Il riciclo integrale delle acque reflue rappresenta la vera svolta strategica per mettere al sicuro il settore manifatturiero e preservare le risorse naturali.
La scarsità idrica perenne, di cui questa estate ci ha ricordato la severità, impone un cambio di paradigma radicale, per il settore industriale e urbano. Trasformare le acque reflue da scarto da smaltire a risorsa continuativa, sfruttando la fitodepurazione industriale e la depurazione delle acque a circuito chiuso, è possibile. Il processo costituisce forse la strategia più concreta per azzerare lo stress e la scarsa portata delle falde acquifere. Questa transizione garantisce la continuità produttiva delle aziende, inserendosi a pieno titolo in quel modello di economia circolare necessario per la transizione ecologica.
Il rischio di razionamento nel settore manifatturiero
Il calo della disponibilità di acqua dolce rappresenta una minaccia diretta per la stabilità del settore manifatturiero europeo. I modelli tradizionali, basati sul prelievo continuo dalle falde sotterranee, non risultano più sostenibili di fronte a stagioni siccitose sempre più prolungate.
Secondo i dati dell’European Environment Agency ripresi dal Sole 24 Ore, l’industria manifatturiera è responsabile di circa il 18% dei consumi idrici totali nel continente. Il nostro Paese è quello che utilizza più acqua, sul territorio dell’Unione. Senza interventi strutturali, le siccità costringono le autorità locali a imporre razionamenti stringenti, esponendo i capannoni industriali al rischio concreto di blocchi della produzione e rilevanti perdite economiche.
Il concetto di circuito idrico chiuso
La gestione circolare delle risorse idriche supera la semplice riduzione dei consumi. Punta infatti all’azzeramento totale degli scarichi. Il circuito chiuso elimina il modello lineare prelievo-utilizzo-smaltimento, caro al manufatturiero tradizionale, trattando ogni goccia d’acqua come un patrimonio permanente.
L’acqua impiegata nei processi di lavaggio, raffreddamento o lavorazione chimica non viene più eliminata. Attraverso il riciclo dell’acqua, l’intera risorsa liquida viene continuamente depurata, e reinserita all’interno della catena produttiva aziendale, senza che vada sprecata finché è possibile riutilizzarla. Il modello lineare di consumo che conosciamo può essere superato e sostituito dalla circolarità. In una fase storica nella quale le risorse idriche si riducono a velocità costante, questo è più che mai necessario.
Il funzionamento della fitodepurazione applicata ai reflui industriali
La depurazione ecologica sfrutta i processi naturali per trattare gli scarichi senza ricorrere ad additivi chimici inquinanti. Di seguito analizziamo i meccanismi biologici che rendono possibile questo processo. Nei paragrafi seguenti esamineremo la biologia del sistema e vedremo come sia possibile chiudere il cerchio trasformando l’acqua già utilizzata, e considerata di scarto, in nuova risorsa riutilizzabile.
La selezione di piante macrofite per l’abbattimento dei metalli pesanti e dei nutrienti
La fitodepurazione industriale si basa sul lavoro sinergico tra specie vegetali macrofite, come per esempio la Phragmites australis o la Typha latifolia, e letti filtranti in sabbia e ghiaia. Le piante vengono inserite in vasche impermeabilizzate, ove scorrono gli scarichi. Le due specie acquatiche citate sono perenni ed elofite. Crescono in luoghi umidi e lungo le sponde dei fiumi. Hanno la capacità di depurare l’acqua trattenendo i nutrienti inquinanti, come azoto o fosforo, e rilasciando ossigeno nel terreno. Favoriscono la comparsa di batteri benefici che scompongono le sostanze tossiche.
Quando gli apparati radicali di fragmite e tifa rilasciano ossigeno nel sottosuolo, creano micro-habitat ideali per i batteri che metabolizzano la sostanza organica. Contemporaneamente, le piante attuano un processo di bio-accumulo, assorbendo direttamente azoto, fosforo e metalli pesanti disciolti. Si tratta di due componenti chiave all’interno del processo fitodepurativo dell’acqua.
La filtrazione a flusso sommerso per eliminare gli odori e i rischi sanitari
I più moderni impianti industriali di depurazione adottano sistemi a flusso sub-superficiale orizzontale o verticale. Al loro interno, il refluo scorre costantemente al di sotto del letto di ghiaia e non entra mai in contatto visivo, o diretto, con l’aria.
Come si può approfondire consultando gli schemi messi a disposizione dell’utenza internet dalla Provincia Autonoma di Bolzano, questa soluzione ingegneristica elimina la presenza di odori sgradevoli e blocca la riproduzione di insetti o vettori patogeni. Ciò garantisce la totale sicurezza igienico-sanitaria all’interno delle aree aziendali nelle quali si riutilizzerà il fluido depurato. Questa fase è necessaria a vincere la diffidenza di molti, i quali ritengono che vi siano rischi per la salute legati al continuo riutilizzo della stessa acqua.
Il recupero del fosforo e la conversione dei fanghi di depurazione in fertilizzanti
Durante il processo di filtrazione biologica si depositano inevitabilmente fanghi organici, ricchi di nutrienti minerali. Attraverso trattamenti di digestione avanzata, da questi sedimenti è possibile estrarre elementi preziosi, come per esempio il fosforo.
I fanghi disidratati e stabilizzati vengono trasformati in ammendanti e fertilizzanti biologici, destinati a un uso concimante nell’agricoltura locale. Questo rappresenta un secondo, e non trascurabile, beneficio legato al processo di fitodepurazione. Rende infatti possibile la conversione di un costo di smaltimento in valore economico distribuito sul territorio e utile al terreno e alla sua fertilizzazione.
Le reti idriche industriali e gli scenari futuri per le acque reflue
Una adozione su larga scala di sistemi a circuito chiuso in grado di favorire il riutilizzo dell’acqua nell’industria offre vantaggi finanziari tangibili, oltre agli evidenti benefici ambientali di cui abbiamo già scritto. Pur dovendo superare alcune barriere normative e tecnologiche, ancora più che mai presenti sul mercato, l’indipendenza dalla rete idrica protegge l’azienda che l’ha conseguita dalle fluttuazioni dei prezzi e dalle possibili sanzioni dovute a insufficiente impegno ambientale. Ciò aumenta il valore di mercato della realtà grazie al miglioramento dei suoi parametri di sostenibilità.
I vantaggi economici dell’indipendenza dalla rete idrica
L’autoproduzione e il riutilizzo dell’acqua abbattono i costi relativi al canone di fornitura idrica e alle sanzioni legate al superamento dei limiti di scarico. Riutilizzare l’acqua in linea di produzione significa evitare di prelevarla in grandi quantità e limitare l’apporto richiesto dalla rete alle condotte dei servizi igienici e all’acqua necessaria all’utilizzo umano, non a quello industriale.
Un’azienda idricamente indipendente è in grado di proteggere il proprio bilancio dalla fluttuazione dei prezzi della risorsa acqua, che potrebbero aumentare nel prossimo futuro a causa di siccità prolongate e ripetute, e migliora il suo posizionamento nei rating ESG di sostenibilità. Queste valutazioni, che misurano la conformità di un’azienda a criteri ambientali, sociali e di governance, rappresentano un biglietto da visita rilevante per la realtà produttiva, in un’epoca nella quale c’è attenzione a questi aspetti.
Le barriere legislative europee
Il quadro normativo europeo, in materia di riutilizzo idrico, è in aggiornamento, ma presenta ancora ostacoli che rallentano le autorizzazioni per la realizzazione di impianti industriali di questo tipo.
La frammentazione delle normative nazionali e continentali costituisce uno dei principali freni alla diffusione capillare degli impianti di riciclo idrico a circuito chiuso. Sebbene il Regolamento UE 2020/741 abbia introdotto requisiti minimi per il riutilizzo irriguo in agricoltura, da cui si potrebbe partire per allargare il ragionamento all’industria, il quadro regolatorio relativo all’impiego delle acque riciclate, all’interno dei processi industriali diretti, presenta lacune e difformità tra gli Stati membri.
Molte aziende che intendono convertire i propri scarichi in risorsa continua si scontrano con processi autorizzativi lunghi, burocratizzati e privi di standard qualitativi omogenei. Questa incertezza giuridica disincentiva gli investimenti a lungo termine. I manager, infatti, preferiscono evitare di rischiare l’integrazione di tecnologie avanzate senza avere la certezza di poter impiegare l’acqua depurata in linea, a causa della poca trasparenza dei regolamenti sanitari locali.
Accanto alle barriere burocratiche si collocano i vincoli di natura puramente tecnologica ed economica. Per settori complessi come quello chimico, farmaceutico o galvanico, la fitodepurazione biologica non è in grado di abbattere l’intero carico di inquinanti complessi e metalli disciolti. In questi contesti si rende necessaria l’integrazione di sistemi di decantazione chimico-fisica, microfiltrazione e osmosi inversa ad alta pressione.
Simili impianti avanzati richiedono investimenti in capitale fisso estremamente elevati. In aggiunta, comportano un consumo energetico consistente. Questo riduce, inevitabilmente, il margine operativo dell’intervento. Senza un’adeguata revisione delle direttive europee, né un piano strategico di incentivi fiscali dedicati alla transizione ecologica dei sistemi idrici, il passaggio al riciclo totale rischia di rimanere appannaggio esclusivo dei grandi gruppi industriali, i quali possono contare su fondi importanti.
Casi di fitodepurazione industriale di successo in Italia e in Europa
L’applicazione del riciclo integrale delle risorse idriche è già una realtà operativa in numerosi distretti e grandi gruppi manifatturieri. Vediamo alcuni esempi in Italia e in Europa, in maniera tale da conoscere più da vicino i primi casi studio di successo, i quali ci mostrano come possa essere possibile uno sviluppo importante di questa tecnologia e una sua applicazione alle realtà industriali.
Il modello di simbiosi idrica del distretto tessile di Prato
Il distretto tessile di Prato rappresenta uno degli esempi più strutturati di simbiosi industriale applicata alla gestione della risorsa idrica in Europa. Le acque reflue generate da centinaia di aziende di rifinizione e tintoria del territorio, in un’area quasi integralmente devoluta al tessile, unitamente a quelle provenienti dagli scarichi civili dell’area metropolitana, vengono convogliate, attraverso una rete fognaria dedicata, presso l’impianto centralizzato di Baciacavallo.
È in questa struttura che le tecniche tradizionali di depurazione biologica sono affiancate da trattamenti terziari con carboni attivi e filtrazione a membrana. Il sistema rimuove residui di pigmenti, tensioattivi e microinquinanti tipici delle lavorazioni tessili. In questo modo, l’acqua purificata riesce a rispettare i rigidi standard richiesti dalle aziende per le successive fasi di tintura dei tessuti.
Una volta rigenerata, la risorsa idrica viene immessa in un acquedotto industriale dedicato, lungo decine di chilometri, che la ridistribuisce direttamente agli stabilimenti produttivi del distretto. Questo circuito chiuso consente di riciclare oltre 5 milioni di metri cubi d’acqua ogni anno, riducendo drasticamente il prelievo dagli acquiferi sotterranei e proteggendo le falde locali dallo stress da ipersfruttamento.
L’esperienza pratese dimostra come l’integrazione tra pianificazione pubblica e necessità industriali sia in grado di trasformare la gestione dei reflui in un fattore strategico di competitività economica, mettendo al riparo la filiera tessile dai rischi derivanti dalle sempre più frequenti stagioni di forte scarsità idrica.
La rigenerazione degli scarichi della raffineria Eni di Sannazzaro
Presso il sito della raffineria Eni di Sannazzaro de’ Burgondi è stato realizzato uno dei più estesi impianti di fitodepurazione industriale a flusso sommerso applicati al settore energetico e dell’industria pesante. Le acque di scarico derivanti dai processi di raffinazione, dopo essere state sottoposte ai primi trattamenti di disoleazione e depurazione chimico-fisica, vengono convogliate all’interno di un sistema di bacini vegetati a perdita zero. Questo passaggio terziario sfrutta l’azione combinata di ghiaia selezionata e piante macrofite radicate per intercettare ed eliminare gli idrocarburi residui, i composti azotati e i metalli in traccia che supererebbero i tradizionali sistemi di filtrazione.
L’infrastruttura si sviluppa su diversi ettari e funziona in totale assenza di sommersione superficiale dell’acqua. Ciò elimina l’emissione di cattivi odori e azzera i rischi sanitari per gli operatori della raffineria. Oltre a garantire la completa depurazione dell’acqua pronta per il riutilizzo interno nei circuiti di raffreddamento dell’impianto, l’area è diventata un’oasi umida artificiale di elevato valore naturalistico. Questo intervento dimostra la fattibilità tecnica della fitodepurazione applicata all’industria chimica complessa, mostrando come la natura sia in grado di integrarsi nei processi produttivi, allo scopo di rigenerare gli scarichi più impattanti e promuovere la biodiversità locale.
Il ciclo chiuso dello stabilimento Barilla di Foggia per il riutilizzo irriguo delle acque reflue
Nello stabilimento produttivo Barilla di Foggia la gestione circolare dell’acqua si inserisce direttamente nella catena del valore dell’agroalimentare. L’impianto è specializzato nella lavorazione del grano e nella produzione di pasta. I volumi di risorsa idrica impiegati nelle fasi di lavaggio della materia prima, e di pulizia degli impianti, vengono inviati a un sistema di depurazione biologica integrata. Questo processo rimuove i residui organici, e gli accumuli di amido, senza l’impiego di additivi chimici aggressivi. Ciò restituisce un fluido pulito e ricco di sostanze nutritive. Queste sono compatibili con la crescita vegetale e il mantenimento dei suoli agricoli.
L’acqua depurata non viene immessa nei corpi idrici superficiali come scarto. Al contrario, la si convoglia verso i terreni agricoli circostanti. In questo modo, diventa possibile servirsene per l’irrigazione delle colture di grano duro. Si crea in questo modo un modello virtuoso di economia circolare a filiera corta. L’acqua utilizzata all’interno dello stabilimento torna a nutrire i campi. Questi, in cambio, forniscono la materia prima per la produzione industriale.
Una simile sinergia tra industria alimentare e agricoltori locali riduce la pressione sui pozzi artesiani della zona, protegge il territorio dal rischio di desertificazione e certifica l’impegno dell’azienda verso modelli produttivi a zero impatto ambientale.
Il progetto svedese di depurazione del quartiere Hammarby Sjöstad a Stoccolma
Nel quartiere ecologico di Hammarby Sjöstad, a Stoccolma, la gestione sostenibile delle acque reflue è stata integrata fin dalla progettazione urbanistica. Un modello internazionale di smart city ha sostituito un’ex area industriale degradata. Il sistema prevede la separazione alla fonte delle acque grigie, prodotte da lavandini e docce, da quelle nere, provenienti dai servizi igienici. Questa suddivisione consente di inviare i diversi flussi a specifici impianti di depurazione biologica e fitodepurazione urbana distribuiti nel quartiere. Ciò massimizza l’efficienza del trattamento e riduce l’energia necessaria alla chiarificazione della risorsa.
Le acque grigie depurate vengono riutilizzate per l’irrigazione dei parchi pubblici; il lavaggio delle strade e l’alimentazione delle reti degli sciacquoni domestici. Contemporaneamente, i fanghi organici estratti dalle acque nere vengono inviati a digestori anaerobici. Qui si produce biogas destinato al trasporto pubblico cittadino. Il calore residuo dei reflui, invece, viene recuperato per alimentare la rete di teleriscaldamento distrettuale.
L’approccio sistemico adottato ad Hammarby Sjöstad ha permesso di abbattere del 50% il consumo di acqua potabile pro capite, dimostrando l’efficacia delle tecnologie biologiche integrate nella pianificazione delle città del futuro.
