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Lo stato dell'arte

L’acqua, risorsa a termine

L’acqua, risorsa a termine

di Federico Morchio

A proposito di comportamenti attinenti la sostenibilità spesso si pensa, per prima cosa, allo sfruttamento delle risorse non rinnovabili o all’uso delle rinnovabili come il sole o il vento. Solo in un secondo momento il pensiero va all’acqua, elemento naturale che troppo spesso, specie in Italia, è stato, ed è ancora, sottovalutato per importanza (non solo ambientale), per qualità, per quantità utilizzata e, purtroppo, per quantità sprecata. Non parleremo, in questa sede, di come adoperare l’acqua -che è a tutti gli effetti, perlomeno nei climi temperati, un’importante risorsa rinnovabile- per generare energia.. Osserveremo invece alcuni aspetti dei nostri comportamenti -attinenti al postulato dello “sviluppo sostenibile” e comuni alla maggioranza delle persone nella pratica quotidiana- che riguardano atteggiamenti utili per adoperarla meglio, con attenzione, oculatezza e, soprattutto, con maggiore consapevolezza della ricchezza che essa rappresenta.

E’ importante indicare la normativa di riferimento, nazionale e comunitaria. In Italia il testo più recente cui fare riferimento è costituito dal Decreto Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio del 12 Giugno 2003, n. 185 “Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell'articolo 26, comma 2, del Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n. 152" in accoglimento delle direttive CEE 91/271 e 91/676 che trattano del riutilizzo delle risorse idriche. Il Decreto regola e disciplina (riportiamo uno stralcio dell’art. 1) «[…] le norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue domestiche, urbane ed industriali attraverso la regolamentazione delle destinazioni d'uso e dei relativi requisiti di qualità, ai fini della tutela qualitativa e quantitativa delle risorse idriche, limitando il prelievo delle acque superficiali e sotterranee, riducendo l'impatto degli scarichi sui corpi idrici recettori e favorendo il risparmio idrico mediante l'utilizzo multiplo delle acque reflue[…].» e sottolinea che «[…] Il riutilizzo deve avvenire in condizioni di sicurezza ambientale, evitando alterazioni agli ecosistemi, al suolo ed alle colture, nonché rischi igienico-sanitari per la popolazione esposta […]».

Storicamente l’acqua è sempre stata considerata un bene prezioso e l’uomo, già a partire da tempi remotissimi, si è ingegnato in molteplici maniere per raccoglierla, depurarla e smaltirla al termine del ciclo di tutti i suoi possibili ri-utilizzi. Troviamo riferimenti e consigli precisi sulla raccolta, sulla distribuzione e sulla determinazione della sua purezza nell’opera di Vitruvio, i romani furono abili costruttori di acquedotti, taluni ancora in attività, così come sappiamo che la civiltà araba ha sviluppato intelligenti congegni di captazione e stoccaggio, con interessanti sistemi di ventilazione naturale delle cisterne capaci di garantirne la conservazione con sufficiente grado di purezza per scongiurare pericoli di malattie dovute alla stagnazione ed alla formazione di batteri nocivi.
L’Italia è tra i paesi al mondo che consumano più acqua potabile (talune fonti ci indicano, anzi, come il maggiore consumatore in senso assoluto) compresi ovviamente gli usi industriali e agricoli. Il nostro consumo pro-capite (stimato intorno ai 220 litri per abitante al giorno) è superiore anche a quello di nazioni che hanno un più alto tenore di vita (che si attestano al di sotto dei 200 litri/giorno). Per contro il prezzo della nostra acqua potabile è tra i più bassi: dati dell’inizio del XXI sec. lo indicavano pari ad ¼  di quello tedesco, ⅓ di quello svedese ed ½ di quello inglese; solo questo potrebbe rappresentare, insieme ad altre concause, uno dei motivi per cui nel nostro paese non si è sviluppata una cultura del risparmio e del rispetto per questa risorsa.
Le cause dell’eccessivo consumo d’acqua sono molteplici; tralasciando in questa sede quelle che riguardano gli usi nell’industria e nell’agricoltura, possiamo concentrarci sugli aspetti di vita quotidiana (o quasi), non meno importanti di quelli produttivi, nei confronti dei quali ognuno di noi può, nel suo piccolo, fare qualcosa solamente assumendo comportamenti più maturi e ambientalmente consapevoli (in una parola: sostenibili) nell’uso dell’acqua. L’argomento va approfondito cercando di comprendere quali siano i fattori e comportamenti che possono consentire, in adesione al principio internazionale di sviluppo sostenibile, di continuare ad utilizzare questa importante risorsa rinnovabile per i nostri fabbisogni attuali senza precludere o diminuire il suo possibile uso alle generazioni future. Vediamo quali siano i modi ed i sistemi più interessanti e, relativamente, semplici per contribuire a farne utile tesoro senza, tuttavia, rinunciare alle comodità civilmente acquisite.
Uno tra i primi sistemi a cui viene da pensare è rappresentato dal recupero delle acque piovane che cadono gratuitamente sui tetti delle nostre case. Si tratta di una soluzione economicamente interessante sia sotto il profilo del rapporto costi/benefici (soprattutto se rapportata nel tempo prolungato di uso) sia sotto il profilo ambientale. La via più semplice e fattibile per realizzarla consiste nel posizionare una vasca nel giardino (privato o condominiale) entro cui convogliare tutti i terminali dei pluviali che scendono dal tetto. L’acqua raccolta potrà essere usata in estate (massima siccità) per innaffiare orti o giardini, soprattutto quando le ordinanze sindacali vietano espressamente il prelievo dal pubblico acquedotto per tali scopi. I dimensionamenti della vasca e dell’impianto vanno eseguiti in relazione alle superfici di raccolta ed alle effettive necessità di riuso. Questo accorgimento consente un duplice risparmio: riduce la spesa per l’acqua attinta dalla rete ed evita al giardino danni da essiccamento.
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Ma questo è un primo passo e si può fare di più. Possiamo recuperare le acque da percorsi e piazzali asfaltati (o in luoghi suscettibili di elevato inquinamento). Anche in queste situazioni è possibile e a questo punto possiamo dire doveroso, recuperare le acque piovane, ma diventa necessario ricorrere al loro pre-trattamento finalizzato a depurarle dalle sostanze più inquinanti. In questo caso si deve prevedere il trattamento delle acque di prima pioggia, ovvero di quelle cadute sulla superficie di riferimento per un’altezza di 5 millimetri nei primi 15 minuti di eventi meteorologici distanziati tra loro di 4/8 giorni.  Va ricordato altresì che la normativa italiana vieta che le acque di prima pioggia siano scaricate direttamente in superficie (sul terreno e nei corsi d’acqua) o nel sottosuolo per il rischio che finiscano in falda, inquinandola e obbliga il loro scarico in fogna (o il citato pre-trattamento antecedente al riuso o allo scarico in dispersione sul suolo) prevedendo sanzioni economiche significative per chi non rispetta tale prescrizione. L’acqua, recuperata e trattata con opportuni impianti di filtraggio, può altresì essere utilizzata non più solo per uso irriguo domestico ma, a questo punto, si può prendere in considerazione l’idea di ipotizzarne altri impieghi. Tra questi quello forse più immediato (e diffuso) è rappresentato dalla realizzazione di un circuito di alimentazione per le vasche degli sciacquoni di scarico dei w.c.; ma si potrà adoperare anche per il lavaggio delle auto, dei vetri e per i mille altri usi che si fanno, quotidianamente, dell’acqua.

Potenziando il sistema di depurazione (meglio se con criteri naturali, limitando cioè l’uso di prodotti chimici) potremmo pensare di riutilizzare l’acqua recuperata per provvedere al lavaggio dei pavimenti e, spingendoci ancora più avanti nell’istanza di recupero, per la rete di alimentazione delle lavatrici. Tutto sarà possibile in relazione alla volontà/possibilità etico-economica personale, alla superficie di raccolta ed alle capacità di stoccaggio e trattamento. E’ ovvio comprendere come per le tipologie di recupero più spinte sia necessario procedere a più accurati procedimenti di dimensionamento e progettazione che devono essere fatti da persone qualificate ed attente (meglio se progettisti esperti nel settore della cultura e della tecnica della progettazione sostenibili).

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Infine vale la pena ricordare che con i seguenti semplici accorgimenti si può ottenere un sensibile risparmio di consumo: - inserendo i riduttori/regolatori di flusso. nei rubinetti di casa (congegni da applicare in luogo del normale frangigetto che frammentano il flusso e lo miscelano con aria, mantenendo confortevole il volume complessivo (del getto aria+acqua), costante la pressione ma riducendo (fino al 50%) la quantità di acqua erogata e quindi consumata. Quando la pressione oltrepassa un certo valore (definito in fase di taratura), l’azione del congegno diviene anche di regolazione stabilizzatrice della portata limitando i disagi e diminuendo i rischi di rotture nell’impianto di distribuzione;

- adottando cassette di scarico per WC a doppio tasto (si riduce il consumo del 50% di acqua);

- adottando sistemi di erogazione differenziati in funzione della quantità di acqua necessaria;

- preferendo la doccia al bagno (si risparmia almeno il 20% di acqua);

- riparando tempestivamente i rubinetti che gocciolano;

- usando lavatrici e lavastoviglie a pieno carico (e di notte);

- innaffiando i giardini e le piante di sera in modo da ridurre le perdita di acqua per evaporazione.

Le microalghe

Le microalghe

di Fabio Barbato


Le microalghe sono organismi vegetali unicellulari acquatici la cui crescita, opportunamente favorita da sali nutritivi, luce e anidride carbonica, può essere notevolmente più rapida di quella delle piante terrestri. Ciò rende le microalghe particolarmente idonee per l’assorbimento di CO2 atmosferica, per la produzione di biocombustibili, per la depurazione di reflui civili e agro-zootecnici e per la produzione di biomolecole. Microalghe di varie specie vengono già prodotte a livello commerciale in vari Paesi e utilizzate per la produzione di integratori alimentari, mangimi, pigmenti, acidi grassi ω3, biomasse per acquacoltura e per il trattamento di reflui. La coltivazione avviene in bacini, vasche, fotobioreattori e fermentatori con tecniche e volumi diversi secondo la specie coltivata e le particolari applicazioni. Ancora in fase sperimentale sono le coltivazioni di specie per il risanamento di reflui contaminati da xenobiotici e metalli pesanti e per la produzione di biodiesel e idrogeno. Le ricerche in tal senso sono volte a conseguire elevati volumi di produzione con rendimenti prevedibili e programmabili, tali da incidere significativamente sui fabbisogni di carburanti per velivoli.

Lo stato delle ricerche, peraltro in costante e rapida evoluzione, non consente ancora di fornire stime precise circa la produttività di coltivazioni destinate alla produzione di biodiesel, l’applicazione attualmente ritenuta più interessante. Le prestazioni variano infatti in funzione della specie microalgale, della localizzazione dell’impianto, delle tecniche colturali e di trattamento della biomassa. A titolo indicativo, produzioni sperimentali (non commerciali) di microalga marina Nannochloropsis, a latitudini temperate e su superfici molto inferiori all’ettaro, possono fornire circa 20 t/ha/anno di olio, con 220-250 giorni produttivi per anno (Tredici, 2008). Ai fini della fissazione della CO2, Benemann (2003) cita un rapporto in peso fra biomassa microalgale secca e CO2 fissata pari a circa 1:1.65. Altri autori (Van Harmelen e Onk, 2006), tenendo conto anche dei necessari processi produttivi e dei relativi costi energetici, suggeriscono un rapporto finale di 1:1. Uno studio (Meisner, 2007) con orizzonte temporale 2015 suggerisce potenziali valori di mercato per i prodotti derivati da microalghe dell’ordine di $1000/t per gli integratori alimentari, di $600/t per il biodiesel e di $30/t per produzioni destinate all’assorbimento di CO2, che sarebbero comunque integrate con le due produzioni precedenti. Per quanto riguarda la comparazione con piante terrestri, uno studio (Chisti., 2007) riporta valori di produzione di biodiesel da microalghe per unità di superficie fino a 16 volte maggiori rispetto alla migliore pianta terrestre, ovvero la palma da olio.
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II maggior potenziale di sviluppo per le coltivazioni di microalghe appare legato alla produzione di biodiesel, che consente una netta riduzione delle emissioni di CO2 rispetto all’uso di combustibili fossili, senza sottrarre risorse alle coltivazioni terrestri per fini alimentari. Dopo l’estrazione di biocombustibile, la biomassa microalgale residua può ancora essere impiegata per l’estrazione di biomolecole di interesse commerciale o per la produzione di biogas. La depurazione di reflui agricoli o civili da sostanze quali nitrati, fosfati e metalli pesanti è un ulteriore settore di sviluppo. Secondo Meisner (2007), nel 2015 i prodotti ricavati da microalghe potrebbero avere un mercato potenziale a livello mondiale dell’ordine di 25-50 miliardi di dollari all’anno, dominato dalla produzione di biodiesel (50%), dall’assorbimento della CO2 e dalla produzione di integratori alimentari. La produzione di microalghe su grande scala deve tener conto dell’impatto sulle risorse idriche e sul territorio, mitigabile utilizzando colture in acque marine o salmastre e aree costiere marginali. Per ottenere inoltre bilanci economici, energetici ed emissivi vantaggiosi, in particolare nella produzione di biodiesel, occorre che l’intero ciclo di produzione sia basato su processi a basso costo e fonti energetiche rinnovabili o con ridotte emissioni.

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Per ottenere bilanci economici, energetici ed emissivi vantaggiosi, in particolare nella produzione di biodiesel, occorre che l’intero ciclo di produzione sia basato su processi con ridotti consumi energetici e moderati costi di impianto. Sarebbe auspicabile integrare i sistemi di coltivazione con sistemi energetici basati su fonti rinnovabili (eolico, fotovoltaico, geotermico ecc.). Per quanto riguarda l’assorbimento della CO2, occorre valutare attentamente l’opzione dell’allestimento di sistemi ad hoc di insufflazione del gas, che hanno un costo a fronte di un possibile piccolo incremento in produttività, piuttosto che contare sul naturale assorbimento della CO2 atmosferica da parte delle microalghe, a costo zero.


Bibliografia per saperne di più

- Van Harmelen T. and Onk H., 2006 – Microalgal biofixation process: applications and potential contributions to greenhouse gas mitigation options. Report for BiofixationInternational Microalgae Network (IEA): pp. 47;

- Benemann J., 2003. Biofixation of CO2 and greenhouse abatement with microalgae – technology roadmap. Final report for U.S. Department of Energy: pp. 30;

- Chisti, 2007. Biodiesel from microalgae. Biotech Advances 25:294- 306;

- Meisner A., 2007. Contributo al 7th European Workshop on Biotechnology of Microalgae. June 11-13, 2007, Nuthetal, Germany;

- Tredici M., 2007. Colture massive di microalghe: calamità o risorsa?. Da “Coltura massiva delle microalghe: il contributo della scuola fiorentina” - Accademia dei Georgofili, Firenze, 30.11.2006: pp. 13;

- Tredici M., 2008. Presentazione orale al Workshop Bioenergy World Europe, Verona 8/2/2008.

L'acqua, sistemi di trattamento

L'acqua, sistemi di trattamento

di Marco Cuomo
 

L’Italia è uno dei pochi paesi che ha adottato una legge per quanto riguarda i sistemi di trattamento delle acque potabili. Il D.M. 443/90 prescrive una serie di norme a tutela del consumatore e indica per le diverse tipologie di sistemi delle linee guida, è vero anche che la legge presenta ancora alcune lacune, facilmente superabili, oltre ad essere in attesa dello strumento attuativo. Comunque, già oggi, ogni impianto è obbligatoriamente progettato e realizzato seguendo i parametri prestazionali con le relative specifiche tecniche, i generici “purificatori d’acqua“ presenti sul mercato sono ingannevoli e non conformi alla normativa cogente; infatti la presenza del manuale d’uso e di manutenzione per la governace della vita utile per ogni installazione avvenuta con l’obbligatorietà di comunicazione all’ASL di riferimento garantisce il controllo della qualità e la conformità dell’impianto nel tempo. È fondamentale che i sistemi di trattamento siano dotati di valvole di non ritorno e di un conta litri con la multifiltrazioni basata su carboni attivi e validata dal Ministero della Salute. I sistemi ad osmosi inversa si implementano obbligatoriamente di sistema battericida con clorazione o Lampada U.V., quando utilizzano un accumulo d’acqua. Il tenore salino dell’acqua non deve scendere sotto una soglia determinata.

È altresì vero che la questione sulla durezza residua minima obbligatoria non ha senso, sia perché in alcune zone l’acqua di rete è di per sé già al di sotto di tale soglia, sia perché è fuorviante paragonare alle acque minerali caratterizzate da ridotti livelli di durezza. Pertanto è necessaria una nuova normativa di riferimento, che revisioni i parametri e vada a implementare i contenuti del D.Lgs. 31 del 2001 (e successive modifice D.Lgs. 27 del 2002), al fine di stabilire adeguati parametri di potabilità che sono adozione della direttiva europea 98/83 CE. L’installazione di questi impianti deve essere affidata ad installatori capaci di rispettare i dettami della normativa e di rilasciare la dichiarazione di conformità obbligatoria. Le norme UNI supportano esaustivamente le procedure di regola d’arte a cui il tecnico installatore deve attenersi. Inoltre gli apparecchi installati in ambiente domestico sono a tutti gli effetti degli elettrodomestici e devono seguire la direttiva CE. La normativa a difesa del consumatore D.Lvs 24/2002 (privato cittadino, non soggetto con partita IVA) in fatto di garanzia prevede un periodo di 24 mesi di totale copertura sia per i costi di manodopera e sia per le parti di ricambio (sono escluse le parti di consumo). Inoltre, se l’impianto viene venduto comprensivo di installazione, l’utente privato ha il diritto all’assistenza totalmente gratuita in loco. Ulteriore tutela del consumatore viene fornita dal D.Lvs. 181 del 2003, che rende obbligatoria la comunicazione al cliente sull’origine dell’acqua servita con la precisa frase “acqua potabile trattata/e gasata” all’interno dei locali pubblici.

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Il trattamento di alta qualità dell’acqua domestica, se diffusa, consentirà un ulteriore passo avanti nel soddisfare i parametri della sostenibilità, infatti non sarà più necessario movimentare acque minerali in bottiglie o boccioni che ad oggi incidono fortemente sull’emissione di CO2 e sull’uso delle materie prime ancora parzialmente riciclate.