/ossidata grazie al reattore modulare esterno eoX. una pompa centrifuga aspira il refluo dal fondo della vasca e lo distribuisce sotto pressione tramite un collettore di mandata, nel reattore di ossigenazione. All’interno del reattore eoX di ossigenazione, è installato un circuito idraulico di “iniezione” aria/acqua per un “completo” trasferimento dell’ossigeno nel refluo. il circuito può essere sovralimentato con una soffiante od alimentato indifferentemente e contemporaneamente con miscele di aria e/o o2 e/o o3 al fine di ottimizzare i consumi energetici o di aumentare le prestazioni di tratta-

mento. la miscela ossigenata nel reattore eoX viene immessa, tramite tubazione di impulsione, in uno o più punti sul fondo della vasca di trattamento dove è istantaneamente distribuita e miscelata nel volume liquido in essa contenuto. CARATTERISTICHE DELL’OSSIGENAZIONE

All’interno del reattore di ossigenazione, grazie alla strutturazione impiantistica ed alle particolari condizioni di lavoro basate sull’effetto Venturi, il refluo da trattare si espande e si polverizza (dimensioni delle particelle da 6 a 20 μm), miscelandosi intimamente, in regime turbolento, con l'aria

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aspirata per effetto dell'espansione stessa. ne consegue che l'ossigeno, a contatto per lungo tempo (nel reattore e sul fondo della vasca) con le particelle di refluo in "polvere" ed in stato di forte agitazione cinetica, si discioglie nelle particelle stesse in maniera più intensa ed efficiente in quanto le superfici ed i film di interfaccia ossigeno-refluo sono notevolmente estese (dell'ordine da 3.000 a 10.000 cm2/gr d'acqua in funzione della pressione di lavoro) e di spessore molto ridotto, in continuo ricambio per l'agitazione cinetica (turbolenza) in essere. la forte turbolenza, oltre ad incrementare le efficienze di trasferimento, genera fenomeni di cavitazione con associati ultrasuoni in


ZOOM

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WWW.SEDIMENTATORILAMELLARI.IT– CIEM IMPIANTI SRL

Realizziamo sedimentatori a pacchi lamellari, sia ortogonali che cilindrici, per tutti i processi di decantazione, flottazione e da oggi per sedimentazione e flottazione combinata per reflui che richiedono una separazione di entrambe le fasi. Di seguito le nostre ultime realizzazioni. PACCHI LAMELLARI CIRCOLARI PER IL POTENZIAMENTO DI DISSABBIATURA ESISTENTE PER ACQUE DI LAVAGGIO ORTAGGI.

DECANTATORE LAMELLARE TERZIARIO, PER RECUPERO ACQUE REFLUE AD USO IRRIGUO • Portata totale = 320 mc/h • Totale sedimentatori installati = 4 • Superficie equivalente per sedimentatore = 220 mq.eq. • Camera di calma e distribuzione uniforme integrata

• N° Linee = 2 • Diametro = 3 metri • Portata totale = 150 mc/h • Superficie eq. totale = 100 mq.eq. • Applicati a serbatoi esistenti

SEDIMENTATORE SECONDARIO CON PRECAMERA DI FLOTTAZIONE NATURALE PER FANGO BIOLOGICO

SEDIMENTATORE CIRCOLARE PER TRATTAMENTO ACQUE DI FALDA CON CONTAMINAZIONE PER BONIFICA AMBIENTALE

• Portata = 30 mc/h • Superficie equivalente sviluppata = 60 mq.eq. • Coclea raschiatrice di fondo • Sistema completamente automatizzato

• Diametro = 3 metri • Portata da trattare = 30 mc/h • Superficie eq. sviluppata = 75 mq.eq • Sedimentazione di idrossidi metallici

SEDI-FLOTTATORE CIRCOLARE PER LA SEPARAZIONE IN SERIE DI FANGHI DA TRATTAMENTO CHIMICO-FISICO • Lamelle in AISI316 • Portata = 6 mc/h • Superficie eq. per sedimentazione = 12 mq.eq. • Superficie eq. per flottazione = 6 mq.eq • Raschiatore per fanghi flottati • Tramoggia a 70° per fanghi sedimentati • T° esercizio = 60°C

SEDIMENTATORE SECONDARIO CIRCOLARE CON RASCHIATORE PER ISPESSIMENTO FANGHI PER IMPIANTO DI TRATTAMENTO BIOLOGICO DA REFLUI DI TINTORIA

grado di aumentare le capacità ossidative e di craking molecolare del refluo (miglioramento rapporto Cod/bod) migliorando così le performance complessive di trattamento. l'ossigeno disciolto nel refluo in tali condizioni ossida completamente le sostanze inorganiche riducenti eventualmente presenti (solfiti, solfuri, ecc., con abbattimento della tossicità per la biomassa, misurata in equitox, fino al 99%) ed innesca un processo di bio-ossidazione dell’azoto e delle sostanze organiche, incluse, almeno in parte per effetto della cavitazione, quelle refrattarie ai trattamenti biologici tradizionali. VANTAGGI DEL REATTORE EOX

un impianto di trattamento strutturato con il sistema di ossigenazione esterna Ciem impianti, offre i seguenti vantaggi: - Risparmio  energetico  per  vasche biologiche grazie all’elevata

efficienza del trasferimento dell’ossigeno fino al 50% rispetto ad aeratori meccanici superficiali, fino al 35% rispetto ad aeratori meccanici di fondo e fino al 25% con sistemi sommersi a bolle fini

• Portata = 18 mc/h • Superficie eq. sviluppata = 30 mq.eq. • Raschiatore di fondo per ispessimento fanghi • Camera di calma per flocculazione

- NO  svuotamento vasche per manutenzione straordinaria - minima  manutenzione ordinaria (2-4 ore), programmabile ogni 3-6 mesi senza fermo impianto e perdita di efficienza del sistema

Diagramma di flusso del sistema di ossigenazione esterno EOX

CIEM IMPIANTI Srl Via Torquato Tasso, 39 - 21100 Varese Tel 0332.831776 - Fax 0332.319278 E-mail info@ciemimpianti.com - www.ciemimpianti.com

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- nessun ricambio a medio/lungo termine (minimo 10 anni) della componentistica del reattore di ossigenazione - indipendenza delle funzioni di ossigenazione e miscelazione - riduzione della produzione dei fanghi di supero fino al 30% - elasticità e flessibilità del trattamento poiché il sistema può assorbire ampie variazioni del carico inquinante in ingresso ottimizzandone performance e consumi energetici - elevate  prestazioni di trattamento su reflui ad alto carico organico, azotato e sostanze biorefrattarie - nessuna  turbolenza superficiale con eliminazione di odori ed aerosol - rapidi e minimi interventi per revamping di impianti esistenti - il  sistema  EOX  è  utilizzabile anche con ossigeno puro o aria arricchita (o2, o3), ed anche in sistemi di ossigenazione chimicofisica avanzata AoP (Advanced oxidation process).


Fanghi: stop all’inibizione NCR Biochemical

l’applicazione di ceppi fungini e batteri fotosintetici anossigenici per attenuare eventuali tossicità nei biodepuratori su un impianto a fanghi attivi di tipo sbr (sequential batch reactor), operante su percolati originati da impianti di waste managment conto terzi, è stato fissato come target l’abbattimento del Cod del refluo trattato, tipicamente affetto da scarsa biodegradabilità. l’impianto trattato, strutturato su due linee parallele, ha permesso di confrontare in tempo reale i rendimenti depurativi ottenibili mediante addizione dei prodotti nCr con i rendimenti ottenibili nella gestione routinaria. data la forte eterogeneità delle matrici e la frequente presenza di composti tossici per la biomassa aerobica dei sistemi a fanghi attivi è stato deciso di applicare un trattamento sinergico (grazie anche alla possibilità di modulare le fasi aerobiche/anossiche del sistema sbr) tra: - ceppi fungini (Progen Fl200), capaci di operare in presenza di tossici quali solventi aromatici, coloranti, alta salinità del mixedliquor (prossimi ai valori marini) e ampi range di pH compresi fra 4e9 - ceppi fotosintetici anossigenici (ecosana l), capaci di operare in presenza di composti organo-clorurati, alte concentrazioni di idrogeno solforato, basso ossigeno disciolto e reflui scarsamente biodegradabili. il trattamento è stato condotto per 6 mesi con un dosaggio costante giornaliero dei ceppi fotosintetici, mediante pompa dosatrice automatizzata, e un dosaggio effettuato due volte/settimana dei ceppi fungini introdotti manualmente (polvere all’interno di sacchetti i-

Impianto SBR trattato

Batteri NCR

drosolubili, evitando comunque in questo modo ogni forma di manipolazione da parte del personale tecnico). dopo una fase di monitoraggio preliminare di circa 3 mesi, utile per creare una condizione di riferimento statisticamente significativa prima del trattamento, dopo 6 mesi di applicazione è stato possibile apprezzare quanto di seguito. essendo identici i reflui che alimentano la linea trattata con prodotti nCr e la linea non trattata (bianco), e avendo le medesime caratteristiche del mixed liquor ed il medesimo rapporto f/m su entrambe le linee, in merito alle performance depurative è stato possibile apprezzare un rapporto percentuale di abbattimento di Cod superiore del 44% tra la linea trattata e il bianco. mediamente i rendimenti di abbattimento dell’azoto (soprattutto intesi come nitrificazione) duranHi-Tech Ambiente

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te il trattamento di percolati ricchi di ammoniaca, le rese complessive di nitrificazione (ciclo aerobico) e denitrificazione (ciclo anossico) sono aumentate del 38% circa. un altro aspetto interessante è relativo alle valutazioni respirometriche effettuate sui fanghi attivi delle due diverse linee a confronto. il comportamento respirometrico dei mixed-liquor prelevati al termine di ogni ciclo operativo risente, naturalmente, di una parte di inibizione residua dei tossici che inevitabilmente arrivano all’impianto. Prendendo in considerazione la curva minima e massima di ogni linea, la tossicità porta ad una diminuzione di our (oxygen uptake rate) assoluto per la linea non trattata del 78% che, rapportato analogamente al 32% della linea trattata, indica un rapporto relativo incrementato del 46% a livello di respirometria del fango. in sostanza, l’impiego dei ceppi fungini unitamente ai ceppi batterici fotosintetici anossigenici permette di rendere sistemi di trattamento dei reflui (con forte afflusso di tossici quali solventi clorurati, solventi aromatici e composti ridotti dello zolfo) meno suscettibili di inibizioni dei sistemi condotti in modo tradizionale. Questo vantaggio si può tradurre in: possibilità d’incremento della quantità di refluo trattabile a parità di impiantistica presente, possibilità di aumento della frazione di reflui con scarsa biodegradabilità e/o con contenuto più elevato di tossici.


il progetto europeo smart-Plant (scale-up of low-carbon footprint mAterial recovery techniques for upgrading existing wastewater treatment Plants) prevede la ristrutturazione degli impianti di depurazione esistenti con tecnologie innovative che consentono il recupero di materia rinnovabile (cellulosa, biopolimeri, fertilizzanti, acqua) e la successiva lavorazione di questi materiali fino alla produzione di beni di consumo recuperati. l’obiettivo è la chiusura della catena del valore. le attività saranno condotte misurando sperimentalmente le emissioni di gas serra e l’impatto ambientale, la percezione e partecipazione sociale e le ricadute economiche, in un’ottica di economia circolare e recupero sostenibile, che supera il tradizionale concetto di “produzione-smaltimento”. Coordinato dall’università di Verona, il progetto coinvolge 25 partner europei tra aziende, università e centri di ricerca, per un totale di 10 paesi. in italia il sito di innovazione sarà il depuratore di Carbonera (tV) gestito da Alto trevigiano servizi, unica water utility italiana partner di smart-Plant.

eConomiA CirColAre

L’impianto smart

in europa operano circa 22.000 depuratori municipali e gli investimenti nel settore supereranno verosimilmente 37.6 miliardi di euro entro il 2017. Questi numeri crescono enormemente se si considerano gli investimenti previsti anche fuori dall’ue, nei paesi a forte sviluppo economico-industriale. indirizzare questi enormi investimenti verso soluzioni tecniche sostenibili e recupero di risorse rinnovabili, oltre che decontamina-

zione degli scarichi, può essere volano per lo sviluppo economico circolare che l’unione europea promuove, auspica e finanzia, per il prossimo futuro. <<esistono tecniche sostenibili che ogni anno possono permettere di recuperare, dagli scarichi domestici di ogni cittadino, circa 7 kg di cellulosa, oltre 3 kg di biopolimeri, 1 kg di fosforo e più di 4 kg di azoto – sottolinea Francesco Fatone, coordinatore del progetto - e smart-Plant

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verifica la validità sul campo di queste soluzioni, realizzando una piattaforma europea che dimostrerà come sia fattibile e sostenibile integrare i nostri depuratori urbani e trasformarli in impianti di recupero, con forti impatti economici e sociali, oltre che ambientali, che andremo chiaramente a quantificare nell’ambito del progetto>>. il depuratore di Carbonera diventerà la macchina operativa del progetto. oltre a depurare i composti inquinanti con maggiore efficienza e minori costi, avremo in particolare un recupero biologico di fosforo e di biopolimeri. il primo è un importante componente essenziale dei concimi e dei mangimi animali, le cui riserve mondiali sono in via di esaurimento. la produzione di biopolimeri da scarti di depurazione consentirebbe una riduzione dei fanghi da smaltire del 30-40% e la conseguente produzione di plastica non più a partire dal petrolio ma dagli scarti dei nostri scarichi. il ruolo di smartPlant è quantificare i benefici ambientali ed economici di tali tecnologie, da condividere poi con le altre aziende italiane del servizio idrico.


GREEN FASHION L A

P R O D U Z I O N E

" M O D A "

T U T E L A

L’ A M B I E N T E

Il riciclo del cotone Processo RE:NEWCELL

Altamente versatile, può essere utilizzato per recuperare tutti i materiali contenenti cellulosa

I consumi di vestiti a livello mondiale sono stimati in circa 10 kg. annui per persona, corrispondenti a 70 milioni di ton/anno: un consistente incremento rispetto alle 47,4 milioni di ton di 10 anni fa, secondo i dati raccolti dalla FAO. I dati pro-capite possono non sembrare eccessivi, ma occorre considerare che la popolazione mondiale è in costante crescita e, quindi, si prevede un incremento anche nella richiesta e nel consumo di capi di vestiario; e questi, quando vengono dismessi, vanno inevitabilmente a finire in discarica, o comunque vengono di solito smaltiti in modo non sostenibile. Anche

quando si cerca di riutilizzare i vecchi vestiti in altre applicazioni, (ad esempio, spesso gli abiti usati vengono usati per realizzare lo strato inferiore delle moquettes), si ottengono risultati che sono solo parzialmente postivi: quando le moquettes vengono sostituite, o l’edificio che le contiene viene demolito, il materiale tessile finisce comunque in discarica. Attualmente, un terzo del consumo mondiale di fibre tessili è rappresentato dal cotone; si tratta di una risorsa rinnovabile, che tuttavia rischia di diventare sempre più rara, dato che l’incremento della popolazione mondiale richiede di dedi-

care sempre più terre alle colture alimentari. Le fibre sintetiche non richiedono terreno per la loro produzione, ma oggi vengono prodotte a partire dal petrolio, che è una risorsa non rinnovabile; inoltre, alla fine della loro vita vengono (più o meno rapidamente) trasformate in CO2, contribuendo così all'effetto serra. Per tentare di risolvere il problema, i ricercatori del Royal Institute of Technology di Stoccolma (Svezia) hanno sviluppato un processo per recuperare il cotone presente nei vestiti usati. La fibra ottenuta è stata impiegata da un gruppo di aziende svedesi riunite nel consor-

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zio Re:newcell. Nel giugno dello scorso anno il consorzio ha presentato il primo capo di vestiario realizzato interamente con cotone riciclato: un vestito giallo da donna, in tutto simile ai capi fashion che si possono trovare nelle boutique. LA RISCOPERTA DEL RAYON

La prima fibra prodotta dall'uomo è stato il rayon, il cui sviluppo su scala industriale risale ai primi anni del '900. La materia prima del rayon era la cellulosa, nelle diverse forme in cui si presenta in natura: inizialmente lo si otteneva dalla cellulosa quasi pura ("linters" di


cotone), ma successivamente, con il processo alla viscosa, risultò possibile anche sfruttare biomasse legnose. Attualmente, il rayon rappresenta il 14% della produzione complessiva di fibre artificiali; dopo un periodo di grande espansione fino agli anni '60 del secolo scorso, ha perso terreno in favore delle fibre sintetiche (derivate dal petrolio), che costano meno, hanno caratteristiche più facilmente controllabili e la cui produzione presenta minori problemi di sicurezza e di inquinamento ambientale. Tuttavia, le diverse tecnologie di solubilizzazione della cellulosa, sviluppate per produrre vari tipi di rayon, possono essere riscoperte ed utilizzate per riciclare il cotone, che è costituito da cellulosa quasi pura. IL PROGETTO RE:NEWCELL

Nella prima fase del processo Re.newcell, i vecchi vestiti vengono portati presso un impianto in cui vengono sottoposti a triturazione; successivamente, le parti non riciclabili (come bottoni e chiusure lampo) vengono rimossi e la massa di tessuto triturato viene ulteriormente ridotta a livello molecolare

e trasformata in una fibra analoga al rayon. Si tratta di un processo altamente versatile, che può essere utilizzato per riciclare tutti i materiali contenenti cellulosa, anche se i migliori risultati si raggiungono con il riciclo di cotone puro. Il progetto Re:newcell sta preparando la costruzione del primo impianto commerciale per il riciclaggio dei vestiti, che si prevede verrà inaugurato nei prossimi 18 mesi e che sarà in grado di trattare 2.000 ton/anno. E’ prevista, inoltre, la

costruzione in futuro di altri impianti del genere in Gran Bretagna e Germania, paesi che producono ampi volumi di abiti dismessi. Il consorzio svedese sta inoltre siglando alcune partnership con aziende tessili, che impiegheranno le fibre riciclate nel processo Re:newcell per realizzare i loro prodotti. Un procedimento simile è stato sviluppato dalla ditta giapponese Teijin, che lo impiega per il riciclo del poliestere; la fibra ottenuta dai vecchi vestiti viene trasformata in “fiocchi” e successivamente in fibre di qualità uguale all’originale. Secondo la Teijin il riciclaggio del poliestere riduce le emissioni di CO2 del 77% rispetto alla produ-

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zione di poliestere vergine, oltre ovviamente a ridurre il consumo di petrolio, che è la materia prima da cui viene ottenuto il poliestere. VANTAGGI E PROBLEMI

Nonostante gli indubbi vantaggi ambientali, esistono ancora dei problemi: ad esempio, i coloranti devono essere eliminati per poter produrre nuovi capi con le colorazioni desiderate; e questa eliminazione richiede trattamenti chimici complessi e produce scarichi o residui contenenti metalli pesanti. Inoltre, il ciclo non si chiude completamente, perchè il rayon è più difficile da riciclare rispetto al cotone. Tuttavia, gli scopritori del processo prevedono che il ricivlo degli indumenti vivrà all’incirca la stessa evoluzione già vista per il riciclaggio della carta: all’inizio veniva riciclata solo una piccola percentuale di carta, scegliendo quella di maggiore qualità, mentre oggigiorno l’evoluzione delle tecniche di riciclaggio consentono il riciclo quasi totale, con ottimi risultati sia dal punto di vista ambientale che da quello economico.


L’ eco-stampa tessile Meno prodotti chimici

Notevoli i progressi compiuti nella tecnica digitale da parte di un consorzio finanziato dall’UE La stampa tessile potrebbe essere sul punto di compiere una svolta drastica. Per anni i processi convenzionali, conosciuti come stampa serigrafica a rotativa, hanno richiesto l’applicazione di un’elevata quantità di prodotti chimici sui tessuti, utilizzando eccessive quantità di acqua ed energia. Il processo prevede uno schermo differente per ogni colore necessario nel disegno finale, e si deve produrre una certa quantità di pasta serigrafica per garantire la qualità in tutto il lotto di produzione. Questa pasta rimane negli schermi e alla fine diventa uno scarto e deve essere pulita usando dell’acqua, che in seguito deve essere trattata. In totale, si stima che il 90 % dei prodotti chimici usati nelle operazioni di tintura non rimanga sulla fibra. Con i metodi a getto d’inchiostro, d’altra parte, non si creano più

NUOvA CERTIFICAzIONE

La concia di qualità

Il settore conciario potrà, si spera presto, avvalersi di una nuova certificazione di qualità, in base alla quale sarà attestato il rispetto di determinati requisiti, come il riciclo dell’acqua, il non conferi-

mento dei fanghi in discarica o il recupero di scarti produttivi e rifiuti, secondo parametri e un modello di capitolato alla cui individuazione stanno lavorando l’Associazione Conciatori e la Scuola

Superiore Sant’Anna di Pisa. «L’idea - spiega Franco Donati, presidente Assoconciatori - nasce dalla necessità di tutelare i nostri imprenditori conciari e mostrare all’esterno, anche nel rapporto con la clientela, come arriviamo a produrre certe pelli rispettando, con i fatti e non a parole, tutte le regole per fare impresa nel modo migliore. Regole che dal nostro punto di vista possono essere disciplinate in modo ancora più severo, purchè secondo una logica che sia coerente con il comparto. Ancora oggi, invece siamo spesso penalizzati da richieste e capitolati formulati in modo scoordinato rispetto alla natura e alle caratteristiche dei nostri prodotti e della nostra attività e ci rendiamo conto che anche molti dei clienti più autorevoli non conoscono il nostro sistema distrettuale».

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queste forme di grande spreco, poiché è possibile dosare in modo molto preciso le quantità necessarie di prodotti chimici, e l’unico scarto che rimane è collegato alla manutenzione delle testine di stampa. Questo metodo è entrato in modo progressivo nel mercato della lavorazione tessile nel corso degli ultimi anni, ma delle limitazioni tecniche ne hanno impedito una diffusa adozione. Le velocità erano limitate a un massimo di 5 m/min a causa del funzionamento intermittente utilizzato nella maggior parte delle esistenti stampanti digitali per tessuti. Questa velocità non regge il confronto con quelle del convenzionale processo di finissaggio che raggiungono i 40 m/min. Unendo le forze con il fornitore di macchine da stampa Reggiani Macchine, TenCate ha inventato una nuova tecnologia a getto d’inchiostro Ma grazie al progetto Digifin (Digital finishing with high speed inkjet technology, significantly improving sustainability, flexibility and economic performance of the textile finishing industry), concluso a luglio 2015, è stata realizzata nuova tecnologia a getto d’inchiostro ad alta velocità per applicazioni sostenibili, che promette di eliminare del tutto gli ostacoli all’adozione su larga scala della stampa tessile digitale (e del finissaggio). Il progetto ha dimostrato l’affidabilità tecnica e industriale di questa nuova tecnologia, che supera nelle prestazioni i processi tradizionali da un punto di vista tecnico, economico ed ambientale. <<La tecnologia basata su Digifin spiega Gerrit Koele, coordinatore del progetto - rappresenta un’importante innovazione tecnologica da un punto di vista ecologico. I benefici ambientali, che includono un ridotto consumo di energia e di acqua, ma anche un minore inquinamento, derivano dal fatto che siamo in grado di riprodurre dei tessuti tecnici con la stessa qualità di stampa che possiamo vedere con le attuali tecnologie, ma otteniamo questo usando meno del 10 % dei prodotti chimici usati normalmente. Con le esistenti tecniche mediante foulard abbiamo bisogno di una miscela di tutti i tipi di prodotti chimici per raggiungere i nostri obbiettivi di stampa sui tessuti tecnici, mentre facendo ricorso alla stampa digitale usiamo praticamente solo i prodotti chimici funzionali>>.


IL PROGETTO MACh-TO

pare un modello commerciale. Il consorzio ha progettato e adattato un kit di riconfigurazione su due diverse macchine per maglieria in fabbriche tessili. Mach-To ha anche compiuto accurate prove di stress su tali macchine. Sono state anche eseguite le analisi dei costi e dei rischi inerenti all’immissione sul mercato del kit di riconfigurazione; su tali basi è stato costruito un preliminare modello commerciale. Nel complesso, il kit di riconfigurazione, oltre ad aumentare la velocità di produzione ed amplierà gli utilizzi di una determinata macchina per maglieria, ridurrà il consumo di energia di ben l’80 percento. Il kit di riconfigurazione sarà ora lanciato sul mercato dai partner Mach-To, per aiutare l’industria tessile europea, che si dibatte in grandi difficoltà. Il miglioramento delle prestazioni delle macchine tessili potrebbe favorire una maggiore produttività e competitività dell’industria.

Meno consumi nel tessile Un precedente progetto finanziato dall’UE, denominato Nu-Wave, ha progettato un prototipo di kit di riconfigurazione, vale a dire un aggiornamento per le macchine per maglieria che ha suscitato un notevole interesse nelle esposizioni commerciali di settore. La versione aggiornata ha dimostrato la capacità di ridurre i costi sia d’energia che d’esercizio. Per lanciare sul mercato il kit di riconfigurazione, l’UE ha finanziato il progetto MACh-TO (Industrial validation of Nu-Wave new generation of sustainable and efficient textile machinery and development of a strategy to enter the market). L’iniziativa è intrapresa congiuntamente da varie piccole e medie imprese del settore, con lo scopo di costruire un dimostratore a grandezza naturale di un kit di riconfigurazione, eseguire le prove di stress e svilupUn team di ricerca della Iowa State University ha realizzato un tessuto di ecopelle non ottenuto con polimeri sintetici derivati dal petrolio, bensì a partire dal riciclo dei sottoprodotti del thè Kombucha. Kombucha è il nome occidentalizzato di un thè addolcito e fermentato con una massa solida macroscopica chiamata "coltura di kombucha", che contiene una simbiosi di batteri Acetobacter e lieviti soprattutto Saccharomyces. Questa coltura è simile a una grande frittella di colore chiaro nota con l'acronimo SCOBY (Symbiotic Colony of Bacteria and Yeast). Dallo Scoby si ricava una pellicola gelatinosa consistente in fibre di cellulosa. <<Le proprietà di questo film Scoby – afferma Young-A Lee, a capo del team di scienziati - sono simili alla pelle una volta che è stato raccolto ed essiccato, in quanto rigido e resistente, e quindi adatto alla fabbricazione di vestiti, scarpe o borse>>. In passato questo materiale è stato testato per altre applicazioni, come ad esempio per la cosmesi e i tessuti biomedici per la medicazione delle ferite, ma è relativamente nuovo nel campo dell’abbigliamento. Ed il fatto che la fi-

A BASE DI SCOBY

L’ecopelle dal thè

l’assorbimento dell’umidità e le basse temperature, che rendono fragili le fibre e dunque meno durevoli. La produzione di massa è un altro problema che dovrà essere affrontato. Oggi ci vogliono circa 3-4 settimane, a seconda delle condizioni ambientali, per far crescere il materiale in laboratorio. Il team di scienziati sta tuttavia lavorando per ridurre il ciclo di crescita finalizzato alla produzione di massa. Ma già oggi, i primi prodotti realizzati con l’ecopelle fatta dal tè sembrano non avere molto da invidiare al derivato del petrolio.

Un prototipo di scarpa e di veste realizzati con fibra di cellulosa cresciuta in laboratorio

bra sia 100% biodegradabile è un vantaggio significativo per il settore della moda, che per sua natura genera un sacco di rifiuti Naturalmente lavorare le fibre cellulosiche per ottenerne indumenti non è un progetto privo di

sfide. I ricercatori americani hanno ricevuto una sovvenzione dall’Environmental Protection Agency (EPA) per sviluppare abiti e scarpe con la nuova ecopelle, ma i primi test hanno rilevato che esistono ancora dei problemi con

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Fibre di cellulosa cresciute in laboratorio


L’impiego di materiali di scarto per realizzare tessuti con cui produrre capi d’abbigliamento è una prassi che si sta sviluppando. Si va dalle scarpe da sport fatte partendo da reti da pesca recuperate in mare o da vecchie scarpe raccolte e riciclate, alla produzione di vestiti realizzati con tessuti di alta qualità derivati da materiali plastici dispersi in mare e recuperati. Esiste addirittura un progetto europeo di più ampia portata, denominato Up Cycling the Oceans, che si propone di analizzare gli ostacoli economici e logistici che attualmente frenano il recupero della plastica dispersa in mare, sviluppando contemporaneamente metodi per valorizzazione questo tipo di rifiuti, convertendoli in fibre tessili di elevata qualità, in grado di confrontarsi con i più pregiati tessuti di alta moda. Attualmente, questo obiettivo è limitato dalla mancanza di punti di raccolta dei rifiuti nei porti; tuttavia, sono in via di attuazione i regolamenti locali derivanti dalla Direttiva Europea 2000/59/CE, che dovrebbero consentire il superamento di questo problema. È stato calcolato che la produzione di filati in poliestere a partire da materiali di recupero consente di risparmiare il 50% di energia e il 20% di acqua rispetto alla normale produzione a partire da intermedi petrolchimici, oltre a ridurre del 60% l’inquinamento atmosferico del processo di produzione. Un altro progetto di valorizzazione tessile di materiali di scarto viene da due ricercatrici siciliane, che hanno collaborato con il Poli-

CON MATERIALI DI RICICLO

Gli eco-tessuti di moda tecnico di Milano per la creazione di un tessuto a base di cellulosa modificata, derivato dal pastazzo d’arance (materiale di scarto, che rappresenta fino al 40% del raccolto di agrumi). Grazie all’utilizzo delle nanotecnologie, sono state inserite nelle fibre delle microcapsule, contenenti oli essenziali di agrumi e vitamina C a lento rilascio ed il risultato è stato un eco-tessile vitaminico. È in corso la valutazione tecnica della possibilità di estendere le materie prime utilizzabili per la produzione di questo tessuto, includendo altri scarti vegetali a base cellulosica, come i residui di uva e quelli di mele. In Svizzera si punta invece alla valorizzazione tessile di scarti e sottoprodotti di origine animale, come il collagene e la gelatina. Da questi materiali è possibile ricavare delle fibre costituite da proteine, che tuttavia non sono di pratica utilizzazione in quanto si rammolliscono a contatto dell’acqua; ricercatori del Politecnico di zurigo hanno però scoperto un metodo per impermeabilizzare questi filati, trattandoli con epossidi ad azione reticolante, come l’etilenglicol-diglicidil-etere. Dopo questo trattamento, e successiva finitura con formaldeide gassosa e lanolina, si ottiene un filato con una buona resistenza all’acqua e ai detersivi e ottime proprietà di isolamento termico.

DA PLASTICA RICICLATA

Il Blue di O’Neill L’impegno di O’Neill per l’ambiente si chiama Blue e consiste nella prima collezione (primavera/estate) di abbigliamento surf sostenibile: boardshorts, walkshorts e magliette realizzata utilizzando materiali derivati dalla plastica riciclata recuperata in mare e sulle spiagge. Uno tsunami di plastica minaccia gli oceani e le onde. La situazione ormai insostenibile ha ispirato il brand californiano a intraprendere

una missione, quella di produrre abbigliamento surf sostenibile usando dalla plastica raccolta in spiaggia e riciclata. <<Senza gli oceani puliti e le onde pulite non esisteremmo come organizzazione – affermano dall’azienda - è nostra responsabilità come organizzazione che opera nel surf contribuire a salvare i nostri oceani. Proprio come Jack O’Neill ha creato la Sea Odyssey nel 1996 con l’obiettivo di educare gli stu-

denti sull’importanza della relazione tra il mare e l’ambiente, così oggi vogliamo continuare a creare programmi in grado di portare avanti un cambiamento reale>>.

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Grazie a questa una nuova linea di capi green la O’Neill stima di aver sottratto circa 200.000 bottiglie dalle spiagge e coste di tutto il mondo.


RIFIUTI T R A T T A M E N T O

E

S M A L T I M E N T O

Un’eco-piattaforma super efficiente Con sistema Pellenc ST e Vauchè Bioma

Inaugurato nel napoletano un impianto di selezione del multimateriale da raccolta differenziata di ultima generazione In provincia di Napoli, a San Vitaliano, è stato di recente inaugurato un impianto di selezione del multimateriale di innovativa concezione. Realizzato da Ambiente (parte del gruppo GreenEnergy Holding), in partnership con Pellenc ST e Vauchè Bioma, rappresenta il completamento di un processo di aggiornamento tecnologico finalizzato all’efficienza e all’efficacia dei processi di selezione. La struttura, difatti, è in grado di selezionare, in modo automatico, il multimateriale proveniente dalla raccolta differenziata in frazioni omogenee, con successiva suddivisione del PET, in base al colore, in un solo passaggio, grazie ai 20 selettori ottici su un’unica linea. <<Abbiamo deciso di realizzare un impianto che fosse ai vertici della tecnologia esistente – spiega Bruno Rossi, amministratore di Ambiente - capace anche di essere flessibile pur nella sua completa innovazione, rappresentando in tal modo un’eccellenza europea nel panorama delle aziende che si dedicano al recupero di materia prima derivante dai rifiuti>>. L’idea fondamentale, che ha guidato l’innovazione nel campo

specifico, è stata quella di spingere il recupero al massimo livello possibile non solo dei componenti di pregio ma anche per le frazioni più povere e, più in generale, verso tutti i sottoprodotti aventi comunque valore intrinseco, in quanto recuperati dalla frazione di scarto, resa in questo modo minima con una riduzione concreta del materiale da conferire a discarica. <<Ogni anno noi di Pellenc ST dichiara Jeremie Garbe, direttore vendite - gestiamo più di 100 nuovi progetti, che riguardano i centri di trattamento e di riciclaggio dei rifiuti in quasi tutto il mondo. Devo però dire che questo progetto è davvero unico. Il cliente voleva raggiungere il tasso di automazione più alto possibile, in modo da migliorare sensibilmente la qualità dei prodotti recuperati, ridurre in modo significativo lo stress subito dal personale coinvolto e minimizzare i costi di esercizio. Il risultato ha dato vita a un design unico che rappresenta, sicuramente, la più sofisticata linea esistente del suo tipo in Europa>>. L’inclinazione dei nastri, così coPressa imballatrice a canale di Vauchè Bioma Hi-Tech Ambiente

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za all’usura, assicura la silenziosità del macchinario. Cuffie di protezione realizzate in lamiera sagomata hanno la funzione di proteggere gli organi in movimento, così come evitare il rilascio di polvere durante la rotazione del tamburo. La gestione della logica del vaglio ha un quadro di comando proprio, che si interfaccia con il PLC dell’intero impianto.

Un’eco-piattaforma super efficiente me la loro larghezza e le differenti velocità, ripartitori specifici del flusso per ottenere la massima dispersione possibile del materiale, il numero e le dimensioni dei silos di accumulo dei materiali recuperati, i lettori ottici di nuova generazione e le unità presenti in impianto di tali lettori consentono di trattare oltre 100.000 ton/anno di multimateriale. Le macro fasi dell’impianto sono le seguenti: apertura sacchetti, vagliatura con vagli a tamburo, separazione balistica, separazione dei metalli, correzione della separazione balistica con separatore eolico, separazione ottica, separazione della parte piatta in tipologie omogenee (plastica/carta), separazione della parte rotolante in tipologie omogenee (PET/HPDE/carta/PS/Tetrapak/IPP/MPOmisto poliolefine, controllo qualità, accumulo in nastri silos per tipologie omogenee, pressatura. APERTURA SACCHETTI

L’apertura dei sacchetti avviene con un apri sacco BRT (tecnologia austriaca) da 2,1 m di larghezza di lavoro. Tale macchina, avente funzionamento elettro-idraulico ed installata a monte dell’impianto di cernita, è destinata all’apertura ed allo svuotamento dei sacchi e sacchetti in plastica contenenti il multimateriale. Il macchinario, la cui alimentazione avviene per mezzo di una pala gommata, è dotata di un tamburo formato da anelli con appositi denti. L’apertura dei sacchetti avviene come di seguito descritto: un gruppo di anelli gira, mentre l’altro è fermo, con alternanza reciproca di circa 180° ed una fase di sovrapposizione. Grazie a questo funzionamento (stop and go) vengono aperti i sacchetti che, premuti contro dei bracci idraulici, si svuotano completamente. La velocità di rotazione e la pressione dei bracci determina la quantità di materiale che arriva all’impianto di selezione, dando all’apparecchiatura anche la funzione di dosatore per l’impianto, con una potenzialità fino a 15 ton/ora.

SEPARAZIONE BALISTICA VAGLIATURA CON VAGLI TAMBURO

Il vaglio a tamburo rotante effettua la vagliatura del materiale sfruttandone la diversa pezzatura (massima dimensione lineare) ed ha la funzione di separare il flusso di alimentazione in due correnti. I costituenti l’alimentazione si comportano diversamente. Infatti, quelli aventi pezzature inferiori al diametro dei fori della rete vagliante cadono verso il basso della macchina, le parti aventi pezzatura superiore al diametro dei fori della menzionata rete avanzano, viceversa, verso l’uscita del cilindro. Sottoponendo il multimateriale al passaggio in due vagli rotanti successivi, posizionati tra loro in cascata, vengono selezionati i materiali in funzione della loro pezzatura ed eliminate anche le parti piccole, ottenendosi così tipologie omogenee pronte per il passaggio successivo. Il flusso entrante nel vaglio è suddiviso in due flussi distinti: - sotto vaglio (che ne costituisce la frazione pesante), che viene raccolto nelle tramogge sottostanti

sopra vaglio (che ne rappresenta la frazione leggera detta anche sovvallo), che rimane sopra le maglie di separazione, giungendo all'estremità del separatore. La frazione pesante è costituita da lattine in metallo, bottiglie, carta e plastiche pesanti di piccole dimensioni; mentre la frazione leggera è invece costituita da film superiori ad A3 e materiale ingombrante eterogeneo. I materiali di costruzione dei vagli, per assicurarne una durata conveniente, sono acciai speciali antiusura laddove necessario. In base alla tipologia e composizione media del multimateriale alimentato, per il quale erano state confrontate analisi merceologiche anche storiche, sono state progettate le macchine. Le dimensioni geometriche (lunghezza e diametro) ed i particolari interni (diametro dei fori), nonchè le velocità di rotazione sono state il risultato di simulazioni idonee ad ottenere la performance ottimale. I due cilindri sono supportati mediante quattro ruote ciascuno: due ruote fungono da guida e due da traino. Tutte le parti di scorrimento sono rivestite in teflon che, oltre a garantire una buona resisten-

Tale separazione, che avviene su due linee in parallelo, è di tipo meccanico, sfruttando il diverso comportamento del materiale, in funzione della sua forma (bidimensionale o tridimensionale), mediante un piano inclinato che si muove in modo eccentrico. Il sotto vaglio proveniente dai vagli a tamburo viene così raffinato. I corpi piatti bidimensionali, quali gli shopper di dimensione inferiore ad A3 tendono, rispetto al movimento delle tavole, a galleggiare e dirigersi verso l’alto, mentre i corpi tridimensionali rotolanti, quali ad esempio le bottiglie, tendono a scendere verso il basso. Pertanto, dopo questo passaggio si avranno due frazioni distinte: bottiglie su un canale e film inferiori ad A3 insieme a carta sull’altro. Essendo il piano oscillante forato, nello stesso avviene anche un’ulteriore cernita, con eliminazione del materiale di piccole dimensioni che non può essere recuperato (polveri, parti umide). Ciascun separatore può essere regolato cambiando l’inclinazione della tavola e la velocità di oscillazione. Il separatore balistico utilizzato è dotato anche di tre ventole di soffiaggio per ottenere una separazione più precisa. SEPARAZIONE DEI METALLI

Gli oggetti costituiti in materiali contenenti ferro vengono separati mediante un separatore magnetico a nastro che li attrae e li convoglia, dapprima, al nastro di controllo qualità e, successivamente, al cassone di stoccaggio. Il metallo non ferroso (alluminio) viene selezionato da un nastro a correnti indotte che induce ai metalli una corrente di un determinato polo e, successivamente, alterContinua a pag. 30

Impianto apri sacco di BRT Hi-Tech Ambiente

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NUOVI RICICLI

L’economia dei rifiuti

In un quadro caratterizzato da un delicato equilibrio fra flussi di rifiuti, direttive politiche e condizioni economiche generali, le aziende dell’industria mondiale delle tecnologie per l’ambiente sono impegnate a fornire sempre nuove soluzioni per il riciclo. L’economia dei rifiuti nell’Unione Europea (UE) migliora costantemente, ma l’economia continua a essere privata di ingenti quantità di potenziali materie prime secondarie. È questa la premessa del lavoro della Commissione Europea, che sta studiando un nuovo pacchetto per la cosiddetta Circular Economy. Il pacchetto per l’economia circolare prevede sostanzialmente una nuova roadmap per la prevenzione e il riutilizzo dei rifiuti e la formulazione di obiettivi di riciclo a lungo termine. <<Se si definiscono con cura i punti chiave della strategia dell’economia circolare, con una spesa relativamente bassa potremo raggiungere risultati ancora più ambiziosi nella protezione dell’ambiente e nel riciclo all’interno dell’UE – spiega Martin Faulstich, presidente del comitato di e-

sperti tedeschi per le questioni ambientali e fra i fondatore della Circular Economy Coalition for Europe (CEC4Europe). È però importante pensare e agire con un approccio trasversale a tutti i settori, basato su dati concreti, pratico e orientato all’implementazione>>. Il sodalizio fra ricercatori e imprese in diversi Stati membri dell’UE vuole orientare l’azione della Commissione Europea in una direzione efficace dal punto di vista ecologico e sensata in termini economici, con dati, fatti e proposte che abbiano fondamento scientifico. <<Per quanto riguarda il riciclo, ad esempio – dice Faulstich - l’attuale focalizzazione del dibattito pubblico e dell’azione normativa sui rifiuti solidi urbani è fuorviante. Questi rifiuti rappresentano, infatti, solo il 10% circa del volume complessivo di rifiuti prodotti in Europa ogni anno. Se si considera solo il “deposito antropogenico” dei materiali presenti in edifici, infrastrutture e prodotti, attualmente utilizzati ma destinati a trasformarsi in rifiuti, si ottiene un potenziale di riciclo centinaia di volte superiore>>. Hi-Tech Ambiente

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Nastri trasportatori

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Un’eco-piattaforma super efficiente nando il polo del rotore finale respinge le lattine verso una tramoggia e, quindi, ad un nastro che le convoglia in un cassone di raccolta. CORREZIONE CON SEPARATORE EOLICO

La separazione balistica della parte rotolante (bottiglie in PET ed HPDE) viene corretta con un separatore eolico che, mediante un trasportatore pneumatico, aspira l’eventuale film ancora presente e lo rimanda in ricircolo. SEPARAZIONE OTTICA

La separazione ottica avviene con selettori di ultima generazione in grado di: suddividere gli oggetti bidimensionali per tipologia (plastica/carta), separare gli oggetti rotolanti (tridimensionali) in tipologie omogenee PET/HPDE/carta/PS/Tetrapak/IPP/MPO(misto poliolefine). Il sistema di separazione ottica si avvale di un nastro a velocità costante, di un lettore che riconosce la tipologia di materiale sul nastro e la sua posizione, e di una barra ugelli alimentati con aria compressa che, comandata da un computer, a secondo se sia in on o in off, indirizza il materiale in due direzioni diverse. L’impianto di Ambiente è considerato, nell’ambito della selezione automatica, quanto di più innovativo oggi esistente in Europa. La fase di separazione ottica si avvale di 20 lettori ottici Mistral e Mistral DVI della società francese

Piattaforma ecologica

Pellenc ST. <<La decisione di rivolgerci a Pellenc ST e di adottare i suoi selettori ottici - afferma Rossi - è dovuta all’efficace tecnologia, alla flessibilità del team aziendale ed alla sua efficiente capacità di gestire i progetti, oltre che alla garanzia di un eccellente servizio>>. Il flusso bidimensionale, proveniente dal separatore balistico, viene convogliato a 6 selezionatori ottici, che separano il film (PET in foglia) dalla carta. Le tipologie omogenee vengono convogliate ai silos di accumulo. Per il flusso tridimensionale, parte bassa del separatore balistico, vi è una linea di separazione composta da 14 lettori. I primi due lettori separano il flusso in due tipologie principali: PET/non PET. Le bottiglie in PET vengono successivamente divise per colore, con un’alternanza positiva-negativa di 6 lettori. La parte non PET, invece, viene separata nei differenti componenti, con una successiva serie di 6 lettori, eseguendo sempre una sequenza in cascata, dove il primo lettore selezione in positivo ed il secondo corregge gli er-

rori del primo lavorando in negativo. CONTROLLO QUALITA’

L’impianto è dotato di tre cabine per il controllo qualità, nelle quali una serie di nastri, a velocità variabile, consentono agli operatori di effettuare (per tutti i materiali valorizzati) un controllo qualità, prima del convogliamento degli stessi ai rispettivi silos di stoccaggio. ACCUMULO PER TIPOLOGIE OMOGENEE

I materiali suddivisi per tipologie omogenee vengono inviati ai rispettivi 18 nastri per i silos di accumulo. Una volta pieni, in modo automatico attraverso dei nastri convogliatori, il materiale viene inviato alla pressa per la formazione dei colli. Tutti i silos sono dotati di un sistema di riempimento automatico ed hanno un sistema di pesatura, da cui si evince la quantità di materiale prodotto. Lo stesso consente di decidere il taglio in kg dei colli finali (balle) da stoccare.

Struttura dell'intero impianto di Ambiente Hi-Tech Ambiente

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PRESSATURA

Tutto l’impianto di selezione è integrato con la pressa compattatrice, la quale interagisce con lo stesso tramite dei nastri di collegamento. Tale macchina è di tipo a compattazione orizzontale in canale, con una potenzialità di circa 30 balle/ora ed un peso che varia, a seconda dei materiali, da 500 a 1.800 kg/mc. Consiste in una struttura saldata, completamente chiusa, dentro la quale viene azionato un carrello di compattazione. Il carrello è azionato da un sistema oleodinamico a cicli alterni, nella camera di compattazione, comprimendo il materiale in un canale a restringimento, dove esso viene legato con filo metallico tramite un sistema di legatura automatica. La pressa è concepita in modo da poter essere controllata da un unico operatore attraverso un pannello di comandi. Il materiale separato nelle varie componenti geometriche e tipologiche, viene convogliato alle varie apparecchiature tramite dei nastri trasportatori. Gli stessi sono sia di tipo a traliccio, con tappeto in gomma, che a catena con tappeto in doghe metalliche. I nastri sono di diverse larghezze e lunghezze ed hanno velocità sia costante sia variabile a secondo delle portate e delle funzioni svolte. Tutto l’impianto è gestito da moderno PLC Siemens che ha la possibilità, attraverso connessioni via cavo, di essere controllato e gestito a distanza. Dal pannello di controllo si possono variare le velocità dei nastri e visualizzare eventuali errori, così come avere un report storico dell’impianto di selezione nel suo complesso.


Biomasse & Biogas B i o m a s s a

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B i o g a s

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B i o m e ta n o

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C o g e n e r a z i o n e

La risposta al rifiuto umido Digestione anaerobica

Alcuni esempi di successo in Italia nell’ambito del trattamento di questi scarti Nel corso degli ultimi anni la digestione anaerobica si è diffusa in molti paesi europei (Germania in primis), tra cui anche l’Italia. Finalità degli impianti è non solo recuperare energia rinnovabile, ma anche controllare emissioni maleodoranti e stabilizzare le biomasse producendo ammendanti di qualità. Inoltre, l’evoluzione della politica ambientale, in particolare finalizzato alla riduzione dell’inquinamento atmosferico da gas serra (di cui il metano è uno dei principali componenti), accentua l’attenzione sul recupero di biogas e di materia. I sistemi che sfruttano i processi di codigestione anaerobica di biomasse di varia natura (fanghi di depurazione, scarti zootecnici e agroindustriali, frazioni organiche derivanti da raccolte differenziate) sono quindi destinati ad uno sviluppo importante a livello mondiale. Due sono i settori particolarmente rilevanti: - zootecnico, che può rappresentare il driver per lo sviluppo su larga scala della digestione anaerobica, come già avvenuto ad esempio in Germania - frazioni organiche da raccolte differenziate. In tale ambito, importante è l’integrazione dei processi anaerobici ed aerobici nel trattamento dei rifiuti organici, che sarà sempre più una soluzione necessaria sia nella costruzione di nuovi im-

L’impianto di Albairate (MI)

pianti che nel potenziamento di impianti già esistenti. Ne sono un esempio l’impianto di Albairate (MI), i cinque impianti delle società agricole controllate da Enerfarm e l’impianto di Tortona (AL). L’IMPIANTO DI ALBAIRATE

L’impianto di Albairate rappresenta l’evoluzione e l’ottimizzazione, tecnica e gestionale, dei tradizionali impianti di compostaggio. La digestione anaerobica, applicata al trattamento della frazione organica della raccolta differenziata, è difatti un processo che tramite la produzione di biogas, sfruttato per la produzione di energia elettrica e termica, consente di limitare gli impatti ambientali ed ottimizzare i processi geHi-Tech Ambiente

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Biodigestori dell’impianto di Albairate (MI)

Impianto a biogas presso azienda agricola di Enerfarm

stionali e di recupero. Il processo è organizzato in due distinte aree disposte in serie. Nella prima si sviluppa il processo di biodigestione anaerobica, in cui le biomasse conferite subiscono una conversione di tipo biochimico che porta alla produzione di biogas e di un prodotto intermedio derivante dal fango digerito (digestato); nella seconda

duzione annua di quasi 17 milioni di kWhe, capace di servire oltre 4.500 utenze domestiche/famiglie medie ed una potenza totale di 2,5 MWt, capace di riscaldare oltre 300 appartamenti e tratterà 70.000 ton di rifiuti organici differenziati della provincia di Milano, di cui oltre 60.000 di forsu, il rifiuto umido domestico. Al netto della materia gassosa (biogas)

viene attuata la trasformazione del digestato in un ammendante del terreno di qualità (compost). L’impianto di digestione anaerobica e produzione di energia elettrica di Albairate è oggi in esercizio definitivo. Situato nel Parco Agricolo Sud, nel Sud-Ovest della provincia di Milano, ha una potenza elettrica installata di 2 MW, per una pro-

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che genererà appunto energia elettrica, la materia solida verrà lavorata per la produzione di circa 16.000 ton di ammendante compostato misto, un fertilizzante per l’uso in agricoltura a pieno campo, molto richiesto per colture biologiche. Continua a pag. 34


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La risposta al rifiuto umido GLI IMPIANTI DI ENERFARM

Gli impianti delle cinque aziende agricole controllate da Enerfarm si sviluppano in tutto il Nord Italia lungo la pianura padana, zona tradizionalmente idonea per la coltivazione di mais ceroso ed altre colture nobili. Ciascun impianto può essere diviso in due sezioni distinte: sezione fermentativa per la produzione di biogas e sezione cogenerativa per la produzione di energia elettrica e termica. Nella prima parte la biomassa ed i reflui zootecnici immessi all’interno del ciclo produttivo, attraverso un processo di biodigestione anaerobica, subiscono una conversione di tipo biochimico che dà luogo alla produzione di biogas con una concentrazione di CH4 di circa il 55%. Nella seconda parte il biogas viene trattato per la diminuzione delle condense al suo interno ed inviato ad un cogeneratore della potenza di 999 kW per la produzione di energia elettrica e

Biodigestori dell’impianto di Albairate (MI)

termica. La prima viene immessa in rete al netto degli autoconsumi necessari, sia per la sezione fermentativa sia cogenerativa; la seconda viene utilizzata per il riscaldamento delle vasche primarie della sezione fermentativa, al fine di garantire la temperatura ottimale per il processo di biodi-

gestione. Complessivamente, ogni l’impianto viene alimentato con circa 23.000 ton/anno di materiale, di cui circa 15.000 di biomassa agricola nobile (mais trinciato, sorgo trinciato, triticale trinciato, etc.) e 8.000 di effluenti zootecnici (pollina, liquami, etc.), per un totale quindi di circa

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115.000 ton/anno complessive. La biomassa viene inserita all’interno dei due reattori principali, dove si sviluppa il processo biochimico anaerobico, attraverso un sistema di carico con fondo mobile e coclee di carico con 24 cicli giornalieri. Il substrato, con l’energia termica del motore, viene portato alla temperatura di circa 47° C e viene agitato ad intervalli regolari tramite tre o quattro agitatori (a seconda della sostanza secca) al fine di garantire l’omogeneizzazione del substrato e quindi delle temperature ed evitare la formazione di strati all’interno delle vasche. Il substrato viene poi pompato ad uno/due reattori secondari all’interno dei quali vengono garantiti tempi di permanenza sufficienti allo sfruttamento totale della biomassa immessa nel processo. Tutti i reattori, sia i primari che i secondari, sono dotati di un tetto a doppia membrana, la prima con funzione di gasometro e la seconda per proteggere il gasometro da eventi atmosferici (sole, pioggia, neve, etc.). Il digestato, una volta terminato il ciclo produttivo, viene inviato ad un vasca di stoccag-


gio finale per poi essere distribuito in campagna come fertilizzante naturale in base alla normativa nitrati (assimilabile ai liquami). Il biogas prodotto viene invece inviato alla sezione cogenerativa. Lo sfruttamento energetico del biogas avviene tramite combustione di un motore cogenerativo del tipo MWM, TCG 2020 V12 (o V20 a seconda dell’impianto). L’energia elettrica prodotta, al netto degli autoconsumi dell’impianto che si attestano intorno al 7-8%, viene immessa in rete. L’IMPIANTO DI TORTONA

L’impianto di Tortona (AL), inserito in posizione strategica all’interno del triangolo industriale Milano-Torino-Genova, è costituito da due distinte aree disposte in serie. Nella prima si sviluppa il processo di biodigestione anaerobica, in cui le biomasse conferite subiscono una conversione di tipo biochimico con produzione di biogas e di un residuo stabilizzato derivante dal fango digerito (digestato); nella seconda, già in esercizio dal 1995 ed oggi sottoposta a

L’impianto di Tortona (AL)

revamping, viene attuata la trasformazione del digestato in compost, un prodotto stabilizzato da impiegare come ammendante organico in agricoltura o per ripristini ambientali. Quello di Tortona rappresenta a tutti gli effetti un impianto estremamente moderno, grazie sia all’utilizzo della miglior tecnologia presente oggi sul mercato sia grazie alla massima riduzione dell’impatto

ambientale conseguente al nuovo insediamento in fase di realizzazione. Anche per questi motivi, l’impianto fa parte di un importante progetto di ricerca e sviluppo finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito del bando “Industria 2015”. Complessivamente, l’impianto consente di trattare 33.000 ton/anno di forsu da raccolta differenziata, 7.000 ton/anno di frazione ligno-cellulosica e 2.000

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ton/anno equivalenti di fanghi di depurazione, modulabili con la forsu fino a 10.000 ton/anno. Successivamente alla ricezione dei substrati si ha la fase di pretrattamento meccanico, finalizzato all’eliminazione delle sostanze pesanti e non putrescibili; esso rappresenta uno step di primaria importanza per l’andamento del successivo processo di biostabiContinua a pag. 37


energia sul posto Dai residui alimentari

Sviluppato un nuovo digestore anaerobico per l’uso diretto del biogas le spreca 300.000 ton/anno di alimenti. È necessario limitare questi sprechi mediante il recupero dei prodotti invenduti o prossimi alla scadenza; ma è inevitabile che nella grande distribuzione si producano consistenti quantitativi di scarti alimentari, derivanti da confezioni deteriorate, prodotti scaduti, residui di preparazioni eseguite entro il punto vendita, ecc. Finora la destinazione di questi scarti era la discarica o, nel migliore dei casi, il compostaggio; ma oggi si prospettano soluzioni alternative, che potrebbero offrire ai supermercati nove prospettive di valorizzazione dei loro scarti. Secondo i dati FAO, circa 1/3 della produzione mondiale di cibo per consumo umano si perde lungo la filiera dal campo alla tavola. A livello mondiale la quota per-

duta durante la distribuzione è circa il 13%; nei Paesi industrializzati questa percentuale si riduce, ma resta rilevante, tanto che in Italia la distribuzione commercia-

DIGESTIONE ANAEROBICA SUL POSTO

Le ricerche dell’Università di Southampton Science Park, condotte in collaborazione con la so-

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cietà portoghese Biowaste Energy, hanno portato allo sviluppo di un nuovo sistema di digestione anaerobica, denominato Flexibuster e commercializzato dalla ditta inglese SEaB Energy. Il Flexibuster si presenta come un container di colore vede, che contiene al suo interno un sistema di digestione anaerobica, con utilizzo diretto del biogas e produzione di energia elettrica e calore. Tutto il processo è controllato in modo automatico: da un lato si alimentano i rifiuti, dall’altro si estrae l’energia. Il residuo della digestione anaerobica (digestato) viene sottoposto a pastorizzazione, per cui è del tutto inodore e sicuro da maneggiare, e per di più ha un valore commerciale in quanto può essere rivenduto ai produttori di fertilizzanti organici. La prima installazione europea del Flexibuster è avvenuta lo scorso giugno presso un supermercato portoghese della catena Continente, nella cittadina di Gaia (a sud-est di Porto). L’apparecchiatura trasforma 600 kg/giorno di residui non commestibili in 80 MWh annui di energia elettrica e 180 ton/anno di fertilizzanti. Il punto vendita prevede di risparmiare ogni anno oltre 35.000 euro grazie all’eliminazione dei costi di trasporto e smaltimento in discarica dei rifiuti ed al reddito derivante dalla produzione di energia e dalla vendita di fertilizzante. TRASFORMAZIONE IN MANGIMI

La società inglese SugaRecycle è da tempo specializzata nel recupero di scarti agroalimentari; attraverso la sua divisione SugaRich ritira, nella sola Inghilterra, oltre 300.000 ton/anno di residui alimentari e li trasforma, secondo formulazioni codificate e inserite in sistemi computerizzati, in mangimi per animali. In particolare, grazie a speciali apparecchiature fornite dalla società austriaca Untha Shredding Technology, gli scarti di prodotti da forno confezionati (pane, fette biscottate, biscotti e simili) vengono direttamente alimentati entro un trituratore, che separa i materiali da imballaggio in forma utilizzabile come combustibile (SRF, cioè Solid Recovered Fuel), mentre il materiale organico viene utilizzato per la formulazione di mangimi pregiati.


Continua da pag. 35

Lo sfruttamento energetico del biogas avviene tramite combustione in un motore cogenerativo. L’energia termica generata è utilizzata per i consumi interni dell’impianto ed eventualmente disponibile anche per la rete pubblica. Il substrato in uscita dalla postfermentazione viene trattato in centrifuga, in modo da separare la fase liquida dalla fase solida. La fase liquida separata viene in parte ricircolata al pretrattamento, mentre l’eccesso viene scaricato al depuratore consortile. La fase solida viene invece inviata alla sezione di essicazione, mediante nastro a media temperatura, in grado di utilizzare il calore prodotto dall’unità di cogenerazione. Il fango così essiccato viene quindi convogliato alla fase di compostaggio aerobico, previa miscelazione con le matrici strutturanti. La sezione finale del trattamento è quella del compostaggio aerobico, da cui si ottiene compost di qualità che può essere utilizzato come ammendante organico in agricoltura o per ripristini ambientali.

La risposta al rifiuto umido lizzazione. A questo punto la biomassa, previa separazione dei materiali di disturbo incompatibili con il ciclo di trattamento e diluizione della materia organica, viene avviata alla fase di fermentazione. Il substrato, preliminarmente riscaldato e portato alla temperatura di 38°C, è condotto al digestore, alimentato più volte al giorno, in cui si sviluppa il processo biochimico anaerobico ad opera di batteri metanigeni; il materiale è continuamente rimescolato per mezzo di appositi agitatori verticali che evitano fenomeni di sedimentazione e garantiscono l’omogeneizzazione dello stesso ed il mantenimento costante del pH e della temperatura del substrato all’interno del digestore. Il biogas prodotto in questa fase viene mandato in un serbatoio a secco (gasometro) e successivamente all’impianto di cogenerazione, mentre il digestato è avviato al serbatoio di post-fermentazione e al successivo stadio di disidratazione.

L’impianto di Albairate (MI)

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il digestore bistadio Corradi&ghisolfi

Un impianto molto versatilità, alimentato con letame e liquame suino Produzione di biogas e cogenerazione di energia: è questa la strategia seguita da due aziende agricole piemontesi. Si tratta dell’azienda “Varetto e Bosco”, dedita all’alleva-

mento di suini, e dell’azienda “I Tigli”, che alleva tori. L’impianto “Varetto e Bosco” si basa per la parte biologica su di un impianto bistadio, quindi a due di-

gestori, interamente costruito da Corradi&Ghisolfi alimentato dal letame e liquame proveniente dall’allevamento. Tale impianto è stato dimensionato

in base ai dati raccolti nei vari sopraluoghi e dai dati forniti dal cliente. E’ stata scelta la soluzione bistadio per i seguenti motivi: innanzitutto l’allevamento conta una presenza media in loco di circa 6.500 capi a ciclo continuo, con peso di 30 kg in arrivo all’azienda agricola ed ingrassati fino a circa 170 kg, per un totale di 12.000 capi anno; poi, la produzione di liquame suino varia da 65 a 85 mc/giorno. E’ risaputo che il liquame suino ha un’ottima producibilità in biogas ma un basso tenore di sostanza secca. La gran quantità di liquame in ingresso al digestore, quindi, comporta una notevole diluizione del digestante all’interno del digestore. <<L’impianto da noi proposto – spiega Paolo Corradi, uno dei due proprietari della Corradi&Ghisolfi vanta una notevole versatilità, con la possibilità di alimentare separatamente entrambi i digestori sia con l’alimentazione di liquame proveniente dalla prevasca, sia con l’alimentazione solida in ingresso forzato da tramoggia di carico>>. Il liquame suino in ingresso all’impianto produce circa il 30% del potenziale energetico, mentre il resto dell’energia è ricavato da sottoprodotti e biomassa autoprodotta in azienda. L’azienda agricola “Bosco Varetto” sorge in una zona collinare del Monferrato dove le produzioni agricole non sono eccellenti, specialmente a causa della mancanza di una rete di irrigazione. Qui si coltivano cereali autunno vernini e sorgo di secondo raccolto, ossia culture che necessitano di notevole tempo di ritenzione per poterne “spremere” al meglio tutta l’energia. Attualmente, l’alimentazione dell’impianto avviene in questo modo: tutto il liquame suino entra nel secondo digestore o post-digestore,

Il cogeneratore dell¹azienda agricola "Bosco Varetto" Hi-Tech Ambiente

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mentre l’alimentazione da biomassa solida composta da insilati e sottoprodotti, entra nel digestore primario. Solamente quanto necessario, per la diluizione del digestore (circa 20 mc) vengono travasati dal postdigestore al primo digestore. In questo modo, con la biomassa nel digestore primario, si riesce a salire ad un valore di sostanza secca di oltre il 10%, con conseguente maggior presenza di solidi volatili a pari volume di digestione. Inoltre, grazie allo scarico del digestore verso il post-digestore, prima di uscire definitivamente verso lo stoccaggio finale, si riesce a recuperare ulteriore produzione in biogas e garantire un ottimo substrato per la digestione del liquame suino in ingresso al post-digestore. Così facendo, il tempo di ritenzione totale della biomassa solida viene garantito in oltre 100 giorni, con conseguente aumento dell’efficienza totale dell’impianto. Un sistema automatizzato, gestisce l’alimentazione solida in base al fabbisogno, alimentando in modo proporzionale alla quantità di biogas prodotta e accumulata nei due gasometri di copertura dei digestori. Il biogas viene poi trasformato in un’unità di cogenerazione da 300

kWe con motore endotermico. L’energia elettrica prodotta viene conferita in rete attraverso una cabina di trasformazione e si interfaccia con la rete elettrica a 15.000 volt. Il cogeneratore è ospitato in un apposito locale tecnico in muratura. L’impianto de “I Tigli”, invece, utilizza un digestore monostadio alimentato dal letame proveniente dall’allevamento di tori, integrato

da liquame conferito da aziende limitrofe. L’unità di cogenerazione, con motore endotermico, ha una potenza variabile da 100 a 150 kWe ed un alto tasso di rendimento, ma costi di gestione ridottissimi. Tale unità è installata in un container insonorizzato che comprende anche il generatore elettrico e la componente di gestione elettronica. Le due unità di cogenerazione sod-

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disfano totalmente le richieste del mercato di oggi, che chiede impianti di cogenerazione affidabili, ingegnerizzati in modo industriale e ottimizzati in vista dell’obiettivo: massimo rendimento in termini di energia elettrica prodotta, massimo uptime, quindi controllo remoto del funzionamento per prevenire i guasti, minimi costi e tempi rapidi di gestione e manutenzione.


energia

i motori elettrici efficienti in ambito industriale

Con quelli ad alto rendimento il risparmio energetico è di 5-15%, soprattutto con potenze di 110-160 kW e un uso di oltre 3.000 h/a la classe di efficienza e il rendimento nominale a pieno carico, al 75% e al 50%; il rendimento viene definito, secondo la norma EN 600 34-2-1, come il rapporto tra la potenza meccanica disponibile all’albero e la potenza elettrica assorbita dalla rete. Da queste disposizioni sono esenti solo i motori che operano in condizioni particolari, come presenza di atmosfere esplosive, immersione completa entro liquidi, funzionamento ad altitudine superiore a 4.000 m, o con temperatura dell’aria ambiente minori di 30 °C o superiori a 60 °C (nel caso di raffreddamento ad acqua, con temperature dell’acqua di raffreddamento inferiori a 0 °C o superiori a 32 °C). I VANTAGGI DEI MOTORI AD ALTA EFFICIENZA

5^ parte

Nel mondo sono oggi installati 300 milioni di motori elettrici per utenze industriali, e questo numero aumenta del 10% ogni anno. Si stima che i 2/3 di tutta l’energia elettrica consumata dalle industrie venga impiegata per far funzionare motori elettrici; in Italia il consumo dei motori elettrici nell’industria è stimabile in circa 120 TWh, pari a circa il 40% dell’intero consumo nazionale di elettricità. Non stupisce, quindi, che la strategia europea per la ri-

duzione dei consumi energetici entro l’anno 2020 abbia preso in attenta considerazione il settore del rendimento dei motori elettrici. In particolare, i Regolamenti europei n.640/2009/CE e n.04/2014/CE hanno definito i livelli minimi obbligatori di efficienza energetica per i motori asincroni trifase a bassa tensione, che sono quelli prevalentemente usati nelle industrie: sono state definite 4 classi di efficienza, e cioè: IE1, efficienza standard; IE2, efficienza elevata; IE3, efficienza premium; IE4, efficienza

super premium. I Regolamenti suddetti hanno stabilito che dal 16/6/2011 tutti i nuovi motori elettrici immessi sul mercato devono avere come minimo il livello IE2, e che dal 1/1/2015 i motori con potenza tra 7,5 e 375 kW devono essere in classe IE3, oppure IE2 se accoppiati a un inverter. A partire dal 1/1/2017 il limite inferiore per applicare queste disposizioni passerà da 7,5 a 0,75 kW. Inoltre i motori dovranno obbligatoriamente riportare sulla targhetta l’anno di produzione, la sigla del-

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Anie, l’associazione dell’industria elettrotecnica, stima che sostituendo il 100% dei motori elettrici delle industrie italiane (stimati in 15 milioni di unità) con nuovi motori aventi classe di efficienza IE3, si otterrebbe un risparmio annuo di energia elettrica di circa 7 TWh, con una spesa di circa 67 miliardi di euro. Adottando inverters su tutti i motori elettrici nei quali risulta tecnicamente applicabile (circa 7 milioni di unità), si otterrebbe un risparmio addirittura superiore (10 TWh). Per ottenere motori elettrici efficienti occorre lavorare su diversi fattori, come la qualità dei materiali utilizzati (in particolare, l’uso di lamierini a bassa perdita), l’ottimizzazione del circuito elettromagnetico e dello spessore del lamierino magnetico, la scelta accurata dei componenti e la qualità delle lavorazioni meccaniche. Tutti questi fattori possono porta-


re a costi apparentemente più elevati, che però di solito si ripagano in breve tempo. In linea generale, sostituendo i vecchi motori con i corrispondenti nuovi ad alto rendimento si ottiene un risparmio di energia dal 5 al 15%, con un payback da 1 a 3 anni. Le situazioni più favorevoli si hanno con le potenze da 110 a 160 kW, quando le ore/anno di funzionamento sono oltre 3000. I casi documentati di investimenti redditizi in inverter e motori ad alta efficienza sono molti, ed alcuni facilmente attualizzabili: - una vetreria industriale, installando inverter per i motori elettrici dei ventilatori, ha ottenuto un recupero di potenza medio di 226 kW, che in 1 anno si è tradotto in 1.648.000 kWh di minor consumo, per un importo di quasi 200.000 euro. L’investimento si è ripagato in 6 mesi - un’industria produttrice di mangimi, sostituendo i motori IE1 delle macchine pellettatrici con nuovi motori IE3, ha risparmiato oltre 3.500 euro/anno per ogni macchina, ripagando l’investimento in meno di 7 mesi - una grossa industria produttrice

stato installato un “drive” per risparmiare energia durante i cicli a vuoto del mulino, ed un alimentatore rigenerativo per recuperare energia dalla rotazione dei martelli. L’insieme di questi interventi ha comportato un risparmio di 1,17 kWh per ogni ciclo, più una quota di energia rigenerata di 0,20 kWh; complessivamente è stato ottenuto un beneficio economico di oltre 7.200 euro/anno per ogni mulino, con un roi in 2,5 anni. IL RIFASAMENTO DEI CARICHI ELETTRICI

di semola e farina ha sostituito 200 vecchi motori in ogni reparto, per un totale di circa il 50% della potenza installata, con nuovi motori asincroni in classi IE2 e IE3, dotati di protezione atex per ambienti polverosi. Ha ottenuto un risparmio complessivo del 5% sui consumi di energia elettrica, con tempi di roi di 2-3 anni

- un mangimificio ha realizzato un intervento di efficientamento di un gruppo di mulini a contromartelli per farine a granulometria variabile. L’intervento, particolarmente innovativo, ha comportato la sostituzione dei vecchi motori da 315 kW a 2 velocità (600 e 1.600 giri/min) con motori ad alta efficienza IE3. Inoltre, è

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Nei circuiti elettrici a corrente alternata la tensione e la corrente assorbita variano entrambe con andamento sinusoidale. La situazione ideale si ha quando tensione e corrente sono “in fase”, cioè raggiungono i valori di massimo, zero e minimo nello stesso momento; ma questa situazione si verifica solo quando il carico è puramente resistivo (come nel caso di forni elettrici). Motori e trasformatori comportano un ritardo Continua a pag. 43


sos grandi impianti nuovi indicatori e software Mentre gli indicatori di efficienza delle risorse e dell’inventario del ciclo di vita sono spesso utilizzati per valutare l’impatto ambientale della produzione industriale, tali indicatori sono fino ad ora stati utilizzati solo a posteriori. Tuttavia, l’efficienza energetica nei processi produttivi chimici è fortemente influenzata dalle decisioni operative che vengono prese durante la produzione giornaliera. Il progetto europeo MORE ha messo a punto nuovi strumenti software e metodi per la definizione, il calcolo e la presentazione di indicatori di efficienza delle risorse in tempo reale sia per i processi in batch che in continuo. Questi indicatori misurano le risorse consumate per produrre una tonnellata di prodotto. Le informazioni vengono visualizzate in dashboard accuratamente progettati che contengono le informazioni rilevanti in un modo condensato e facile da percepire affinché i manager e gli operatori possano riconoscere rapidamente se l’operazione è ottimale in termini di efficienza delle risorse e possano adottare misure per migliorare l’efficienza. “Il funzionamento di impianti di trasformazione può essere migliorato notevolmente mediante la misurazione e la visualizzazione dell’efficienza energetica e delle

risorse - spiega Stefan Krämer, coordinatore delle applicazioni industriali del progetto More - e fornendo supporto decisionale ogni giorno ai gestori degli impianti. I nuovi indicatori di efficienza delle risorse in tempo reale (REI) che abbiamo sviluppato forniscono informazioni sull’efficienza di energia e risorse in sale di controllo e su dashboard di gestione, aiutando i gestori degli impianti e gli operatori a monitorare i loro impianti e ad ottenere prestazioni ottimali dell’impianto”. Il progetto More ha anche sviluppato nuove tecniche di analisi per misurare le concentrazioni dei

flussi di processo che sono necessari per il calcolo degli indicatori di efficienza. Per l’attuazione dei calcoli di REI e l’ottimizzazione degli algoritmi, è stata sviluppata una piattaforma in tempo reale da una PMI nel progetto che può essere facilmente collegata al software di automazione dell’impianto esistente. Il team di More si è concentrato sulle soluzioni per 4 impianti chimici specifici: una raffineria, un impianto petrolchimico, un impianto che produce ingredienti per i prodotti di consumo provenienti da materie prime rinnovabili e un impianto di cellulosa.

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“Al di là dei settori affrontati in queste dimostrazioni - afferma Sebastian Engell, il leader scientifico di More - siamo sicuri che i risultati del progetto saranno applicabili anche ad altri settori di elaborazione. I nostri studi di fattibilità per i settori di polpa, carta e zucchero hanno dimostrato questo. Naturalmente, ogni applicazione richiede la personalizzazione degli indicatori, la visualizzazione, strumenti di supporto alle decisioni e algoritmi di controllo automatico per il settore o l’impianto specifico”. Il progetto More ha finora dimostrato che esiste un notevole potenziale per migliorare l’efficienza delle risorse in molti processi industriali senza grandi investimenti in nuove tecnologie. “Questo potenziale deve essere sfruttato ulteriormente - sostiene Engell – infatti, quando si osservano gli stabilimenti chimici e i parchi industriali, è chiaro che ci sono opportunità per coordinare meglio i differenti impianti all’interno di un sito, e anche tra le diverse aziende, al fine di migliorare l’efficienza complessiva delle risorse”. More sta procedendo bene. Una delle piccole e medie imprese del progetto sta attualmente sviluppando software di automazione pre-commerciale, e si aspetta di commercializzare i prodotti dopo il completamento del progetto alla fine del 2016. Un’altra PMI nel consorzio ha già ricevuto offerte di collaborazione dai grandi fornitori di apparecchiature, e ciò potrebbe contribuire a portare gli strumenti del progetto ad un pubblico più ampio.


Continua da pag. 41

I motori elettrici efficienti della corrente rispetto alla tensione, mentre i condensatori comportano un anticipo; in entrambi i casi, a causa dello sfasamento si genera una “potenza reattiva”, che non è utilizzabile dalle apparecchiature elettriche, ma “succhia energia” dalla centrale che produce corrente, aumentando le perdite di rete e costringendo il fornitore di energia elettrica a sovradimensionare le proprie infrastrutture. Il parametro che definisce quantitativamente l’assorbimento di potenza reattiva viene chiamato “fattore di potenza” ed indicato con il simbolo di cos (lettera greca "fi"). La condizione ideale si ha quando cos  = 1; fino al 31/12/2015 si è ritenuto accettabile un fattore di potenza minimo di 0,9; al di sotto di questo calore il costo per kWh forni-

to cresce notevolmente (nelle ore di maggior utilizzo degli impianti, e per utenze con potenza disponibile superiore a 16,5 kW). Dal 1/1/2016 si applica la delibera 180/2013/R/EEl (“Regolazione tariffaria per prelievi di energia reattiva nei punti di prelievo connessi in media e bassa tensione, a decorrere dall’anno 2016”), che in pratica porta il valore minimo del fattore di potenza a 0,95. Gli utenti che non rispettano questo limite incorrono in pesanti penalizzazioni tariffarie, e in casi estremi (fattore di potenza < 0,7) nella sospensione della fornitura. È divenuto quindi estremamente importante controllare il fattore

di potenza, installando impianti di rifasamento, connessi in parallelo ai carichi, o potenziando gli impianti già esistenti. Generalmente gli impianti di rifasamento sono di tipo centralizzato ed automatico; se la potenza complessiva del rifasatore automatico è adeguata, è sufficiente una nuova regolazione della centralina di controllo. In caso contrario, si dovrà potenziare il rifasatore o, se questo è già al limite, procedere alla sua riprogettazione; in entrambi i casi, dovrà essere verificata la compatibilità con il livello d’inquinamento armonico, e in particolare con il fenomeno della risonanza. Si deve, infatti, tener presente che i motori elettrici sono progettati per funzionare alla loro massima efficienza quando sono alimentati da una sorgente equilibrata e priva di distorsioni. In presenza di armoniche il rendimento si abbassa; per un motore da 15 kW un

calo di rendimento del 3% equivale a un costo di 432 euro/anno, e costi di questo tipo potrebbero estendersi all’intero reparto o a tutto l’impianto. In caso di stabilimenti di grandi dimensioni, con un notevole sviluppo delle linee interne di distribuzione dell’energia elettrica, il rifasamento centralizzato può rivelarsi insufficiente, e può essere necessario un rifasamento distribuito installato a ridosso dei carichi; interventi di questo tipo possono contribuire all’ottenimento dei Titoli di Efficienza Energetica, se applicati a motori elettrici Continua a pag. 44 Hi-Tech Ambiente

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La Cartiera Ponte d’Oro Ansalcarta di Villa Basilica (Lucca) ha studiato una precisa strategia di efficientamento energetico e di sostenibilità attraverso l’installazione di un impianto di cogenerazione di 2 MW, equipaggiata con un motore endotermico alimentato a gas metano. Lo stabilimento, situato nel cuore del distretto cartario lucchese, produce bobine di carta tissue bianca e colorata, partendo da una materia prima quasi totalmente di carta riciclata, destinate a rilavorazione e realizzazione di prodotti per i mercati igienico-sanitari, at home e Ho.Re.Ca. La cartiera è una delle pochissime realtà sul territorio nazionale che produce carta igienica e rotoli monouso da materiale riciclato, riducendo di fatto il proprio impatto ambientale. La produzione di tale tipo di carta, così come i sistemi produttivi delle cartiere in generale, richiede un elevato consumo di energia elettrica e termica, condizione che trova nella cogenerazione la soluzione migliore per abbattere i costi produttivi, nel pieno rispetto dell’ambiente. La realizzazione delle bobine nello stabilimento di Villa Basilica avviene attraverso una macchina continua che effettua, prima la formazioContinua da pag. 43

I motori elettrici efficienti con potenza inferiore a 37 kW. Il problema del rifasamento non si applica solo ai motori elettrici: anche gli impianti fotovoltaici sono coinvolti, e possono verificarsi problemi di coesistenza del rifasatore con l’inverter.

COGENERAzIONE ED EFFICIENzA

La cartiera recupera

ne del foglio, poi la pressatura e infine l’essicazione. I maggiori consumi di energia elettrica, sono impiegati nella realizzazione degli impasti e per il funzionamento della macchina continua. I consumi termici si registrano invece nella fase di essicazione, che richiede grandi quantità di vapore. L’energia elettrica prodotta dall’impianto è interamente autoconsuma-

ta dalle utenze di stabilimento, mentre l’energia termica prodotta dal motore è recuperata e utilizzata per alimentare diverse utenze del sistema produttivo. La configurazione dell’impianto è stata studiata ad hoc per sfruttare al meglio le altissime temperature dei fumi di scarico. Dai gas di scarico, infatti, sono recuperati circa 750 kWt dai quali è generato vapore per 1.200 kg/h a 18

mente, assumendo il valore 0,94. Il risparmio energetico annuo (per un costo dell’energia di 0,12 euro/kWh) risulta prossimo a 90 euro. Penalizzazioni superiori possono

derivare dagli squilibri di tensione tra le 3 fasi della corrente di alimentazione. Questi squilibri possono essere indotti dalla presenza di carichi monofase, come i sistemi d’illuminazione, le mac-

L’IMPORTANZA DI TAGLIA E DI SQUILIBRI

L’efficienza dei motori elettrici dipende dal carico; in molte installazioni industriali, i motori risultano sovradimensionati rispetto al loro carico, per un errato concetto di sicurezza applicato in fase di progettazione. Ad esempio, se un motore elettrico di 132 kW con efficienza teorica 0,95, viene impiegato per azionare una pompa con carico costante di 64 kW, la sua efficienza scende a 0,92 e il consumo di energia elettrica aumenta notevolmente. Sostituendo il motore con uno da 75 kW ad alta efficienza, il valore dell’efficienza si riduce solo marginalHi-Tech Ambiente

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bar, utilizzato per la dispendiosa fase di essicazione della carta. Dalle camicie dei cilindri e dal circuito di raffreddamento dell’olio sono invece recuperati circa 1.050 kWt, che alimentano un anello di distribuzione di acqua calda con un salto termico di 70-86 °C. Il sistema di recupero termico relativo all'impiego dell'acqua calda è stato inoltre ottimizzato, sviluppando utilizzi termici in diversi punti di stabilimento. Il funzionamento dell’impianto è previsto in continuo per oltre 8.250 ore annue. L’unità cogenerativa è stata progettata per recuperare il 100% del vapore e tra il 75% e il 100% dell'acqua calda, con rendimenti globali dell'unità attesi tra il 74% e l'80%. L’ottimizzazione degli spazi per lo stabilimento è stata infine ottenuta dall’installazione del cogeneratore in un container da esterni, con una configurazione lineare e compatta che garantisce il contenimento delle emissioni acustiche sotto i 55 dB(A) a 10 m. Tutti gli altri elementi accessori che compongono l’impianto, quali marmitta catalizzatore, percorso fumi, camino e radiatori a secco d’emergenza, sono stati collocati sul cielo del container, garantendo un minor ingombro degli spazi a terra. chine da ufficio (PC, stampanti, copiatrici, gruppi di continuità), e possono interessare anche aree estese degli stabilimenti. Ad esempio, un motore elettrico da 110 kW, con 0,95 di efficienza a pieno carico, se è alimentato con una terna di tensione avente uno squilibrio del 3% aumenta le sue perdite del 15%; a fine anno il costo dell’energia aumenta di 1.151 euro. Altri frequenti fattori di squilibrio sono le connessioni difettose, che inducono squilibri di resistenza tra le 3 fasi. Un aumento della resistenza di 0,008 Ohm può apparire trascurabile, ma nel caso di un motore da 315 kW e 545 Amp si traduce in una spesa di oltre 2.000 euro/anno. Infine, i microdifetti negli avvolgimenti statorici generano squilibri di impedenza e induttanza tra le fasi, che fanno aumentare la temperatura di funzionamento del motore diminuendone l’efficienza. Ad esempio, uno squilibrio di impedenza del 3,5% in un motore elettrico da 90 kW ne riduce l’efficienza del 4%; in un anno la spesa sarà di oltre 4.000 euro.


SPECIALE

DRONI PER Lâ&#x20AC;&#x2122;AMBIENTE


SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE

I droni per l’ambiente In continua evoluzione

La ricerca scientifica mira ad aumentarne l’autonomia di volo, così da ampliarne le applicazioni ma conservando i vantaggi degli apparecchi multirotore Ormai è noto cosa siano i “droni”, ossia velivoli di piccole dimensioni, senza pilota a bordo e teleguidati da un operatore a terra; la loro denominazione corretta sarebbe SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto). Questi velivoli sono da tempo impiegati per usi militari, ma l’evoluzione tecnologica e la nuova configurazione multirotore (che consente una maggiore semplicità d’uso e la possibilità di operare in spazi ristretti grazie alla capacità di volo verticale e stazionario) li rende idonei a numerosi impieghi in campo civile: ad esempio, le Agenzie ambientali stanno sperimentando l’impiego di droni per la raccolta di dati e immagini nel caso di emergenze ambientali, per il monitoraggio di costa, zone boschive, laghi e fiumi, e in generale per l’analisi della qualità ambientale. Il problema principale di questi apparecchi è la ridotta autonomia di volo: per i droni a motori elettrici in genere è limitata a circa 30 minuti, il che li rende adatti solo per una serie limi-

tata di applicazioni. Al fine di superare queste limitazioni, la ricerca scientifica è attualmente orientata verso lo sviluppo di piccoli elicotteri a propulsione endotermica, che grazie a una maggiore autonomia di volo potranno ampliare le applicazioni dei droni mantenendo tutti i vantaggi degli apparecchi multirotore.

RILEVAMENTI DI SUOLO E CONDUTTURE

Ll’Arpa Lombardia ha di recente indetto una procedura di gara per la fornitura e sperimentazione di droni per attività di monitoraggio ambientale. E' prevista l’acquisizione di due diverse tipi di droni: uno ad ala fissa ed uno ad ala

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mobile. Il primo ha l’aspetto di un aereo in scala ridotta ed è particolarmente adatto al rilevamento di estensioni di territorio ampie e pianeggianti, e anche fasce di territorio lineare; il secondo, invece, è un drone multirotore, più adatto al rilevamento di superfici dalla morfologia complessa, come discariche, siti contaminati, frane, ecc. I droni acquistati da ArpaL saranno dotati di sensori di diverso tipo: - una camera ad alta risoluzione in luce visibile, utilizzata principalmente per riprese aerofotogrammetriche, dalle quali si ottengono utili immagini digitali ad alta risoluzione del terreno e ortoimmagini (cioè foto aeree geometricamente corrette in modo da risultare equivalenti ad una mappa) - una camera multispettrale, dotata di sensori sia nel visibile sia nell’infrarosso vicino, che consente di distinguere le diverse coperture del suolo e, in particolare, di valutare lo sviluppo e la salute


SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE della vegetazione - una camera all’infrarosso termico, utile per mappare la temperatura superficiale del suolo e che, quindi, può essere utilizzata per l’individuazione delle fuoriuscite di percolato e biogas dalle discariche, per il monitoraggio della presenza di acqua nei corpi di frana, per l’individuazione di scarichi abusivi e per rilevare la possibile presenza nel sottosuolo di rifiuti sepolti abusivamente. In Francia i droni dotati di camere all'infrarosso termico sono stati utilizzati per il controllo di 20 km di una rete di teleriscaldamento nei pressi di Lione. Sono stati localizzati 10 punti critici, nei quali l'infiltrazione di acqua avrebbe causato problemi a distanza di tempo, e 2 punti bisognosi di intervento in tempi brevi.

zione del “buono stato ecologico” per la direttiva quadro sulle acque (2000/60/CE). I droni sono stati impiegati per il telerilevamento di prossimità, mediante velivoli che volano a bassa quota (poche centinaia di metri), dotati di sensori ottici e chimici; questa tecnica presenta molteplici vantaggi per il monitoraggio dell’ambiente marino costiero, quali facilità di impiego, costi contenuti, ampia ripetibilità dei rilievi, rapidità di intervento ed esecuzione del monitoraggio anche in aree inaccessibili o situazioni di emergenza. Un altro vantaggio è la possibilità di condividere rapidamente dati e immagini tra i vari gruppi di lavoro in campo, in ufficio e in laboratorio. Nell’ambito del progetto, Ispra ha condotto uno studio generale per verificare la fattibilità dell’uso dei droni, definendo le caratteristiche tecniche necessarie a garantire una corretta esecuzione dei rilievi (ad esempio, numero di motori e di sensori di stabilità, tipo di GPS e di remotizzazione, tipo di sensori ottici, ecc.). Nel fu-

CONTROLLO DI INCENDI ABUSIVE E NON

Lo stesso tipo di apparecchiature può essere impiegato per il controllo degli incendi. Ad esempio, nei terreni ricchi di torba possono accendersi piccoli focolai di combustione, che sono difficili da spegnere a causa della natura della torba, che è idrofoba e impedisce all’acqua di penetrare all’interno del materiale. Questi focolai possono mantenersi silenti a lungo, senza essere visibili in superficie perchè non producono fumo, e serpeggiare sotto la superficie per poi riaccendere incendi anche in zone distanti da quelle di innesco. L’uso del telerilevamento aereo per rilevare l’eventuale presenza di focolai non direttamente percepibili è stato sperimentato dall’Università di Bologna. Per mezzo di un drone multirotore dotato di termocamera sono stati individuati e localizzati estesi focolai nel sottosuolo della Valle del Mezzano (Ferrara), che avevano suscitato disagi nell'area dei lidi ferraresi a causa dei cattivi odori Questo primo approccio, condotto soprattutto allo scopo di valutare potenzialità e limiti dell’impiego dei droni per la prevenzione incendi, ha mostrato l’utilità di questo strumento per guidare eventuali interventi verso zone dove focolai senza fumo non risultano immediatamente visibili agli operatori. Lo stesso tipo di apparecchio può essere inoltre utilizzato per il controllo del territorio

Continua a pag. 49 e l’individuazione di combustioni abusive di rifiuti. CONTROLLO DI ECOSISTEMI MARINI

Un gruppo di società private ha lanciato il progetto “S3T - Sistema di supervisione per la sicurezza del territorio”, che ha l’obiettivo di sviluppare metodologie e tecnologie multidisciplinari volte a migliorare il monitoraggio e la valutazione degli ecosistemi marini. Il progetto è realizzato con il contributo del Fondo europeo per lo sviluppo rurale, e vi partecipano le Arpa regionali e l'Ispra. Nel Lazio, l’amministrazione regionale ha finanziato l’impiego sperimentale di droni per il monitoraggio degli sversamenti in mare di idrocarburi (oil spill), della presenza e distribuzione di rifiuti marini spiaggiati e per la mappatura delle praterie di fanerogame marine: è stata eseguita la mappatura di praterie di Posidonia oceanica, che rappresenta un importante indicatore biologico sia per la definizione del “buono stato ambientale” ai sensi della direttiva 2008/56/CE, che per la valutaHi-Tech Ambiente

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SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE IL PROGETTO INTCATCh

Garda: sito d’innovazione Tecnologie, analisi e trattamenti innovativi a tutela del lago, a cominciare dall’uso di droni acquatici intelligenti

Flotte di droni acquatici intelligenti, tecnologie robotiche avanzate, analisi chimico-fisiche, biologiche e genomiche, trattamenti innovativi delle acque meteoriche, conoscenze condivise in rete, investimenti europei in applicazione e validazione di innovazione. Si tratta del progetto europeo IntCatch (“Development and application of Novel, Integrated Tools for monitoring and managing Catchments”) a favore della tutela del lago di Garda e del fiume Tamigi. Sui due bacini idrici, infatti, saranno applicati e validati metodi e tecniche robotiche e biotecnologiche di monitoraggio e gestione dei bacini idrografici. Le ricerche e i risultati ottenuti saranno poi validati sul lago greco di Yliki, che rifornisce d’acqua Atene, e sul fiume Ter, che dà acqua a Barcellona. Complessivamente il progetto, finanziato dal programma horizon2020, prevede la collaborazione in partenariato di 6 Università di tutta Europa e 14 enti, tra aziende europee pubbliche e private. Il ruolo italiano è fondamentale e si esprime nella multidisciplinarietà dei partner che soHi-Tech Ambiente

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no il LabICAB, laboratorio di Ingegneria chimica dell’ambiente e dei bioprocessi dell’Università di Verona, Azienda Gardesana Servizi, Istituto Superiore di Sanità, Technital, Personal Genomics, spin-off dell’ateneo scaligero, ed Algorithmica. Il progetto è partito il 1/6/2016 e si concluderà il 31/1/2020. Il lavoro del LabICAB, in collaborazione con Azienda Gardesana Servizi, consiste nella validazione di sistemi di trattamento avanzati delle acque meteoriche collettate in fognatura mista. L’obiettivo è quello di migliorare la rimozione degli inquinanti convenzionali (solidi sospesi, sostanza organica, organismi patogeni), dei metalli pesanti e dei contaminanti organici (idrocarburi policiclici aromatici, diossine, pesticidi) presenti in bassissime concentrazioni, ma bioaccumulabili e a tossicità cronica. A questo scopo sarà installato un impianto dimostrativo nello sfioratore di Villa Bagatta, a Lazise, che combina filtrazione dinamica ad assorbimento su carboni attivi e disinfezione UV. L’impatto di questa attività sarà enorme considerando la diffusione delle fognature miste nel bacino del Garda, in Italia ed in Europa. Sempre il LabICAB fornirà supporto riguardo alla qualità delle acque ai gruppi di robotica ed intelligenza artificiale che valideranno un sistema di monitoraggio con droni acquatici di nuova generazione. Il progetto prevede l’utilizzo di flotte di droni acquatici intelligenti. I droni sono equipaggiati con una serie di sensori che permettono la misura di parametri fondamentali per monitorare lo stato di salute del bacino idrico (ossigeno disciolto, ph, conducibilità, metalli e idrocarburi). Inoltre, i dati acquisiti saranno geo-localizzati, riportano cioè la posizione in cui sono stati misurati, e possono essere trasmessi sulla rete ed immagazzinati in un sistema cloud. In questo modo si creerà una mappa, densa di letture, immediatamente disponibile per il personale tecnico. <<Il controllo del drone – spiega Alessandro Farinelli, del Dipartimento di Informatica dell’Università di Verona e coordinatore delle attività di intelligenza artificiale – è stato realizzato tramite algoritmi di intelligenza artificiale che facilitano l’interazione con


SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE

In Emilia Romagna, il progetto

S3T è stato condotto con l’obiettivo di testare le potenzialità operative dei droni e la disseminazione dei dati con strumenti avanzati per la gestione delle emergenze, in particolare quelle legate allo sversamento di idrocarburi nei fiumi. In caso di sversamento in acqua di idrocarburi, essi vengono trasportati dalla corrente, restando nella parte centrale dell’alveo oppure depositandosi sulle sponde o su banchi di sabbia o rimanendo intrappolati nei vortici formati dalla corrente. Il telerilevamento per mezzo di droni rappresenta un utile stru-

il drone>>. Infatti, grazie alle tecnologie di intelligenza artificiale, i droni acquatici non debbono essere costantemente tele-operati dal personale tecnico, ma possono svolgere le operazioni di monitoraggio con un alto grado di autonomia. Questo permette l'uso contemporaneo di più droni con un solo operatore e facilita l’uso dei droni da personale non esperto, favorendo quindi il coinvolgimento delle comunità locali e riducendo significativamente il costo delle operazioni di monitoraggio dell'acqua. Questi droni sono commercializzati da Platypus e sono pensati per essere piccoli, leggeri e facili da trasportare. Infine Personal Genomics si occuperà dell’analisi genomica insitu delle popolazioni batteriche del Lago di Garda, il cui patrimonio genetico e le eventuali mutazioni possono essere indicatori dello stato di inquinamento del corpo d’acqua secondo il modernissimo approccio di eco-tossicogenomica. Il sito di innovazione Lago di

Garda coinvolgerà almeno 10 ricercatori, junior e senior, e tecnici specializzati, pagati da fondi del progetto IntCatch. Azienda Gardesana Servizi nella realizzazione del progetto IntCatch riveste il duplice ruolo tecnico e sociale, che è parte del suo mandato aziendale. Da una parte AGS collaborerà con gli scienziati dell’Università di Verona per installare e gestire gli impianti dimostrativi di trattamento delle acque meteoriche, dall’altro sarà primo attore nel facilitare la massima interazione con tutti gli stakeholders del territorio, inclusi i cittadini, che risiedono nel bacino del Garda, ed i turisti. Il progetto sarà realizzato secondo un approccio di “scienza del cittadino – citizen science”, promosso e voluto dalla Commissione Europea, previsto per essere l’obiettivo principe della nuova Direttiva quadro Acque. I principali stakeholders del progetto, coinvolti già nell’evento di lancio, saranno costantemente “informati per informare”.

Continua da pag. 47

I droni per l’ambiente turo si prevede un ulteriore consolidamento delle tecnologie e di metodi di elaborazione dei dati acquisiti per mezzo dei droni, e nuovi impieghi in ambito ambientale (monitoraggio degli habitat bentonici, monitoraggio della presenza e distribuzione dei rifiuti in mare e nelle spiagge). CONTROLLO DI EMERGENZE FLUVIALI

mento per definire le opere di contenimento e bonifica dirette a contrastare la diffusione degli inquinanti, oltre che per verificare l’eventuale permanenza di macchie oleose. UN DRONE ACQUATICO PER I LAGHI

Arpa Umbria ha partecipato alla realizzazione di Galileo, un vascello a controllo remoto (USV) a navigazione autonoma, da impiegare sia per approfondire la conoscenza degli ecosistemi lacustri, sia per il loro monitoraggio. Il natante è equipaggiato con sistemi di controllo remoto, che ne garantiscono la governabilità anche in caso di imprevisti, avarie o cambiamenti improvvisi delle condizioni meteo; esso è dotato anche di telecamera a infrarosso ed ecoscandaglio, con cui si possono verificare nell’immediato eventuali scarichi abusivi e come questi si diffondono nei laghi, distribuendo il loro carico inquinante. L’impiego di questo “drone acquatico” consente di acquisire una serie di informazioni e misu-

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re, quali: - profili batimetrici dei fondali, ottenuti mediante ecoscandaglio - immagini della vegetazione spondale e sommersa, mediante fotocamere digitali hD - misure di parametri chimico-fisici, mediante l’impiego di una sonda multiparametrica, quali ossigeno disciolto, temperatura dell’acqua, conducibilità, ph, torbidità, potenziale redox, clorofilla. Galileo, inoltre, è dotato di un autocampionatore, che preleva campioni d’acqua in posizioni georeferenziate e a quote differenziate lungo la colonna d’acqua. I campioni vengono conservati a temperatura controllata (4 °C) nella cella frigo, rispettando le condizioni di sterilità del campionamento, per essere poi consegnati ai laboratori per le analisi batteriologiche. Arpa Umbria ha inoltre avviato un programma per valutare l’utilizzo di APR (aeromobili a pilotaggio remoto), che possono essere dotati di sensori di inquinanti gassosi o di polvere, per ottenere un’analisi delle dinamiche spaziali di emissioni inquinanti.


SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE I DRONI A IDROGENO

SOS EMERGENZA SMOG

Uno dei più grossi limiti al decollo commerciale dei droni è certamente il fatto che non dispongono di batterie con autonomia elevata. Ebbene, le cose potrebbero cambiare grazie ad un nuovo tipo di drone alimentato da una cella a combustibile ad idrogeno. Progettata dall’azienda Intelligent Energy, questa nuova fuel cell permettere ad un drone di volare per ben 2 ore consecutive, circa 6 volte la durata della batteria dei droni oggi in commercio. Anche il processo

Spesso si sente parlare di allarme smog per il superamento della soglia di polveri nell’aria: inquinamento oltre i limiti in moltissimi comuni italiani, dove l’alta concentrazione di polveri sottili, ozono e biossido di azoto sfiorano i parametri di legge, con il rischio di causare danni alla salute dei cittadini e dell’ambiente. Secondo i dati Ispra, rielaborati da Legambiente, i contributi principali all’inquinamento dell’aria derivano da una serie di fattori, tra cui i trasporti stradali, il riscaldamento domestico, il settore industriale ed energetico. Attivato anche il protocollo sperimentale emergenza smog, che tra i principali provvedimenti prevede la stretta all’uso di stufe e camini, riscaldamenti al minimo, limitazioni della velocità, targhe alterne e divieti di circolazione. Ma i dati Arpa evidenziano l’inefficacia di tali limitazioni e sempre più la necessità di stilare la programmazione di interventi strutturali nel lungo periodo, a

ANCHE LE ARPA USANO I DRONI Emergenze idrogeologiche sono sempre più spesso causate da violenti e improvvisi fenomeni atmosferici, aggravati però dall'irresponsabilità umana nei confronti dell'ambiente. Per difendere il territorio italiano e prevenire gli eventi distruttivi, le Agenzie Regionali di Protezione Ambientale (Arpa) finora hanno utilizzato soprattutto satelliti e mezzi aerei muniti

di rifornimento risulta estremamente veloce, in quanto l’impiego di idrogeno complesso permette una ricarica in pochi minuti, a fronte della ricarica classica che, di norma, richiede un paio d’ore. Entro la fine dell’anno questo nuovo drone dovrebbe essere lanciato sul mercato. di pilota; oggi, invece, grazie all'irruzione nel panorama dei droni l'attività di monitoraggio territoriale sta vivendo una svolta, visto che questi mezzi consentono indagini delle situazioni pericolose in tempo reale, più economiche e più sicure per il personale specializzato. Alcune Arpa (come Puglia e Umbria) stanno già utilizzando i droni per monitorare gli scenari critici o lo stato delle acque dei laghi, ma anche in altre regioni italiane si sta progettando di utilizzarli.

partire dal monitoraggio costante della qualità dell’aria negli ambienti industriali, una fonte d’inquinamento troppo spesso sottovalutata ma responsabile del 75% delle emissioni degli ossidi di zolfo. In questo contesto, assume sempre maggiore importanza la rilevazione delle polveri emesse dalle industrie e tra le nuove tecnologie spiccano le sonde basate sul principio triboelettrico. Se poi queste sonde, come ad esempio quelle proposte dall’azienda Tribotecna, sono montate su droni, il gioco è fatto: monitoraggio ambientale ed ispezione di impianti industriali grazie ad una prospettiva dall’alto.

IL DRONE ULTRA-SONICO Un settore in continua evoluzione ed in cui l'Italia è molto attiva e all'avanguardia è quello dei droni acquatici. Questi mezzi a controllo remoto, galleggianti o subacquei, possono difatti dare un prezioso contributo in operazioni di monitoraggio delle acque e dell'ambiente. Un drone sperimentale dell’Istituto di Scienze Marine (ISMAR) del CNR è stato per la prima volta in estate collaudato nella laguna di Santa Giusta, in provincia di Oristano, Sardegna. Grazie ad un nuovo sonar ultrasonico con cui è equipaggiato, il natante è in grado di leggere il fondale e quindi ricostruire la storia della laguna con una precisio-

Il drone acquatico nella nella laguna di Santa Giusta (OR)

ne fino ad ora impensabile. Ma non solo il mondo della ricerca è attivo sul fronte dei droni acquatici, anche l'industria sta facendo la sua parte, come testimoniato dalla prossima apertura a Carrara, da parte di un raggruppamento di imprese, di uno stabilimento per la produzione di droni marini per operazioni di monitoraggio e studi ambientali.

Varo del drone acquatico nella laguna di Santa Giusta (OR)

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SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE IL VENETO ALL’INFRAROSSO

Ad inizio primavera scorsa, nella delicata vicenda della presenza di sostanze perfluoroalchiliche rilevata nelle falde e nelle acque di 79 comuni del Veneto, è stato scelto di utilizzare un drone per monitorare ed eseguire controlli ambientali sul territorio. Ciò è stato possibile grazie ad un accordo tra l’Agenzia regionale per la protezione ambientale del Veneto (Arpav) e l’Agenzia veneta per i pagamenti in agricoltura (Avepa), proprietaria di un sistema automatico di pilotaggio remoto capace di fornire elevata precisione, rapidità di rilevamento e grande quantità di informazioni. Avepa è l’unico ente pubblico in

UN’OCCHIO ALLA TORCIA

Veneto certificato Enac per il volo con il drone e dispone di una propria squadra interna di piloti specificamente addestrati. <<Grazie a questa sinergia - spiegano dalla Regione Veneto – abbiamo a disposizione uno strumento evoluto per la mappatura del territorio e per la costruzione di modelli che consentono di effettuare monitoraggi e controlli su fenomeni di rilevanza ambientale>>. Il drone impiegato è uno strumento tecnologico sofisticato, provvisto di diverse fotocamere digitali per il rilievo georeferenziato in modalità Rgb (spettro visibile della luce), all’infrarosso (Nir) e multispettrale, capace, quindi, di raccogliere informazioni dettagliate sfruttando anche lo spettro non visibile della luce. Grazie alle immagini catturate dal drone e poi elaborazione da Avepa, si ottengono ancora adesso importanti informazioni. La conseguenza è che è possibile intervenire in modo puntuale, rapido ed efficace per il contenimento dei danni ambientali.

Un esempio efficace di impiego di droni con funzione di monitoraggio dell’ambiente arriva dalla Puglia. Nello stabilimento petrolchimico Versalis di Brindisi, a causa del blocco del ciclo frigo propilene K5001 dell’impianto Steam Cracking P1CR, si è improvvisamente attivata la torcia RV101C con una poderosa sfiammata. Nonostante i tempestivi interventi per individuare e sostituire il componente dell’elettronica di controllo

LANCIATO DA AERODRON

Il progetto AsbestosFree Dell’amianto ormai sappiamo tutto, che una sua fibra ha un diametro di soli 3 micron, che ogni anno in Italia uccide più degli incidenti stradali e che nel nostro territorio esistono ancora molti edifici con coperture in MCA (Materiali Contenenti Amianto). Comprendere la rilevanza del problema e liberarsi dall’asbesto (amianto in greco) si può e si deve, perché è una questione di salute pubblica e perché ora è diventato più semplice, grazie all’avvento di nuove metodologie di mappatura rese possibili dall’utilizzo dei droni. Infatti, il primo passo per comprendere la gravità di una situazione potenzialmente così dannosa per l’ambiente e per le persone è sapere su quali edifici si trova l’amianto e identificarne lo stato di conservazione. A questo ha pensato AeroDron, specializzata nello sviluppo di applicazioni dei droni dedicate alla salvaguardia del territorio, lanciando nel

2015 il progetto AsbestosFree. Si tratta della realizzazione di una metodologia innovativa per il censimento delle coperture in MCA, basata su un sistema di classificazione di immagini multispettrali sviluppato da Res.Gea (ex spin-off dell’Università di Chieti) che AeroDron ha integrato aggiungendo l’interpretazione di immagini acquisite da droni. AsbestosFree comprende un insieme

di tecniche che combinano la classificazione di rilievi aerei multispettrali con l’analisi delle immagini ad altissima risoluzione riprese a bassa quota dai droni. Attraverso l’utilizzo di algoritmi innovativi il sistema permette di identificare la presenza di MCA nelle coperture degli edifici in modo accurato ed efficiente, oltre a restituire una classificazione dello stato di conser-

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risultato guasto, con successivo riavvio della macchina, l’Amministrazione comunale della città ha comunque chiesto l’intervento di un drone (di proprietà di una ditta convenzionata con il Comune) per effettuare gli immediati controlli ambientali. I dati raccolti sono stati poi inviati all’Arpa per la validazione. Questi i parametri analizzati: monossido di carbonio (CO), anidride solforosa (SO2), diossido di azoto (NO2).

vazione di ogni singola copertura. Il ruolo dei droni è determinante perché assicura un livello di efficacia altrimenti irraggiungibile con le metodologie di mappatura tradizionali. Grazie ai droni, infatti, è possibile intercettare coperture di dimensioni molto piccole, fino a 2 mq, verificare le coperture “dubbie” e acquisire in modo efficiente informazioni sul loro stato. Oltre 50 Comuni nella regione Emilia-Romagna hanno già fatto eseguire ad AeroDron la mappatura e numerose richieste stanno giungendo da tutt’Italia, a conferma che il tema è molto sentito fra gli Amministratori. Per sostenere la diffusione di queste “buone pratiche” AeroDron sta organizzando gli Asbestos Free Meeting, una serie di eventi informativi sul territorio che hanno l’obbiettivo di aggregare i Comuni impegnati su questo fronte e condividere le esperienze. Gli Asbestos Free Meeting permetteranno ai partecipanti di entrare in contatto con gli interlocutori che possono mettere a disposizione dell’Amministrazione, del cittadino e delle imprese tutti gli strumenti utili a valutare il rischio e a risolvere questo problema.


SPECIALE DRONI PER L’AMBIENTE

L’era dei droni anfibio

mare. L’apparecchio è in grado di volare verso una posizione GPS programmata, raccogliere un campione ad una specifica profondità, analizzare il campione a bordo e inviare i dati da remoto. Le analisi che è capace di effettuare comprendono i seguenti parametri: temperatura, ph, conducibilità e redox. Il drone può essere pilotato da

personale di terra, così da rispettare eventuali leggi locali, ma anche volare autonomamente. Ad oggi il drone è solo in fase di prototipo, ma l’azienda sta cercando finanziatori per passare ad una fase industriale, considerando che il mercato mondiale dei droni si prevede raggiungerà i 5.59 miliardi di dollari entro il 2020, ad un tasso stimato di crescita annuo del 32,22%.

C’E UN REGOLAMENTO AD HOC

Registrarsi è d’obbligo I droni anfibio sono stati sviluppati per raccogliere e analizzare campioni di acque potenzialmente pericolose prelevandole in luoghi di difficile accesso. Il drone anfibio progettato dell’australiana Drones Over Water risulta essere particolarmente efficiente grazie

al particolare sensore sviluppato dalla stessa azienda. Questo drone può essere utilizzato per la raccolta e l’analisi di campioni prelevati da serbatoi, fuoriuscite di sostanze chimiche nell’ambiente, impianti di depurazione, dighe e sversamenti di petrolio in

Dal 1 luglio 2016 è scattato l’obbligo di registrare i droni professionali, quelli che tecnicamente vengono definiti SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto), presso un pubblico registro a disposizione delle autorità. D-Flight (www.d-flight.it) è il sito sperimentale che permette la registrazione dei droni nella banca dati italiana e l’assegnazione di un codice univoco di identificazione per ciascuno di essi. Si tratta di un codice QR da attaccare al drone, che sarà presto sostituito

lo dei droni è un settore che, da fenomeno di nicchia limitato ad una ristretta cerchia di esperti ed appassionati, sta progressivamente conquistando interesse e consensi, e quindi fa prefigurare interessanti opportunità di business nei diversi ambiti in cui trova applicazione questa nuova tecnologia. L’Italia è uno dei primi paesi ad aver adottato una normativa ufficiale sul tema. L’ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) ha di recente presentato il Regolamento sui Mezzi Aerei a Pilo-

da chip identificativi elettronici in grado di permettere l’identificazione in real time dell’apparecchio in volo. In questa prima fase non è previsto alcun costo per la registrazione, mentre in futuro verranno applicate le normali tariffe Enac. Il portale D-Flight, inoltre, offre informazioni utili per far volare i droni in sicurezza ed in conformità alle normative vigenti. Quel-

taggio Remoto, documento che contiene indicazioni specifiche su autorizzazioni necessarie per i piloti, equipaggiamento, certificazioni da ottenere prima del volo e altro ancora. Si tratta di un passaggio importante, che potrebbe dare ulteriore impulso ad un settore già in notevole espansione, con circa 70 imprese che attualmente compongono la filiera italiana dei droni.

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macchine & strumentazione

L’industria delle pompe Indagine di settore E’ stata pubblicata l’indagine condotta dall’Ufficio studi Anima su 170 aziende del settore delle pompe. Nonostante la crisi, il settore, rappresentato da Assopompe, ha registrato una crescita costante. 
Le imprese produttrici sono distribuite in tutto il territorio nazionale con prevalenza in Lombardia con un 37,3% di presenza, in Emilia Romagna con un 18,60% e in Veneto con un 15,40% di concentrazione. Delle 170 imprese, 25 fatturano più di 40 milioni di euro/anno, circa 31 realtà tra i 10 e i 40 mln di euro e la porzione rimanente fattura per meno di 10 mln annui. Con questa indagine sono stati raccolti dati circa vendite, prodotti e organizzazione interna delle singole imprese, che non sarebbero stati altrimenti reperibili. Tale attività, di fondamentale importanza per il raggiungimento degli obiettivi generali enunciati per la

ricerca, è funzionale all’analisi qualitativa del settore, propedeutica a ciascuno degli ulteriori approfondimenti previsti nel lavoro. “Il trend evidenziato all’unisono da tutti gli imprenditori - dichiara Carlo Banfi,

Presidente Assopompe - è che c’è sempre più richiesta di qualità e di marca, più che del prezzo. Affidabilità, qualità e servizio sono le armi vincenti. Il servizio è inteso come post vendita, quindi manutenzione e

assistenza, ma sempre più si cerca un servizio a 360°, quindi anche in fase di prevendita. Un altro elemento chiave, comune a tutti, è la vicinanza al cliente, frutto di un legame più forte con i fornitori. Si ha sempre più bisogno di avere informazioni integrate sull’end user”. Le pompe italiane vengono richieste in tutto il mondo, il 41% in Europa, mentre l’Oriente attira il 25,8% di quel che viene prodotto. Il continente africano è un buon mercato, pari all’8,1%, così come l’America del nord, 9,8%, e del sud, 6,1%. L’Italia è il quarto esportatore di pompe verso la Russia a livello mondiale, dopo Germania, Cina e Ucraina. “Attraverso le indagini e gli studi realizzati congiuntamente dai nostri esperti - spiega Massimo Mancini, country manager di AtraContinua a pag. 54

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Continua da pag. 53

L’industria delle pompe dius Italia, azienda coinvolta nella ricerca - gli imprenditori hanno la possibilità di approfondire ulteriormente le loro conoscenze sui mercati e settori in cui operano, o con cui intendono intrattenere rapporti commerciali. Conoscere significa avere un vantaggio competitivo per cogliere opportunità commerciali e di sviluppo del business in Italia ed all’estero. Ciò è particolarmente vero per le Pmi, con una forte vocazione all’internazionalizzazione, che rappresentano realtà imprenditoriali potenzialmente più vulnerabili alle dinamiche evolutive dei mercati mondiali”. Dal punto di vista finanziario, l’indice di liquidità è molto buono, non ci sono problemi di equilibro finanziario. Nell’ultimo biennio i risultati delle imprese sono piuttosto simili nei tre ambiti di attività (civile, industriale, oil&gas), ma i trend osservati sono radicalmente divergenti. Risalta, in particolare, la fortissima perdita di redditività patita nella filiera oil&gas. È interessante notare che, nel 2014, le imprese che hanno investito di più sono state quelle della filiera civile.

BOLDARINO

Tutto sotto controllo Tra le principali proposte di Boldarino vi è una gamma completa di strumentazione per la misurazione ed il controllo dei fluidi nelle tubazioni. Il pacchetto completo comprende: misurazione, controllo ed attuazione. La misurazione di entità come flusso, livello, pressione, conducibilità, PH/ORP, e temperatura può essere effettuata con diverse tipologie di strumenti. In base al tipo di fluido possono essere scelti strumenti a contatto oppure contactless,

assicurando così una soluzione ad ogni esigenza impiantistica, anche in presenza di fluidi particolarmente aggressivi. I dati rilevati dagli strumenti di misura possono essere gestiti autonomamente dal cliente tramite propri PLC, attraverso i classici segnali in corrente 4-20 mA, hart, ecc., oppure possono essere inviati a strumenti multi-parametro che a loro volta possono semplicemente visualizzare i dati sul posto (o in un quadro di

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controllo) o comunicare sempre con un PLC del cliente. A completamento del sistema viene offerta un’ampia gamma di valvole automatiche, provviste di azionamenti pneumatici o elettrici, con la possibilità di installare sistemi di controllo ulteriori come box di finecorsa, posizionatori elettropneumatici o semplicemente indicatori visivi di posizione. I sistemi di controllo proposti trovano applicazioni in tutti i principali settori industriali: trattamento delle acque e dell’aria, processi chimici, distribuzione del gas e dell’acqua, applicazioni marine, microelettronica, produzione di energia, food and beverage, condizionamento. Il supporto tecnico pre e post-vendita, oltre all’assistenza per la selezione di materiali e strumenti, sono la base della proposta di Boldarino, garantendo un rapporto costo/benefici di sicuro interesse. Laddove è fondamentale la precisione, la facilità di installazione ed utilizzo, la durata nel tempo e l’ottimizzazione dei costi per le manutenzioni successive la proposta commerciale dell’azienda rappresenta un’ottima base di lavoro.


sicurezza L’acido solforico (H2SO4) è una sostanza largamente impiegata nelle industrie chimiche per la produzione di fertilizzanti e altri prodotti chimici; esso viene conservato in grandi serbatoi in acciaio, posti all’interno dei siti industriali. Numerosi incidenti (tra cui esplosioni dei serbatoi e perdite di acido) sono stati riportati in tutto il mondo, con conseguenze anche gravi (inquinamento ambientale, ma anche feriti e vittime). Questi incidenti hanno portato l’attenzione sui problemi di sicurezza relativi allo stoccaggio dell’acido solforico, in particolare per quanto riguarda il rischio di incendi, esplosioni e perdite; problemi che possono essere risolti grazie ad una maggiore comprensione dei fenomeni di corrosione delle pareti dei serbatoi, della necessità di predisporre sistemi di ispezione e ventilazione e misure di contenimento delle perdite, e dei materiali più idonei per la costruzione dei serbatoi.

L’acido solforico da gestire

IL CONTROLLO DELLA CORROSIONE

La corrosione delle pareti dei serbatoi è uno dei principali problemi connessi all’impiego dell’acido solforico. Due dei fenomeni corrosivi più comuni (la formazione di solchi da idrogeno e la corrosione del livello superiore dei serbatoi) sono particolarmente pericolosi, perché portano alla formazione di idrogeno (H2), che è altamente infiammabile, incolore e inodore, e può formare atmosfere esplosive miscelandosi con l’ossigeno presente nell’aria. Relativamente ai solchi da idrogeno, bisogna partire dal concetto che i serbatoi per lo stoccaggio dell’acido solforico sono in genere costituti da acciaio al carbonio. L’acido reagisce con il ferro presente nell’acciaio del rivestimento interno, formando uno strato di solfato di ferro (FeSO4) e rilasciando simultaneamente idrogeno. Le bolle di idrogeno salgono in superficie, e il gas entra in contatto con il metallo, formando sol-

Come stoccarlo in sicurezza

Una sostanza che richiede particolari precauzioni: da ispezioni periodiche a controlli strumentali, da uso di DPI a sistemi di contenimento chi o zone di corrosione. Quanto alla corrosione del livello superiore, invece, c’è da dire che nelle zone in cui sono situati i serbatoi esiste la tendenza alla formazione di atmosfere corrosive, poiché i vapori di ossido di zolfo provenienti dai serbatoi si combinano con l’umidità dell’aria, formando acido solforoso (H2SO3), il quale causa la corrosione delle coperture dei serbatoi e delle altre strutture in ferro presenti nelle vicinanze. È quindi opportuno dotare i serbatoi di una protezione anodica, per ridurre i fenomeni di corrosione. Altrettanto importante è effettuare ispezioni e misurazioni periodiche delle pareti e dei tetti dei serbatoi, al fine di accertare la loro idoneità allo stoccaggio dell’acido, con cadenza quinquennale (per le pareti interne) e biennale (per le superfici esterne). La frequenza delle ispezioni deve essere maggiore man mano che i serbatoi diventano vecchi. Inoltre,

dal momento che le perdite di acido possono essere molto pericolose, è della massima importanza il controllo del livello dell’acido presente nei serbatoi. Per questo motivo, tutti i serbatoi dovrebbero essere dotati di un indicatore di livello; si raccomanda l’adozione di sistemi di misurazione radar, oltre a sistemi di allarme automatici. Alcuni impianti più datati usano un sistema di misurazione chiamato “bubbler”, basato sull’insufflazione di aria all’interno del serbatoio (che forma, appunto, delle bolle); sistemi di questo tipo devono essere evitati per i serbatoi di acido (specialmente per quelli contenenti acido esausto), in quanto l’aria immessa può formare atmosfere esplosive miscelandosi con gli idrocarburi volatili presenti negli acidi. SERBATOI DI ACIDO ESAUSTO

L’acido solforico attivo contiene in

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genere il 98,4% di acido e l’1,6% di acqua; l’acido esausto contiene solitamente l’88-95% di acido e fino al 5% di acqua, oltre a idrocarburi leggeri volatili, provenienti dai processi chimici in cui l’acido è stato impiegato. Per questo motivo, i serbatoi di acido esausto devono essere progettati e gestiti come se contenessero idrocarburi volatili. In particolare, gli idrocarburi presenti nell’acido esausto possono essere rilasciati in seguito a variazioni della temperatura atmosferica; quindi, è auspicabile la saturazione del serbatoio con gas inerte (come CO2 o azoto). Inoltre, i serbatoi di acido esausto dovrebbero essere dotati di una copertura “a rottura determinata”. Si tratta, in pratica, di una copertura fissata con giunti concepiti per rompersi quando all’interno del serbatoio si crea una pressione eccesContinua a pag. 56


SUNBASKET

In questi anni, infatti, è cresciuta l'attenzione alla sicurezza nello stoccaggio di liquidi pericolosi. Sempre di più la prevenzione sui luoghi di lavoro e la tutela dell'ambiente sono una priorità ed è diventata una necessità migliorare le procedure di sicurezza nelle aziende. Prevenire gli sversamenti significa tutelare la sicurezza del personale e dell'ambiente. Consente di evitare importanti costi di recupero dello sversato e di bonifica ambientale. Le vasche di raccolta servono per contenere le perdite

di prodotto dovuto a rottura del contenitore o durante il prelievo dello stesso. Le vasche in polietilene realizzate con stampaggio rotazionale sono monoblocco e garantiscono una buona resistenza alla maggior parte degli acidi, degli alcali e degli oli, sono robuste, durature, spostabili e facilmente pulibili. Sunbasket ha ampliato l'offerta di vasche in plastica con nuovi modelli in modo da realizzare un sistema integrato di soluzioni per la prevenzione degli sversamenti. Per quel che riguarda le novità

del 2016, l’azienda propone innanzitutto le vasche per scaffalatura, ossia una serie di vasche a fondo piatto da collocare sotto le scaffalature come vasche di raccolta, che possono anche essere utilizzate per stoccare in sicurezza contenitori di varie dimensioni. Sono disponibili tre versioni da 300, 600 e 1.000 litri. Come tutte le altre vasche possono essere utilizzate per altre finalità. Nuove sono anche le grandi vasche a fondo piatto per lo stoccaggio in sicurezza di contenitori vari o in impiantistica. Tali vasche hanno capacità dai 1.700 ai 5.000 litri, stampate in rotazionale monoblocco e fino a 10.000 litri per saldatura. Le grandi vasche sono una risposta a molteplici esigenze, versatili ed efficienti; una soluzione pronta per l'industria e l'agricoltura, per stoccare in sicurezza contenitori o impianti. Leggere, robuste e spostabili, sono resistenti agli agenti corrosivi ed alle intemperie.

di collasso del serbatoio; ovviamente, gli argini devono essere rivestiti di speciali mattoni a prova di acido, al fine di evitare che l’acido

penetri nel sottosuolo fino a raggiungere le falde acquifere. Anche se la costruzione di questi argini può essere un’importante misura

precauzionale, è necessario adottare speciali cautele per quanto riguarda lo smaltimento delle acque piovane che si raccolgono nel bacino all’in-

Il contenimento secondario

La Sunbasket dal 1994 produce contenitori IBC in polietilene per il trasporto di prodotti chimici pericolosi, omologati UN secondo ADR e IMDG. Gli IBC hanno capacità da 500 a 3.000 litri e sono autorizzati a trasportare acidi, basi ed oli. Da anni sono utilizzati dai maggiori distributori di prodotti chimici a livello nazionale. Inoltre, Sunbasket produce serbatoi da stoccaggio per prodotti chimici. Serbatoi semplici o con vasca di contenimento da 1.000 a 10.000 litri, completamente accessoriati.

Continua da pag. 55

L’acido solforico da gestire siva. Questo sistema evidenzia le situazioni di pericolo, consentendo di prevenire la rottura del serbatoio e la dispersione dell’acido. SISTEMI DI CONTENIMENTO SECONDARIO

I sistemi di contenimento secondario sono misure speciali che possono essere adottate per evitare dispersioni di acido nell’ambiente, tra cui la realizzazione di argini. Questi devono essere dimensionati per contenere il 110% della capacità dei serbatoi, al fine di fronteggiare dispersioni accidentali o anche perdite consistenti (come nel caso di collasso del serbatoio). Gli argini devono essere progettati per resistere non solo al carico idrostatico del liquido nel serbatoio, ma anche per contenere l’onda in caso

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terno degli argini. Infatti, queste acque presentano in genere un’elevata acidità, a causa delle dispersioni di gas acidi dai serbatoi; quindi occorre analizzare il pH di queste acque prima di smaltirle, ed eventualmente sottoporle a trattamento per portare il pH tra 6,5 e 8,5. DPI E SICUREZZA

Anche se l’acido solforico di per sé non è infiammabile, esso non dovrebbe essere stoccato nei pressi di materiali organici, nitrati, carburi, clorati o polveri metalliche, in quanto il contatto tra acido solforico ad elevate concentrazioni e questi materiali può causare incendi. È inoltre necessario adottare adeguati dispositivi di protezione individuale (DPI) e misure per la sicurezza delle persone e dell’ambiente, quali: - idonee fontanelle per il lavaggio degli occhi, situate nei pressi dei serbatoi, la cui efficienza deve essere controllata quotidianamente - rivestimento in piombo per le flange, al fine di proteggere il personale da perdite accidentali - presenza di passerelle in metallo sula sommità dei serbatoio, affinchè il personale non debba mai

camminare direttamente sulle coperture dei serbatoi - giusta pendenza della superfici, in modo da evitare l’accumulo di acido (in caso di eventuali perdite) nei punti più bassi delle strutture e i conseguenti pericoli - uso di DPI obbligatori guanti protettivi che il personale deve indossare, ossia elmetto dotato di scher-

mo facciale, occhiali protettivi e guanti protettivi abbastanza larghi da poter essere velocemente rimossi qualora l’acido penetri al loro interno - uso di calce viva che neutralizza eventuali piccole perdite di acido - prima di ogni modifica da apportare nell’area di stoccaggio deve essere eseguito uno studio sulla sicu-

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rezza che ne dimostri la fattibilità Un altro aspetto cruciale per la sicurezza è assicurare la ventilazione adeguata dei serbatoi. In particolare, ogni serbatoio deve essere dotato di una valvola di sfiato, posta sulla sommità del serbatoio stesso. Richiedono, infine, l’adozione di specifiche misure di sicurezza i lavori che implicano l’impiego di strumenti a fiamma o ad alta temperatura (saldatori, flessibili, seghe elettriche, ecc.). Tali misure sono: - misurazione preliminare della presenza di gas infiammabili nell’area di stoccaggio prima dell’inizio dei lavori e durante tutta la durata dei lavori, con la frequenza stabilita nel provvedimento che li autorizza - in caso di ritardi o sospensioni dei lavori in aree già dichiarate sicure, l’autorizzazione deve specificare il tempo oltre il quale i rilevamenti delle concentrazioni di ossigeno e gas infiammabili devono essere ripetuti - se i lavori a caldo vengono eseguiti sul tetto o all’esterno dei serbatoi, qualora siano presenti fori su tali superfici, i serbatoi devono essere svuotati del loro contenuto e riempiti di gas inerte prima dell’inizio dei lavori.


tecnologie

La Eni Slurry Technology Valorizzare il fondo del barile

La promettente tecnologia EST consente la conversione delle cariche pesanti in distillati di elevata qualità Le prime raffinerie di petrolio erano soprattutto basate sulla distillazione del grezzo a pressione atmosferica, nelle cosiddette “colonne di topping”. Da questa operazione di ottengono diversi distillati (GPL, benzina, cherosene, gasolio) e un residuo che costituisce circa il 40% della carica iniziale. Un tempo questo residuo trovava mercato come combustibile per le centrali termoelettriche, i forni industriali e i grossi motori diesel per la propulsione navale; ma le norme anti-inquinamento hanno portato al suo progressivo abbandono da parte di quasi tutti gli utilizzatori, che preferiscono il gas naturale o combustibili più raffinati e meno inquinanti. Le raffinerie si sono così trovate con grandi quantità di olio residuo, privo di sbocchi sul mercato; mentre cresceva sempre di più la richiesta di distillati leggeri, come benzina e gasolio. Sono stati quindi sviluppati diversi processi di conversione delle cariche pesanti in distillati; tra questi è particolarmente interessante il processo EST (Eni Slurry Technology). UN PROCESSO SENZA RESIDUI

Il processo EST è basato sull’idrogenazione dell’olio pesante mediante catalizzatori in fase “slurry” (cioè sospensione di piccole particelle solide), con riciclo del catalizzatore disperso insieme alla parte più pesante dei prodotti di reazione. Il ca-

talizzatore è costituito da molibdenite (bisolfuro di molibdeno), finemente dispersa in forma di lamelle nanometriche a basso grado di aggregazione, che viene generata “in situ” per decomposizione termica di un composto zolfo-molibdeno solubile in olio. La scelta del molibdeno è dovuta al fatto che questo elemento presenta un’attività catalitica di tipo idrogenante; inoltre, la dispersione del catalizzatore su scala nanometrica consente di evitare l’uso di supporti porosi, che sono quelli più limitati dal punto di vista della perdita di attività catalitica a causa della deposizione di coke e metalli pesanti sui punti di supporto. Il processo avviene in presenza di idrogeno sotto pressione (oltre 100 bar), a temperatura intorno a 380 °C; l’alta temperatura è necessaria per affiancare alle reazioni di idrogenazione anche reazioni di cracking, con le quali le grosse molecole degli idrocarburi pesanti vengono scisse in idrocarburi leggeri. La presenza di idrogeno sotto pressione impedisce che i radicali prodotti dal cracking possano ricombinarsi, formando dapprima idrocarburi polinucleari aromatici (notoriamente cancerogeni) e, successivamente, coke di petrolio; il coke, invece, è il prodotto residuo dei processi puramente termici (come il visbreaking), ed è da tempo al centro di forti polemiche perché l’unico possibile utilizzo è la combustione, che risulta molto inquinante. La carica pesante subisce inizial-

mente un trattamento di idrogenazione in condizioni relativamente blande; si ottiene una prima produzione di distillati ed un residuo non convertito, dal quale vengono estratti i prodotti leggeri mediante una colonna di frazionamento. Il prodotto di fondo di questa colonna è inviato a una sezione di deasfaltazione con solvente, dalla quale si ottiene un olio deasfaltato e demetallato (DAO), utilizzabile come carica per altri processi di raffineria (FCC) o per la produzione di oli lubrificanti. La frazione asfaltenica, che contiene tutto il catalizzatore, viene miscelata con carica pesante fresca e riciclata nel primo reattore di idrogenazione. Dopo un certo numero di ricicli si raggiunge uno stato stazionario, con una conversione in distillati di oltre il 94% e formazione di appena lo 0,08% di residuo solido (PETcoke). VENT’ANNI DI SVILUPPO E UN BRILLANTE FUTURO

Lo sviluppo della tecnologia EST risale ai primi anni ’90, con la realizzazione di un microreattore nei laboratori di S. Donato Milanese. Inizialmente il processo era finalizzato alla raffinazione di grezzi molto pesanti, come quello estratto dal bacino dell’Orinoco o quello ricavato dalle sabbie bituminose del Canada; ma la sua applicabilità è molto più ampia, in quanto risulta vantaggioso (sia dal punto di vista

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economico che da quello ambientale) rispetto ad altri processi di valorizzazione dei residui pesanti, e in particolare dei processi di tipo termico. Dopo le sperimentazioni di laboratorio, il processo è stato trasferito nel presso la raffineria di Taranto, su un impianto pilota da 8,5 ton/ora. Successivamente il processo è stato ancora trasferito, questa volta in piena scala industriale, presso la raffineria di Sannazzaro de’ Burgondi (Pavia), dove ha confermato le promesse delle fasi precedenti di sperimentazione. Il processo EST, quindi, rappresenta la miglior soluzione per sfruttare al meglio i residui di raffinazione, gli oli pesanti ed i bitumi, ottenendo prodotti leggeri di elevata qualità. Oltre ai normali oli combustibili, con questa tecnologia si potranno sfruttare anche risorse non convenzionali, come i greggi extra-pesanti ed i bitumi estratti dalle sabbie. Queste risorse svolgeranno un ruolo importante nelle forniture energetiche dei prossimi anni, e contribuiranno a rendere l’Europa meno dipendente dal petrolio del Medio Oriente. Il potenziale tecnico ed economico della tecnologia EST è confermato dal recente accordo tra Eni e Total, che permetterà alla società francese di utilizzare la tecnologia, e con il quale le due società hanno avviato un progetto congiunto di cooperazione per lo sviluppo futuro del processo.


CONVERSIONE EFFICIENTE

SFRUTTANDO LA CO2

H2 in loco per FC

L’idrogeno in sicurezza

La tecnologia delle celle a combustibile e dell’idrogeno è ad oggi di forte interesse. Tuttavia, nonostante i miglioramenti tecnici, sussistono ancora numerosi ostacoli che ne rendono difficile l’adozione su larga scala. Sicuramente, la produzione di idrogeno direttamente in loco renderebbe molto più comodo il rifornimento delle automobili alimentate da celle a combustibile. A questo proposito, i ricercatori del progetto europeo NEMESIS2+ (New method for superior integrated hydrogen generation system 2+) hanno sviluppato con successo un prototipo su piccola scala del sistema che può essere facilmente integrato nelle esistenti stazioni di rifornimento. Questo generatore pre-commerciale di idrogeno alimentato a biodiesel produce 50 Nmc/ora di H2. Ciò che accresce la compattezza del reattore e riduce i costi di investimento è il concetto del singolo reformer, che elimina la fase a monte del reformer. Il progetto include un bruciatore a doppio combustibile, che consente di trattare sia il gas proveniente dal modulo per il condizionamento dell’idrogeno che dei combustibili liquidi. L’utilizzo di combustibili liquidi nella tecnologia di reforming a vapore consente al sistema di funzionare a pressioni più elevate (12 bar), di portare a livello industriale la capacità mediante l’uso di una tecnologia di reforming tubolare

modificato e di ridurre i costi di produzione. Fino ad ora, i metodi di produzione dell’idrogeno sono stati costosi e non sostenibili, poiché utilizzavano combustibili fossili come ad esempio il gas naturale o l’elettrolisi dell’acqua, che è al momento meno efficiente. La produzione di idrogeno dal biodiesel potrebbe essere un’alternativa pulita, ma si tratta comunque di un processo impegnativo. La disattivazione dei catalizzatori usati dalle impurità dello zolfo sulla loro superficie causa una riduzione della quantità di idrogeno prodotto. Per ridurre il contenuto di zolfo, i membri del progetto hanno costruito con successo un modulo di desolforazione che funziona in base al principio dell’adsorbimento in fase liquida. Essi hanno effettuato numerosi esperimenti per identificare le condizioni di funzionamento ottimali. Questo ha consentito al team di produrre idrogeno di alta qualità con una purezza pari a quasi il 100%, con un’efficienza di conversione del sistema che arriva al 70%. Il prototipo di sistema di NEMESIS2+ può essere integrato nelle infrastrutture esistenti, rendendo possibile la produzione di idrogeno dal biodiesel direttamente in loco nelle normali stazioni di rifornimento. Inoltre, esso può essere impiegato per processi utilizzati nell’industria del vetro e in quella dell’acciaio.

Le cosiddette “tecnologie elettrolitiche di alta temperatura” rappresentano sempre più uno strumento di estrema importanza per la produzione e lo sfruttamento dell’idrogeno sia come vettore energetico che per la conversione e l’accumulo di energia rinnovabile. Ad oggi, però, la produzione di H2 in spazi confinati e in condizioni di alte temperature comporta il rischio di incendi e di esplosioni. Oltretutto, gli elettrolizzatori ad ossidi solidi, la tecnologia sicuramente più diffusa per la produzione di idrogeno ad alta temperatura, impiegano sistemi complessi di circolazione dei gas (ricircolo di idrogeno compreso)

miscela di ossigeno e anidride carbonica priva di azoto. La sicurezza operativa deriva dall’uso di CO 2, che viene prodotta nel processo stesso. Questo gas è in grado di soffocare ed estinguere ogni tipo di fiamma, ma anche di ridurre drasticamente il rischio di infiammabilità dell’idrogeno. Inoltre, la CO2 è facilmente separabile dall’idrogeno e dall’ossigeno e, novità assoluta del brevetto Enea, viene fatta ricircolare nell’impianto di elettrolisi al posto dell’idrogeno (come invece succede negli elettrolizzatori tradizionali ad ossidi solidi) con un impatto positivo su sicurezza operativa e costi. La sicurezza e la semplificazione

per aumentare l’efficienza del processo produttivo e prevenire la corrosione dei materiali all’interno del reattore stesso. Una soluzione innovativa al problema arriva dall’Enea, il cui processo riduce drasticamente il rischio di fiamme ed esplosioni, anche in caso di perdite di idrogeno/ossigeno e anomalie di impianto, ed evita lo step critico del ricircolo di idrogeno. Tale processo, brevettato, opera a temperature di 500-550 °C (inferiori rispetto ai 700-900 °C delle tecnologie in uso), è alimentato da energia solare a concentrazione ed è in grado di produrre contemporaneamente idrogeno e una

così ottenute potrebbero favorire l’evoluzione tecnologica della produzione di idrogeno ad alta temperatura verso impianti di grossa taglia. Questo, in particolare, per le grandi aziende che consumano molto idrogeno per le proprie attività, come le raffinerie di petrolio, le industrie di chimica organica di sintesi e dei fertilizzanti.

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REPERTORIO dell’Ambiente il “chi fa cosa” delle ecotecnologie

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laboratori

I formulati per reflui Ricerca & sviluppo

Come ottimizzare le fasi di trattamento delle acque di scarico industriali, di processo ed agro-zootecniche BioEcoActive sviluppa delle metodologie per la depurazione ed il trattamento di acque reflue derivanti da processi produttivi diversificati, impiegando sostanze inorganiche non tossiche, e tutto ciò grazie al proprio laboratorio in cui svolge analisi chimiche e chimico-fisiche su prodotti chimici, formulazioni e materiali innovativi, oltre che analisi microbiologiche. Le analisi sui formulati sono volte alla messa a punto o al miglioramento dei prodotti sviluppati dal proprio staff di ricerca & sviluppo. Alcuni esempi di reflui industriali

Pellet ottenuto da digestato proveniente da impianto biogas

trattati sono: reflui contenenti metalli, reflui di vinificazione, reflui da lavorazione di carni e salagione, reflui da lavanderie industriali, reflui di processi produttivi di cosmetici ed acque di processo da lavorazione di ortaggi. In particolare, nell’ambito dei reflui con alte concentrazioni di metalli, l’abbattimento dei metalli presenti in soluzione si esplica attraverso un meccanismo di adsorbimento. Se i metalli sono presenti come solidi sospesi, la rimozione è resa possibile grazie alle capacità flocculanti di BioEcoActive, e la floc-

culazione permette di inglobare le particelle in sospensione, le quali sedimentano in tempi brevi. Un esempio di impianto chimico-fisico con BioEcoActive prevede l’utilizzo di soli 2 reagenti chimici, eco-compatibili e non pericolosi. Si compone di 3 stadi di trattamento: separazione, flocculazione, filtrazione; i tre stadi sono elementari, non richiedono conoscenze tecniche particolari, anche un operatore inesperto può monitorarne l’andamento. Il layout impiantistico risulta molto semplice, con impatto ambientale ridotto ed ingombro contenuto. VALORIZZARE GLI SCARTI AGRO-ZOOTECNICI

Gli scarti agro-zootecnici, ad esempio gli insilati, il letame, lo stallatico, i liquami suini e le frazioni solida e liquida di digestato proveniente da impianti di produzione di biogas e da allevamenti intensivi sono scarti ad alto potenziale fertilizzante ed ammendante. La recente normativa italiana ed europea incentiva la valorizzazione e l’utilizzo di questi scarti, così da migliorare i ricavi economici e diminuire gli im-

Un esempio di impianto per la depurazione di acque reflue di processo Hi-Tech Ambiente

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Impianto per il trattamento chimico-fisico di reflui industriali

patti ambientali legati alla produzione e all’impiego di fertilizzanti di sintesi. Le fasi di trattamento BioEcoActive del digestato e dei liquami, attraverso metodi chimico-fisici, permettono il recupero dei nutrienti allo stato solido, sotto forma di fosfati e solfati che possono essere raccolti in prodotti venduti come granulati e usati come fertilizzanti. Analogamente le frazioni solide e palabili vengono lavorate ed ulteriormente essiccate per la produzione di compost, materiale in cui il rapporto dei nutrienti è ottimizzato rispetto al digestato di provenienza. A questo scopo vengono proposte ed impiegate attrezzature che permettono la separazione della fase liquida da quella solida la successiva essiccazione, la pellettizzazione (o formazione di granulato). I principali passaggi consistono nell’eliminazione della componente acquosa del refluo e nella successi-

va pellettizzazione della componente solida. Al fine di migliorare le capacità ammendanti del pellet o granulato prodotto viene rivolta particolare attenzione al rapporto degli elementi chimici nel prodotto finale, integrando lo scarto di partenza con scarti provenienti da filiere diverse, così da massimizzare il recupero di materiale.

trienti nelle falde, fenomeni di eutrofizzazione e squilibrio di nutrienti nel terreno. In determinati contesti territoriali, ad esempio in aree vulnerabili a elevata densità di allevamenti, gli impianti centralizzati di trattamento degli effluenti zootecnici possono rappresentare la soluzione per il ripristino di un corretto equilibrio zootecnia- ambiente.

TRATTAMENTO LIQUAMI E REFLUI AGRO-ZOOTECNICI

I liquami zootecnici, quali ad esempio quelli di origine suina e bovina, o residui liquidi come le sanse, sono reflui agro-zootecnici di difficile gestione a livello di impianto produttivo e valorizzazione in allevamenti intensivi. Una loro scorretta gestione sul territorio può portare a conseguenze ambientali dannose per le colture, quali un eccessivo carico di nu-

Microcopia elettronica a trasmissione (TEM) dei cristalli BIOECOACTIVE Hi-Tech Ambiente

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La tecnologia proposta da BioEcoActive impiega una prima fase chimico-fisica che porta all’eliminazione della componente solida dei reflui indicati ed una successiva fase di digestione anaerobica che permette l’abbattimento del carico di ammoniaca del refluo. In questo modo il refluo può esser facilmente trattato e convogliato alla successiva fase di lavorazione o smaltimento. Parallelamente, la componente di ammoniaca del refluo può essere abbattuta tramite un trattamento che impiega composti inorganici al fine di ottenere un fosfato di ammonio che possiede proprietà fertilizzanti. La separazione solido-liquido può avvenire con dispositivi ad alta efficienza da realizzare in ambito aziendale. Ne risulta una frazione solida e una liquida chiarificata. Si propone di costituire dei consorzi (o delle cooperative) di allevatori che trattano i liquami zootecnici nelle loro aziende con mezzi propri o di proprietà del consorzio e affidano la gestione dei prodotti di risulta a un apposito servizio gestito dal consorzio stesso. Per fare ciò si possono adottare specifiche linee di gestione.


MARKET DIRECTORY

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MARKET DIRECTORY


ECOTECH

a cura di ASSITA CO mediante fotosintesi artificiale

Secondo i ricercatori della Toshiba è possibile utilizzare l’energia solare per ridurre la CO2 a CO (ossido di carbonio), che poi può essere utilizzato per produrre metanolo o altri composti d’interesse industriale che oggi vengono ottenuti da fonti fossili (petrolio o carbone). L’efficienza della reazione è ancora modesta (1,5%), ma i ricercatori giapponesi sperano di portarla al 10% entro il 2020, in modo da ottenere sistemi adeguati all’utilizzo delle emissioni di CO2 da centrali termoelettriche e grandi impianti di combustione. Il processo utilizza un catalizzatore costituito da nanoparticelle d’oro, con una struttura a giunzioni multiple; il catalizzatore assorbe la luce visibile promuovendo la scissione dell’acqua in ossigeno e ioni H+, e questi ioni vengono utilizzati da un altro sistema catalitico a base di ossido di cobalto per ridurre la CO2 a CO. Attualmente, l’efficienza iniziale (1,5%) si riduce a 1% dopo circa 3 ore, ma è comunque paragonabile a quella delle alghe e superiore a quella di altri sistemi (come quello della Panasonic) che utilizzano esclusivamente la porzione UV dello spettro solare.

Tanto idrogeno con le celle PEM Le celle PEM (Proton Exchange Membranes) rappresentano oggi la tipologia più diffusa di fuel

cells per la produzione di energia elettrica a partire da idrogeno e ossigeno; ma, come molti sistemi elettrochimici, presentano l’interessante proprietà di essere reversibili, cioè di poter funzionare come cella elettrolitica per produrre idrogeno dall’acqua. Fino ad oggi questa applicazione delle PEM era confinata a produzioni di idrogeno fino a 30 mc/ora; ma la società americana Proton OnSite è riuscita a costruire sistemi PEM con capacità di 200 e 400 mc/ora di idrogeno, e produzioni ancora superiori possono essere ottenute collegando più celle in parallelo.

L’aumento della produzione di idrogeno è stato ottenuto con vari accorgimenti, tra i quali soprattutto l’aumento della differenza di pressione tra il lato idrogeno ed il lato ossigeno della membrana: nelle nuove celle questa differenza può arrivare fino a 30 bar, consentendo di ottenere idrogeno ad alta purezza e di eliminare i rischi dovuti all’ossigeno sotto pressione. Poter disporre di un sistema in grado di produrre su richiesta notevoli quantità di idrogeno può costituire un notevole vantaggio in termini di sicurezza per molte industrie, perché si eliminano i rischi dovuti ai serbatoi di idrogeno sotto pressione o ai “pacchi bombole”. Numerose le applicazioni previste, tra cui lo “stoccaggio energetico”, cioè per l’utilizzo dell’energia prodotta da fonti discontinue (come fotovoltaico ed eolico) nei periodi di bassa

domanda della rete: l’idrogeno accumulato può poi essere iniettato nella rete di distribuzione del gas naturale, miscelato con il biogas per aumentarne il potere calorifico, oppure impiegato nei processi di metanazione, grazie ai quali si può ottenere metano dall’ossido di carbonio e perfino dalla CO2.

re parzialmente l’eccesso di CO2 immessa in atmosfera dalle attività umane.

Depurazione con alghe delle acque reflue

Fracking con CO2 liquida Uno dei problemi della tecnologia di produzione di idrocarburi mediante la fratturazione profonda (“fracking”) è la necessità di reperire grandi quantità di acqua; questo crea notevoli problemi nelle zone aride. La società americana Praxai ha superato questi problemi con la tecnologia DryFrac, che utilizza CO2 liquida al posto dell’acqua, a pressione da 300 a 550 atm. L’uso della CO2 riduce le alterazioni delle rocce argillose ed elimina i fenomeni di chiusura spontanea delle fratture, che si osservano spesso con i fluidi acquosi; in questo modo si ottiene una maggior produzione di idrocarburi, specialmente nei pozzi con fenomeni di allagamento o di difficoltà a mantenere la pressione. Un importante vantaggio in termini di sicurezza è che la CO2 in uscita dal pozzo crea un cuscino protettivo di gas inerte, che previene incendi o esplosioni. Una parte della CO2 rimane intrappolata nei pori e nelle fratture delle rocce sotterranee e, quindi, il processo DryFrac costituisce un metodo per cattura-

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Le comunità rurali situate in zone aride necessitano di sistemi di trattamento delle acque reflue che ne consentano l’uso per irrigazione, con minime perdite per evaporazione e ridotti consumi di energia. L’Università australiana di Flinders è riuscita a raggiungere questi obiettivi grazie ad un trattamento di depurazione basato sulle alghe, che accrescono l’alcalinità dell’acqua accelerando il processo di biodegradazione aerobica degli inquinanti. Un impianto di questo tipo può costare da 12 mila a 2 mln di dollari, molto meno rispetto al costo degli impianti tradizionali; la maggior parte della spesa viene dedicata all’allestimento della laguna di depurazione, che deve essere rivestita con geotessile sintetico per non disperdere l’acqua nel terreno. L’impianto occupa meno della metà dello spazio normalmente richiesto da un depuratore convenzionale, e completa il trattamento in 5-10 giorni, per cui le perdite per evaporazione sono minime. Questo nuovo tipo di trattamento si prospetta di grande interesse non solo per la regione dell’Australia del Sud, ma anche per molte aree della Cina e del Sud-Est asiatico.


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AMBIENTE LE AZIENDE CITATE

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Flinders University Tel +61.8.72218581 Fax +61.8.82013567 E-mail howard.fallowfield@flinders.edu.au

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Frost & Sullivan Tel 02.48516133 Fax 02.48027054 E-mail anna.zanchi@frost.com

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IRSA-CNR Tel 06.90672850 Fax 06.90672787 E-mail direzione@irsa.cnr.it

BioEcoActive Srl Tel 051.916667 Fax +39 051 0285392 E-mail info@bioecoactive.it

ISMAR-CNR Tel 051.6398937 Fax 051.6398939 E-mail giuseppe.stanghellini@ismar.cnr.it

BioFiltro Tel +562.32013507 E-mail info@biofiltro.cl

INTCATCH project Tel 045.8027842 Fax 045.8027068 E-mail alessandro.farinelli@univr.it

Biopipe Global Tel +90.212.3556180 E-mail info@biopipe.co Boldarino Spa Tel 030.9745811 Fax 030.9748480 E-mail marketing@boldarino.com Chemical Center Srl Tel 051.0285392 Fax 051.795003 E-mail info@chemicalcenter.it Corradi&Ghisolfi Srl Tel 0372.93187 Fax 0372.930045 E-mail info@corradighisolfi.it Drones Over Water Tel +61.411.777824 E-mail dronesoverwater@gmail.com EcoEthic Inc. Tel +1.888.4363996 Fax +1.888.3374676 E-mail ecoinfo@ecoethic.ca Enel Green Power Spa Tel 06.83051 Fax 06.83053771 E-mail riccardo.clementi@enel.com

Progetto Manifattura Tel 0464.443307 E-mail comunicazione@progettomanifattura.it RE:NEWCELL Tel +46.73.9898895 E-mail info@renewcell.se Rilegno Tel 0547.672946 Fax 0547.675244 E-mail m.martinengo@rilegno.org SEaB Energy Ltd. Tel +44.2380.111909

Intelligent Energy Ltd Tel +44.1509.271271 Fax +44.1509.271274 E-mail marketing@intelligent-energy.com

SMART-Plant project Tel 045.8027965 Fax 045.8027965 E-mail francesco.fatone@univr.it SugaRecycle Tel +44.0845.3370613 E-mail enquiries@sugarecycle.co.uk Sunbasket Srl Tel 0521.604360 Fax 0521.604370 E-mail sun@sunbasket.it Tribotecna Srl Tel/Fax 0362.638864 E-mail trib@tribotecna.com Untha Shredding Technology Gmbh Tel +43.6244.70160 Fax +43.6244.70161 E-mail info@untha.com

Iowa State University Tel +1.515.2947826 E-mail ylee@iastate.edu MACH-TO project Tel +49.531.2446646 Fax +49.531.2446688 E-mail olaf.heintze@invent-gmbh.de

UOP LLC Tel +1.847.3912000 U.S. Water Service Tel +1.866.6637633 Fax +1.763.5530613 E-mail info@uswaterservices.com

Metito Tel +971.4.8103333 Fax +971.4.8103300 E-mail info@metito.com MORE project Tel +33.4.92388415 Fax +33.4.93654135 E-mail c.proutet@inno-group.com N.C.R. Biochemical Spa Tel 051.6869611 Fax 051.6869617 E-mail info@ncr-biochemical.it NEMESIS2+ project Tel +49.711.6862682 Fax +49.711.6862665 E-mail stefan.martin@dlr.de

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